第36届全国中学生化学竞赛决赛第一套试题.pdf

第36 届中国化学奥林匹克（决赛）试题-1 （2022 年11 月28 日09 : 00-12 : 00 ） 第1 题（10 分）根据要求和所给条件书写化学反应方程式 1-1 常温下，等物质的量的[HN(CH ) ]Cl 与LiBH 在四氢呋喃中反应。 3 3 4 1-2 将氨气通入S Cl 中得到一种淡黄色固体S N 和一种具有环状分子结构的单质。 2 2 4 4 1-3 六羰基钼与醋酸在氮气流中加热反应得到一种黄色针状晶体和两种还原性气体，其中 黄色针状晶体是合成其它Mo-Mo 化合物的优良起始物。 1-4 单质硒与热的硝酸银溶液反应生成黑色沉淀，且反应后溶液显强酸性。 1-5 橙黄色固体Xe[PtF ]遇水迅速反应，有气体放出。 6 第2 题（11 分） 2-1 金属 M 不与非氧化性酸反应。M 与F 反应生成的固态产物加热至 50°C，收集气体并 2 冷却后得黄色化合物A ，A 中M 的质量分数为62.53% 。在一定条件下，将A 还原得到蓝 色化合物 B （熔点为70 °C ），B 中M 的质量分数为 66.69% 。M 与过量浓硝酸反应，在 100°C 挥发出化合物C 。C 溶于冷的浓KOH 溶液析出红色晶体D ，D 在碱中还原得到紫色 化合物E ，M 在E 中的质量分数比在D 中减少了约0.28% 。化合物B 在常温下为四聚体， 且无 M-M 键。C 的分子呈正四面体构型，D 中阴离子为拉长的八面体构型，E 中阴离子 为压扁的八面体构型，E 和D 中阴离子电荷数相同。 2-1-1 通过计算给出A 、B 的化学式。 2-1-2 画出B 的结构和D 中阴离子的结构。 2-1-3 写出生成D 的反应方程式。 2-1-4 通过计算给出E 的化学式。 2-2 金属M 与KCl 和Cl 混合后加热得红色晶体F ，F 与K [PtCl ]类质同晶。加压条件下， 2 2 6 F 和氨发生非氧化还原反应得到不含有钾的双核配合物G 。G 的阳离子中，两个M 由桥连 配体连接为直线形，此直线亦为阳离子的四次轴，M 均为六配位，且氮原子的个数接近氯 原子个数的2 倍。 2-2-1 写出生成F 的反应方程式。 2-2-2 推导出G 的化学式并画出G 内界的结构。 第3 题（10 分） Q 及其氧化物的结构 3-1 Q 的单质在常温常压下为淡金黄色的活泼金属。在5 K 和常压条件下，Q 晶体属于立 方晶系， 且正当晶胞中包含两个等同原子，原子间最近邻的距离为 0.5235 nm ，金属密度 −3 为1.98 g·cm 。通过计算推断Q 是哪种元素。 3-2 在温度为300 K ，压强2.37 GPa ~ 4.22 GPa 条件下，Q 单质中原子采用立方最密堆积， 形成QⅡ 相。在4.10 GPa 下，Q 原子半径被压缩为0.2115 nm，计算此条件下QⅡ 相的晶 胞参数。 3-3 Q 与氧反应可生成不同计量比的氧化物。其中，Q O 是一种橙黄色晶体，可看作氧原 2 子插入 QⅡ 晶体中，隔层占据金属原子堆积形成的八面体空隙。OQ6 八面体为共棱连接。 若用大写英文字母（A 、B 、C… ）表示Q 原子层的排布，用小写英文字母（a、b 、c… ） 表示氧原子层的排布， 用方块（□）表示空位层，写出两个周期Q O 晶体层状结构的堆积 2 方式，并判断该氧化物晶胞的点阵类型。 3-4 将氧原子放置于晶胞原点，写出一个Q O 正当晶胞中所有氧原子的分数坐标。 2