2023年全国高中化学竞赛试题.docx

中国化学会第26届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷

2023年9月2日

第1题（7分）

1-1向硫酸锌水溶液中滴加适当浓度的氨水至过量，发生两步重要反映。简述实验现象并写出两步重要反映的离子方程式。

1-2化合物[Cu(Pydc)(amp)]·3H2O]的组成为C11H14CuN4O7，热重分析曲线表白，该化合物受热分解发生两步失重，第一个失重峰在200～250℃，失重的质量分数为15.2%。第二个失重峰在400～500℃，失重后的固态残渣质量为原化合物质量的20.0%。Pydc和

（1）第一步失重失去的组分。

（2）第二步失重后的固态残渣是什么，解释理由。

第2题（7分）

A和X是两种常见的非金属元素，其核外电子数之和为22，价电子数之和为10。在一定条件下可生成AX、AX3（常见的Lewis酸）、A2X4和A4X4，反映如下：

A(s)+3/2X2(g)→AX3(g)

AX3(g)-[Hg,放电]→AX(g)+2X(g)

2Hg+2X(g)→Hg2X2(g)

AX(g)+AX3(g)→A2X4(g)

4AX(g)→A4X4(s)

2-1指出A和X各是什么元素。

2-2A4X4具有4个三重旋转轴，每个A原子周边都有4个原子，画出A4X4的结构示意图。

2-3写出AX3与CH3MgBr按计量数比为1∶3反映的方程式。

2-4写出A2X4与乙醇发生醇解反映的方程式。

第3题（10分）

CuSO4溶液与K2C2O4

(a)称取0.2073g样品，放入锥形瓶，加入40mL2mol·L-1的H2SO4，微热使样品溶解，加入30mL水，加热近沸，用0.02054mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗24.18mL。

(b)接着将溶液充足加热，使浅紫红色变为蓝色，冷却后加入2gKI固体和适量Na2CO3，溶液变为棕色并生成沉淀。用0.04826mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，近终点时加入淀粉指示剂，至终点，消耗12.69mL。

3-1写出环节a中滴定反映的方程式。

3-2写出环节b中溶液由淡紫色变为蓝色的过程中所发生反映的方程式。

3-3用反映方程式表达KI在环节b中的作用：写出Na2S2O3滴定反映的方程式。

3-4通过计算写出蓝色晶体的化学式（原子数取整数）。

第4题（5分）1976年中子衍射实验证实：trans-[Co(en)2Cl2]2Cl·HCl·2H2O晶体中只存在3种含钴的A+和Cl-。X+中所有原子共面，有对称中心和3个互相垂直的镜面。注：en是乙二胺的缩写符号。

4-1画出A+及其立体异构体的结构简图。

4-2画出X?+?的结构图。

第5题（8分）从尿素和草酸的水溶液中得到一种超分子晶体。X射线衍射实验表白，该晶体属于单斜晶系，晶胞参数a=505.8pm，b=1240pm，c=696.4pm，β=98.13°。晶体中两种分子通过氢键形成二维分子结构，晶体密度D=1.614g·cm-3。

5-1推求晶体中草酸分子和尿素分子的比例。

5-2画出一个化学单位的结构，示出其中的氢键。

第6题（6分）

2,3-吡啶二羧酸，俗称喹啉酸，是一种中枢神经毒素，阿尔兹海默症、帕金森症等都与它有关。常温下喹啉酸呈固态，在185～190℃下释放CO2转化为烟酸。

6-1晶体中，喹啉酸采用能量最低的构型，画出此构型（碳原子上的氢原子以及孤对电子可不画）。

6-2喹啉酸在水溶液中的pKa1=2.41，写出其一级电离的方程式（共轭酸碱用结构简式表达）。

6-3画出烟酸的结构。

第7题（10分）

硼的总浓度≥0.4mol·mol-1的硼酸及其盐的水溶液中不仅存在四硼酸根离子B4还存在电荷为-1的五硼酸根离子以及电荷为-1和-2的两种三硼酸根离子。这些多硼酸根离子和B(OH)4-缩合而成，结构中硼原子以B-O-B的方式连接成环。

7-1上述五硼酸根离子中，所有三配位硼原子的化学环境完全相同，画出其结构示意图（不画孤对电子，羟基用-OH表达）

7-2右图示出硼酸-硼酸盐体系在硼的总浓度为0.4mol·mol-1时，其存在形式与pH的关系。1、2、3、4分别为4种多硼酸根离子存在的区域。推出1、2、3、4分别相应的多硼酸根离子的化学式。

注：以B4O5(OH)42-为范例，书写其他3种多硼酸根离子的化学式；形成这些物种的缩合反映速率几乎相同，其排列顺序不受反映速率制约；本体系中缩合反映不改变硼原子的配位数。

第8题（16分）右图示出在碳酸-碳酸盐体系（CO32-的分析浓度为1.0×10-2mol·L-1）中，铀的存在物种及相关电极电势随pH的变化关系（E-pH图，以标准氢电极为参比电极）。作为比较，虚线示出H+/H2和O2/H2O两电对的E-pH关系。

8