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2019年第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案解析

第1题(10分) 简要回答问题。

1-1利用不同的催化剂，乙烯催化氧化可选择性地生成不同产物。产物A可使石灰水变浑浊。写出与A摩尔质量相等的其他所有产物的分子式和结构简某某。

1-2 化合物CsAuCl3呈抗磁性。每个Cs+周围有12个Cl－离子，每个Cl－离子周围有5个金属离子。金离子处在Cl－离子围成的配位中心（也是对称中心）。写出该化合物中Au的氧化态及其对应的配位几何构型。

1-3 2019年1月，嫦娥四号成功在月球着陆。探测器上的五星红旗有一类特殊的聚酰亚胺制成。以下是某种芳香族聚酰亚胺的合成路线。

画出A、B、C的结构简某某。

第2题(6分)

2-1 28Ca轰击249Cf，生成第118号元素并放出三个中子。写出配平的核反应方程式。

2-2 推出二元氧化物(稳定物质)中含氧最高的化合物。

2-3 9.413g未知二元气体化合物中含有0.003227g电子。推出该未知物，写出化学式。

第3题(10分) 高炉炼铁是重要的工业过程，冶炼过程中涉及如下反应：

气体常数R等于8.314J·mol-1·K-1；相关的热力学数据(298K)列入下表：

FeO(s)

Fe(s)

C(s)石墨

CO(g)

CO2(g)



ΔfHmθ(kJ·mol-1)

-272.0

-

-

-110.6

-393.5



Smθ(J·mol-1·K-1)

60.75

27.3

5.74

/

x



3-1 假设上述反应体系在密闭条件下达平衡时某某为1200kPa，计算各气体的分压。

衡。

3-2 计算K2。

3-3 计算CO2(g)的标准熵上Smθ(单位：J·mol-1·K-1)。(设反应的焓变和熵变不随温度变化)

3-4 反应体系中，若CO(g)和CO2(g)均保持标态，判断此条件下反应的自发性（填写对应的字母）：

3-4-1反应（1） A 自发 B 不自发 C 达平衡

3-4-2反应（2） A 自发 B 不自发 C 达平衡

3-5 若升高温度，指出反应平衡常数如何变化填写对应的字母）。计算反应焓变，给出原因。

3-5-1反应（1） A 增大 B 不变化 C 减小

3-5-2反应（2） A 增大 B 不变化 C 减小

第4题(13分) 黄铜矿及其转化。

黄铜矿是自然界中铜的主要存在形式。认同的传统方法主要是火法，即使黄铜矿和氧气在控制条件下逐步反应得到单质铜。随着铜矿的减少、矿物中黄铜矿含量的降低以及环境保护的要求，湿法炼铜越来越受关注。该法的第一步也是关键的一步就是处理黄铜矿，使其中的铜尽可能转移到溶液中。

最简便的处理方法是无氧化剂存在的酸溶反应：向含黄铜矿的矿物中加入硫酸，控制浓度和温度，所得体系显蓝色且有臭鸡蛋气味的气体(A)放出(反应1)；为避免气体A的产生。可采用三价铁盐[如Fe2(SO4)3]溶液处理黄铜矿。所得溶液和反应1的产物类似，但有浅黄色固体物质(B)生成(反应2)；浅黄色固体会阻碍黄铜矿的溶解，因此，办法之一是在类似反应1的体系中，引入流酸杆菌类微生物，同时通入空气，反应产物无气体，也无黄色浑浊物(反应3)。溶液中阴离子为C；但是，微生物对反应条件要求较为严格(如温度不能过高酸度应适宜等)。采用合适的氧化剂如氯酸钾溶液(足量)，使之在硫酸溶液中与黄铜矿反应(反应4)，是一种更有效的处理方法。只是，后两种方法均有可能出现副反应(反应5)，生成黄钾铁矾(D)。D是一种碱式盐(无结晶水)，含两种阳离子，且二者之比为1:3。它会沉积在黄铜矿上影响其溶解，应尽量避免。5.008克D和足量硫酸钾在硫酸中反应(反应6)，得到15.10g铁钾矾E，E与明矾(摩尔质量为474.4g·mol-1)同构。

4-1 写出A~C、E的化学式。

4-2 通过计算，写出D的化学式。

4-3 写出反应1~6的离子方程式(要求系数为最简整数比)。

第1题【答案】1-1、A 分子式C2H4O 结构简某某CH3CHO
（各1分）

1-2、+1 直线型 +3 八面体(拉长) （各1分）

1-3、
（各1分）

第2题

2-1、4820Ca+24998Cf==294Og+310n （2分）

2-2、H2O2 （2分）

2-3、CH4 （2分）

第3题

3-1、p(CO)=p(CO2)=600 kPa（1分）

3-2、K2=600 kPa（1分）

3-3

算出焓变1分，算出熵变2分，算出标准熵1分。

3-4、C A各1分，多答倒扣1分，扣完为止

3-5、C A同上

第4题

4-1、A：H2S B:S C:SO42— E:KFe(SO4)2·12H2O（或者24个结晶水） 各1分

4-2、KFe3(SO4)2(OH)6（4分）

4-3、反应1：CuFeS2+4H+==Cu2++Fe2++2H2S

反应2：CuFeS2+4Fe3+==Cu2++Fe2++2S

反应3：4CuFeS2+17O2+4H+==4Cu2++4Fe3++8SO42—+2H2O

反应条件：微生物

反应4：10CuFeS2+34ClO3—+44H+==10Cu2++10Fe3++20SO42—+17Cl2+22H2O

反应5：K++3Fe3++2SO42—+6H2O ==KFe3(SO4)2(OH)6+6H+

反应6：KFe3(SO4)2(OH)6+6H++4SO42—+30H2O ==3KFe(SO4)2·12H2O

（每个方程式1分，共6分）

第5题

5-1、M(A)=1906 g/mol（2分）

5-2、Nd6(C3H7O)17Cl（4分）

5-3、6个端基、9个边某某、2个面桥基（各2分，共6分）

第6题

6-1、A2B（1分）

6-2、(0,0,0);(0,0,1/2) （各1分，共2分） 0.2405 nm （1分）

6-3、(1/3,2/3,0.0630);(1/3,2/3,0.4370);(2/3,1/3,0.5630);(2/3,1/3,0.9370) （各1分，共4分）

6-4、A3B2C （1分）

第7题

7-1-1 +2 （1分）

7-2-2
（1分）

7-2、几何构型：T字型 中心原子杂化轨道：sp3d （各1分，共2分）

7-3、A的化学式：XeF[N(SO2F)2]（1分）

分解的方程式：2XeF[N(SO2F)2]==Xe+XeF2+[N(SO2F)2]2（1分）

7-4、CsI：12 CsⅡ：6 （各1分，共2分）

第8题

8-1、S （1分 ）
（每个结构1分，共三分）

8-2、c1是阳光照射，c2是室内环境。判断理由：

A比B多一个苯环，共振能大，能量低，因此B到A的转化是自发的而A到B的反应不自发，需要阳光照射才能进行

B的共振体系比A大，因此B颜色更深

（本题共2分）

8-3、a:H2 Pd b:丙酮，无水TsOH 每个反应条件1分，共2分。其他合理条件同样得分。

（每个结构1分）

8-4、反应（4）（2分）

（各1分）

第9题

9-1、
（2分）

9-2、
（各1分，共3分）

9-3、
（2分）

9-4、
（各2分，共4分）

第10题

（2分）

（各1分，共5分）

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