第30届全国高中生化学竞赛(省级赛区)试题及参考答案全解

1 第3 0 届中国化学奥林匹克（初赛）试题及答案 第1 题（8 分） 1-1 离子化合物A2B 由四种元素组成，一种为氢，另三种为第二周期元素。正、负离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。写出这种化合物的化学式。 1-2 对碱金属Li、Na、K、Rb 和Cs，随着原子序数增加以下哪种性质的递变不是单调的？简述原因。 （a）熔沸点 （b）原子半径 （c）晶体密度 （d）第一电离能 1-3 保险粉(Na2S2O4.2H2O)是重要的化工产品，用途广泛，可用来除去废水(pH～8)中的Cr(Ⅵ)，所得含硫产物中硫以S(Ⅳ)存在。写出反应的离子方程式。 1-4 化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。例如，化合物A 合成于 1929年，至 1969 年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。A 是离子晶体，由NaF 和NaPO3在熔融状态下反应得到。它是易溶于水，阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。 1-4-1 写出合成A 的反应方程式。 1-4-2 写出A 中阴离子水解反应的离子方程式。 第2 题 (9 分) 鉴定NO3–离子的方法之一是利用“棕色环” 现象：将含有NO3–的溶液放入试管，加入 FeSO4，混匀，然后顺着管壁加入浓硫酸，在溶液的界面上出现“棕色环” 。分离出棕色物质，研究发现其化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4。该物质显顺磁性，磁矩为3.8μ B(玻尔磁子)，未成对电子分布在中心离子周围。 2-1 写出形成“棕色环” 的反应方程式。 2-2 推出中心离子的价电子组态、自旋态(高或低)和氧化态。 2-3 棕色物质中的NO 的键长与自由NO 分子中N-O 键长相比，变长还是变短？简述理由。 2 第 3 题 (13 分) 3-1 好奇心是科学发展的内在动力之一。P2O3 和 P2O5 是两种经典的化合物，其分子结构已经确定。自然而然会有如下问题：是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物？由此出发，化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。 3-1-1 写出这些中间化合物的分子式。 3-1-2 画出其中具有 2 重旋转轴的分子的结构图。根据键长不同，将 P-O 键分组并用阿拉伯数字标出（键长相同的用同一个数字标识）。比较键角∠ O-P(Ⅴ)-O 和∠O-P(Ⅲ)-O 的大小。 3-2 NH3 分子在独立存在时 H－N－H 键角为 106.7°。右图上[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及 H－N－H 键角的测量值。解释配合物中 H－N－H 键角变为 109.5°的原因。 3-3 量子化学计算预测未知化合物是现代化学发展的途径之一。2016年2 月有人通过计算预言...