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1997年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题答案


1997年全国竞赛(初赛)试题答案
第一题(10分) (1)CuH(4分) (注:根据题中各种信息的综合分析,A的晶体结构属 ZnS 型意味着A是AB型二元 化合物,因此A不可能是 Cu、Cu2O、CuH2PO3、Cu3P、Cu3P2、CuH2P、CuHP 等等物质。 认为是 CuP 则不符合铜还原后的价态,与铜和磷的化合价矛盾(按化合价,应是 Cu3P 或 者 Cu3

P2,均不是 ZnS 的组成) ,认为是 CuS 或 CuO,生成反应中就找不到被强还原剂 (NaH2PO2)还原的元素,更无后面所述的几种化学性质,总之,它们不能与所有信息相 一致,总之,只可能是 CuH。 ) (2)4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH+3H3PO4+4H2SO4 (2分) (注:题面已经告诉反应在水溶液里进行,配平时加水应在情理之中,题面已经告诉 得到磷酸和硫酸,因此得到其他别的产物不得分;不配平也不得分,后面的反应式也要配 平,不配平不得分。 ) (2)2CuH+3CI2=2CuCI2+2HCI (2分) (注: CuCI2 写成 CuCI 不给分, 把 因铜与氯气反应得到氯化铜属于中学化学知识点。 ) (4)CuH+HCI=CuCI+H2 (2分) (注:单单写成 CuCI2 不给分,但如果写成 CuCI2+Cu 可以考虑给一半分,因这种错 误不属于中学的知识点。 ) 或写成 CuH+2HCI=HCuCI2 十 H2 或者 CuH+3HCI=H2CuCI3 十 H2 也得分。 (注: 各小题明显相关, 答不出 CuH 则后面各小题均无分, 因此后几小题分值较低。 ) 第二题(13 分) (1)PCI5 蒸气中存在 PCI5 分子 (1 分) 因为 ? =9.3×22.4=208.3 (1 分) (1 分)

与 PCI5 相对分子质量 31.0+35.5×5=208.5 相等

呈三角双锥体。三角双锥分子无极性,有两种键长。

(2分)

(注:若答成四方锥体不给分,因它有极性,与题面给的信息不符。 ) (2)存在 PCI3 和 CI2 分子 (1 分) 因为压力为计算值的两倍,表明 1moCPCI5 完全分解成 1molPCI3 和 1molCI2,共 2mol。气 体由等摩 PCI3 和 CI2 组成。 PCI5=PCI3+CI2 (1 分) CI—CI (1 分)

(3)PCI5 熔体能发生如下电离,产生阴阳离子,故能导电。 2PCI5=[PCI4]++[PCI6]— —

(共 3 分) (注:含[PCI4]+和[PCI6]-两种离子,前者为四面体,后者为八面体,因此前者只有 一种键长,后者也只有一种键长,加起来有两种键长。 ) (4)PBr5 熔体能发生如下电离,产生了阴阳离子,故也能导电。PBr5=[PBr4]++Br— [PBr4]+结构同[PCI4]+ (共 2 分) 第三题(19分) (1)2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2 (1 分) (写 S、SO3 不写 SO2 不得分) FeS+O2=FeO+SO2 (1 分) (写 S、SO3 不写 SO2 不得分) FeO+SiO2=FeSiO3 (1 分) (写其他产物不得分) 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 (1 分) (写 S、SO3 不写 SO2 不得分) Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2 (1 分) (写 S、SO3 不写 SO2 不得分) 不配平不得分。 (2)2CuFeS2+2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2 (2 分) (3)4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O (4 分) (注:不写硫酸铁而写硫酸亚铁给一半分) (4)①4CuFeS2+17O2=4CuSO4+2Fe2O3+8SO2 (4 分) ②控制加入 CuFeS2 的速度,因 CuFeS2 与 O2 反应放热 (2 分) ③CuSO4=CuO+SO3 (2 分) 1 (答 SO2+ O2 不扣分) 2 (注: 表中的酸溶性铁相当于提示不是 FeSO4 或 Fe2(SO4)3。 ①的反应产物不写氧化铁 写氧化亚铁或四氧化三铁也可以给一半分。虽然实际反应产物是氧化铁,但对中学生,做 出正确判断根据可能不足。 ) 第四题(10分) 0℃~50℃ MnC2O4·2H2O 稳定区域 (1 分)

50℃~100℃
? 0 . 80 179 100℃~214℃ 143

MnC2O4·2H2O=MnC2O4+2H2O 179 143

(2 分)

(1 分) MnC2O4 稳定区域 MnC2O4=MnO+CO+CO2 (1 分) (2 分)

214℃~280℃ 71 (1 分) ? 0 . 40 179 (注:MnO 的晶格能比 MnC2O4 大,MnO 比 MnC2O4 稳定,所以 MnC2O4 分解生成 MnO。 ) 1 280℃~943℃ 3MnO+ O2=Mn3O4 2 76 . 3 ? 0 . 43 (2 分) 179 第五题(10分) (1)如图 3-1-2。 注:只要四个硝基在相间的位置上都是正确的,其他答案 不给分。因为这四个硝基位置是等价的。 分) (2 ( 2 ) C8H4(NO2)4=2H2O + 6CO + 2C + 2N2 (2分) (注:爆炸反应是分解反应,加氧不合理。写其他产物不 合理) (3)当用19种氨基酸(分别用 X、Y、Z、P、Q、…表 示)取代B的四个硝基时,可以分四种情况讨论: ①只有一种氨基酸取代。如 AX4、AY4、…即从19种氨基酸中任取一种,其异构体
1 数用组合数公式计算: C 19 =19。

(1 分)

②用两种氨基酸取代。又可分为两种情况:一是一种氨基酸取代三个硝基,另一种 氨基酸取代余下的一个硝基;二是每种氨基酸各取代二个硝基。前者是属于排列问题,后 者是属于组合问题。对于前者,如: AX3Y,AX3Z、… AY3X, AY3Z、… 显然 AX3Y 与 AY3X 是两种异构体, 3Y 是 X 取代三个硝基, 3X 是 Y 取代三个 AX AY 硝基,X 与 Y(不包括下标)交换位置则是另外的异构体。因此用排列数公式求其数目:
P19 =19×18=342(也可作 C 19 C 2 )
2

2

1

(1 分)

对于后者,如: AX2Y2、AX2Z2、…… AY2Z2、AY2P2、…… 当两种氨基酸(用 X 和 Y)交换位置时,如 AX2Y2 与 AY2X2 是同一种物质。因此其

异构体数目用组合数公式计算: 18 2 C 19 =19× =171 (1 分) 2 ③用三种氨基酸取代。此时,只能是一种氨基酸取代二个硝基,另两种氨基酸各取 代一个硝基。如: AX2YZ、AX2YP、…… AY2XP、AY2XQ、…… 此处取代二个硝基的氨基酸不能与另两种氨基酸交换位置,而取代一个硝基的两种 氨基酸互换位置不产生新的异构体。于是其异构体数为: 17 3 1 2 1 C 19 C 3 =19×18× =2907(也可作 C 19 C 18 ) (1 分) 2 ④用四种氨基酸取代。如: AXYZP、AXYZQ、…… 这要求从19种氨基酸中任取四种作组合,彼此交换位置不产生新的异构体。于是 其异构体数为 16 4 C 19 =19×18×17× =3876 24 最后这种情况将出现对映异构现象,故总数为 3876×2=7752 种 (1 分) 因此,总的异构体数为:
C 19 + C 19 + C 19 C 2 + C 19 C 3 + C 19 =19+342+171+2907+7752=11191
1 注: (3)问解题思路不是唯一的。如取一种氨基酸取代有 C 19 =19 种;取两种氨基酸 1

2

2

1

3

1

4

取代,如取 X 和 Y,可有三种组合,即 AXY3,AX2Y2,AX3Y 所以共有 C 19 ×3=19×

× 2 3=513 种;取三种氨基酸取代,如取 X、Y、Z,也可以有三种组合,即 AXYZ2,AXY2Z, AX2YZ 所以共有 C 19 ×3=2907;取四种氨基酸取代,有 C 19 =3876 种,3876×2=7752 种。 总共有 19+513+2907+7752=11191 种。 (4) 只有④产生的异构体既无对称平面又无对称中心, 有旋光异构体, 因此共有 3876 对对映体。 (1 分) 第六题(12分) - - - (1)ONO2 (1 分) NO+O2 =ONO2 (1 分) (不要求构型) 分) (2
3 4

2

18

(2)O2NOCO2 或 ONO2CO2 (把 O 合在一起写也算正确答案)





(不要求构型,但只写一种可能的得一半分) — (3)NO2 +Cu++2H+=NO+Cu2++H2O (写 2OH—也得分) (4)3NO=N2O+NO2(歧化反应) 由于发生 2NO2=N2O4 的聚合反应,因此最后压力仅略低于
2 3

(2 分) (2 分) 。 (1 分)

第七题 (1)Fe+RCH2X+H+=Fe2++RH3+X— (2 分) 反应中 1molFe 失 2mol 电子,C 得 2mol 电子 (1 分) (2)主要是生产无水 AICI3 困难,制无水 AICI3 的方法(反应式) 1 ○2AI+3CI2=2AICI3 2 ○AI2O3+3C+3CI2=2AICI3+3CO 1 若据○法制无水 AICI3,无意义(因用 AI 制成 AICI3 再电解制 AI) 。 2 ○法需 CI2,而制 CI2 需电解。 (本小题总共 4 分,只要说到点子上都可得分。 ) 2 1 (3)○式—○式,得 N2O 分解反应的热化学方程式。 1 N2O=N2+ O2+75.2kJ/molN2O (2 分) 2 3 3 2 ○式—○式 (CH2) n + n ? 2 2 = n CO2+ n H2O+676.8 n kJ/mol(CH2) n (2 分) 这个热反应方程式是(CH2) n 的燃烧热。 (4)2KBrF4+(BrF2)2PbF6=K2PbF6+4BrF3 (4 分) — — (注:2BF3=BrF2 +BrF4 故 KBrF4 相当于水溶液体系中的 KOH,(BrF2)2PbF6 相 当于水体系中的质子酸) 第八题(11 分)

?

\ C ?C ?O

(1)
? /

(3 分)

H H \ C ? C ? O ? HOH ? H H /

(2)

| C | H H

C

// \

O

(2 分)
OH

H

\ C ? C ? O ? HOHa ? H /

(3)
H

| C | H H

C

// \
-

O

(2 分)
O Na
?

H

\ C ? C ? O ? HNH
2

(4)
H /

? H

| C | H

C

// \

O

(2 分)
NH 2

H H \ C ? C ? O ? CH 3 CH 2 OH ? H H /

(5)

| C | H

C

// \

O

(2
OCH 2 CH 3

分) (注意:答乙酐者全题以零分计)


1997年全国高中学生化学竞赛(初赛)试卷

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