第31届中国化学奥林匹克(决赛)理论试题及标准答案

中国化学会第 31 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷估分用答案（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）·竞赛时间 3 小时。

迟到超过半小时者不能进考场。

开始考试后 1 小时内不得离场。

时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。

·试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

草稿纸在最后一页。

不得持有任何其他纸张。

·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。

·允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第根据条件书写化学反应方程式。

1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。

1-1 2NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 = 2MgCO3 + 2NH3 + 2H3BO3（2 分）NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 + 2H2O = Mg2(OH)2CO3 + NH3 + 2H3BO31-2从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将 Pu3+氧化为 Pu4+。

1-2 4H+ + 2HNO2 + 4Pu3+ = N2O + 4Pu4+ + 3H2O（2 分）1-3N aBH4与氯化镍（摩尔比 2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比 1:3）。

1-3 8NaBH4 + 4NiCl2 + 18H2O = 6H3BO3 + 2Ni2B + 8NaCl + 25H2（2 分）1-4通过 KMnO4和H2O2在KF-HF 介质中反应获得化学法制 F2的原料 K2MnF6。

1-4 2KMnO4 + 3H2O2 + 2KF + 10HF = 2K2MnF6 + 3O2 + 8H2O（2 分）1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。

1-5 2PH3 + 8HCHO + H2SO4 = [P(CH2OH)4]2SO4（2 分）第 2 题（10 分）2-1氨晶体中，氨分子中的每个 H 均参与一个氢键的形成，N 原子邻接几个氢原子？1 摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上？n2-2 P 4S 5 是个多面体分子，结构中的多边形虽非平面状，但仍符合欧拉定律，两种原子成键后价层均满足 8 电子，S 的氧化数为-2。

第31届中国化学奥林匹克(决赛)实验试题CCHD2017年11月126日深圳实验指南:请在实物开始前仔细阅读实验试题和实验报告的内容。

1.实验时间:09.30-14.00.迟到超过30分钟不得进入实验室。

开考后1小时内不得离开实验室。

2.开始实验前，必须在实验报告每业的页眉写上座位号，3.实验试题和实验报告均已分别装订成府，不得拆开，4.不得带任何纸张进入实验室。

附草稿纸1张。

收回但不作为评判依据。

5.禁止在实验室内饮食。

6实验全程须穿无任有标记的实验服，佩戴防护眼镜。

过肩长发须束起或戴防护帽盖住。

若不佩戴防护康镜进行实验。

将予以警告，若再次犯规，将失去参你资格。

7.实验考试期间严禁交谈，若要离开实验室须经监与老师同意，由专人引导去、回。

8.天平宽更离实验室较远，称量物品途中务必小心。

9.务仍将废弃物例入指定的回收容器中。

10严格遵守实验安全操作规测。

一旦发生安全事故。

须立即报告监考老师。

因个人操作错误而引起安全事故者，需按规定扣分(见“特别提示”③).11.若因个人原因导政合成实验失败，可自行决定是重做，若重做，需按评分标准扣除相应分值(参见“特别提示”⑨)12.若因他人原因导致合成实验失败，允许重做，且不扣除索要新试剂、原料、器材及损杯器材分数，并重新计时，13.所有实验记录及问题解答一律填写在实验报告的指定位置，写于其他位置无效。

若需改动原始记录，须经监考老师签名确认。

14.实验结束后，将实验试题、实验报告、合成产品和薄层层析硅胶板一并交给监考老师，记录实验完成时间，监考老师须在实验报告上签名。

营员需用油性笔在合成产品袋上写上考号。

15最后，清洗仪器，整理台面(不计入考试时间)，经监考老师许可后，方可离开实验室。

由工作人员引导至食堂就餐。

实验一香草酸的合成1.实验内容香草提取物约含20种物质，主要是香草醛，4-羟基苯甲醛、香草酸和4一羟基苯甲酸。

其中香草醛是目前世界上用量最大的香精香料，它可以通过成熟的工业方法大量制备，香草酸是香草醛的氧化形式，它在食品、红酒、医药等领域有着广泛的应用。

第31 屆中國化學奧林匹克(初賽)試題（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）●競賽時間3 小時。

遲到超過半小時者不能進考場。

開始考試後1 小時內不得離場。

時間到，把試卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場。

●試卷裝訂成冊，不得拆散。

所有解答必須寫在指定の方框內，不得用鉛筆填寫。

草稿紙在最後一頁。

不得持有任何其他紙張。

●姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。

●允許使用非編程計算器以及直尺等文具。

第 1 題（10 分）根據條件書寫化學反應方程式。

1-1工業上從碳酸氫銨和鎂硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反應制備硼酸。

1-2從乏燃料提取鈈元素の過程中，利用亞硝酸鈉在強酸溶液中將Pu3+氧化為Pu4+。

1-3N aBH4與氯化鎳（摩爾比2:1）在水溶液中反應，可得到兩種硼化物：硼化鎳和硼酸（摩爾比1:3）。

1-4通過KMnO4和H2O2在KF-HF 介質中反應獲得化學法制F2の原料K2MnF6。

1-5磷化氫與甲醛の硫酸溶液反應，產物僅為硫酸鏻（鹽）。

第 2 題（10 分）2-1氨晶體中，氨分子中の每個H 均參與一個氫鍵の形成，N 原子鄰接幾個氫原子？1摩爾固態氨中有幾摩爾氫鍵？氨晶體融化時，固態氨下沉還是漂浮在液氨の液面上？2-2P4S5是個多面體分子，結構中の多邊形雖非平面狀，但仍符合歐拉定律，兩種原子成鍵後價層均滿足8 電子，S の氧化數為-2。

畫出該分子の結構圖（用元素符號表示原子）。

2-3水煤氣轉化反應[CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g)]是一個重要の化工過程，已知如下鍵能(BE)數據：BE(C≡O) =1072 kJ·mol-1，BE(O-H) = 463 kJ·mol-1，BE(C=O) = 799 kJ·mol-1，BE(H-H) = 436 kJ·mol-1估算反應熱，該反應低溫還是高溫有利？簡述理由。

中国化学会第31 届全国高中学生化学比赛（省级赛区）试卷估分用答案（2017年8月27日9:00 ~ 12:00 ）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总分 满分 101012101012613107100得分评卷人·比赛时间3 小时。

迟到超出半小时者不可以进考场。

开始考试后1 小时内不得离场。

时间到，把试卷（反面向上）放在桌面上，立刻起立撤退考场。

·试卷装订成册，不得拆开。

全部解答一定写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

底稿纸在最后一页。

不得拥有任何其余纸张。

·姓名、报名号和所属学校一定写在首页左边指定地点，写在其余地方者按废卷论处。

·同意使用非编程计算器以及直尺等文具。

H相对原子质量HeLiBeB C N O F NeNaMgAlSi P S Cl ArKCa Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni CuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe [98]Cs Ba La － Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnLu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac － Rf Db Sg BhHs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo[223] [226] LaLa Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb LuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr第 1题（10分）依据条件书写化学反响方程式。

1-1 工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg B O (OH) ]在水溶液中反响制备硼酸。

第31届中国化学奥林匹克（决赛）试题第1题（11分）1-1 1.000 g铝黄铜合金（设只含有铜、锌、铝）与0.100 moldm-3硫酸反应，在25 °C和101.325 kPa下测得放出的气体的体积为149.3 cm3,将相同质量的该合金溶于足量热浓硫酸，在相同温度和压强下测得放出的气体的提交为411.1 cm3,计算此铝黄铜合金中各组分的质量分数。

主要考察基本的计算和硫酸的酸性和氧化性。

铜不能和常温下的硫酸反应，所以第一步只有Zn和Al被H+ 氧化成Zn2+和Al3+；当硫酸温度提高浓度加大时，SO42-具有氧化性，可将Cu，Al和Zn全部氧化到最高价态，自身被还原成SO2。

计算的具体步骤很简单，如下：由已知三种组分的总质量为1.000 g，即M（Cu）n（Cu）+ M（Al）n（Al）+ M（Zn）n（Zn）= m（总）（1）合金与0.100 mol／L 的硫酸在低温下反应的方程式如下：Zn + 2 H+→ Zn2+ + H2 (g)2 Al + 6 H+→ 2 Al3+ +3 H2 (g)放出气体H2 149.3 cm3，由pV = nRTn（H2）= pV(H2) /RT（2）由上述方程式知n（Zn）+ 3/2 n（Al）= n（H2）（3）合金与0.100 mol／L 的浓硫酸在高温下反应的方程式如下：Zn + 2 H2SO4 (浓) → ZnSO4 + SO2 (g) + 2 H2O2 Al + 6 H2SO4 (浓) → Al2(SO4)3 + 3 SO2 (g) + 6 H2OCu + 2 H2SO4 (浓) → CuSO4 + SO2 (g) + 2 H2O放出气体SO2 411.1 cm3，由pV=nRTn（SO2）= pV(SO2)/RT（4）由上述方程式知：n（Zn）+ 3/2 n（Al）+ n (Cu) = n（SO2）（5）由已知M（Cu）= 63.55 g/mol，M（Al）= 26.98 g/mol，M（Zn）= 65.38 g/molR = 8.31441 J/K mol，T = 25 + 273.15 = 298.15 K，p = 101.325 kPaV(H2) = 149.3 cm3，V(SO2) = 411.1 cm3，m（总）= 1.000 g联立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可得n（Cu）= 1.070 ×10-2n（Al）= 1.112 ×10-3n（Zn）= 4.434 ×10-3w%（Cu）= m（Cu）n（Cu）／m（总）= 68.0%w%（Al）= m（Al）n（Al）／m（总）= 3.0%w%（Zn）= m（Zn）n（Zn）／m（总）= 29.0%1-2 向[Cu(NH3)4]SO4水溶液中通入SO2气体至溶液呈微酸性，析出白色沉淀CuNH4SO3。

第31 届中国化学奥林匹克(初赛)试题（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）●时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。

●试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

草稿纸在最后一页。

不得持有任何其他纸张。

●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。

●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1根据条件书写化学反应方程式。

1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。

1-2从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将Pu3+氧化为Pu4+。

1-3N aBH4与氯化镍（摩尔比2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比1:3）。

1-4通过KMnO4和H2O2在KF-HF 介质中反应获得化学法制F2的原料K2MnF6。

1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。

第2 题（10 分）2-1氨晶体中，氨分子中的每个H 均参与一个氢键的形成，N 原子邻接几个氢原子？1 摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上？2-2P4S5是个多面体分子，结构中的多边形虽非平面状，但仍符合欧拉定律，两种原子成键后价层均满足8 电子，S 的氧化数为-2。

画出该分子的结构图（用元素符号表示原子）。

2-3水煤气转化反应[CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g)]是一个重要的化工过程，已知如下键能(BE)数据：BE(C≡O) =1072 kJ·mol-1，BE(O-H) = 463 kJ·mol-1，BE(C=O) = 799 kJ·mol-1，BE(H-H) = 436 kJ·mol-1估算反应热，该反应低温还是高温有利？简述理由。

2-4硫粉和S2-反应可以生成多硫离子。

在10 mL S2-溶液中加入0.080 g 硫粉，控制条件使硫粉完全反应。

科目 化学 年级 高三文件 aosai004.doc 考试类型 奥赛 考试时间 1999 关键词 化学竞赛标题 第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题 内容第一题化合物Q (摩尔质量 122.0 g mol -1) 含碳、氢、氧。

A 分题CO 2(g) 和 H 2O(l) 在 25.00 o C 的标准生成焓分别为 –393.51和–285.83kJ ·mol -1。

气体常数R 为 8.314 J ·K -1·mol -1。

(原子量: H = 1.0, C = 12.0, O = 16.0)质量为0.6000g 的固体Q 在氧弹量热计内充分燃烧,在25.000o C 下开始反应, 此时量热计内含水710.0 g 。

反应完成后温度上升至27.250 o C, 反应生成1.5144 g CO 2 (g) 和 0.2656 g H 2O(l)。

问题1-1 确定Q 的分子式，并写出Q 燃烧反应的配平的化学方程式（标明物质状 态）。

问题1-2 若水的比热为4.184 J ·g -1·K -1，反应内能变化(∆U o )为–3079kJ ·mol -1，请计算量热计的热容（不包括水）。

问题1-3 计算Q 的标准生成焓（H f o ）。

B 分题在6o C 时Q 在苯和水中的分配情况见下表，表中C B 和C w 分别表示Q 在苯和水中的平衡。

假定Q 在苯中的物种是唯一的，并与浓度与温度无关。

问题1-4 假定Q 在水中是单体，通过计算说明Q 在苯中是单体还是双聚体。

问题1-5 理想稀溶液的凝固点表达式如下：fs 20f f 0f Δ.)(H X T R T T =- 其中T f 是溶液的凝固点， T f 0是溶剂的凝固点， ∆H f 是溶剂的熔化热， X S 是溶质的摩尔分数，苯的摩尔质量为78.0 g mol -1。

纯苯在1大气压下的凝固点为5.40 o C ，苯的熔化热为9.89 kJ mol-1。