中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷。
（2023年9月12日）
气体常数r＝8.31447 j k-1 mol-1法拉第常数f＝96485 c mol-1阿佛加德罗常数na＝6.022142×1023 mol-1
第1题 (15分)
1-1 2023年10月合成了第117号元素，从此填满了周期表第七周期所有空格，是元素周期系发展的一个里程碑。117号元素是用249bk轰击48ca靶合成的，总共得到6个117号元素的原子，其中1个原子经p次α衰变得到270db后发生裂变；5个原子则经q次α衰变得到281rg后发生裂变。用元素周期表上的117号元素符号，写出得到117号元素的核反应方程式（在元素符号的左上角和左下角分别标出质量数和原子序数）。
1-2 写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：
1-3 一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(iii)酸根离子有多种异构体，其中之一可用如下简式表示。请依样画出其他所有八面体构型的异构体。
第2题 (5 分) 最近我国有人报道，将0.1 mol l-1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1 mol l-1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。
2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φ(cu2+/cu)和φ(s/s2-)分别为0.345v和 -0.476 v，nfe＝rtlnk，ｅ表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。
计算25oc下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。
2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
2-3 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的ph。现设ph = 6，写出反应的离子方程式。
2-4 请对此实验结果作一简短评论。
第3题 (7 分) 早在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。它是迄今已知的除金刚石和氮化硼外最硬的固体。2023年确定了它的理想化学式。
左下图是2023年发表的一篇研究**给出的碳化硼晶胞简图。
第4题 (8分)
4-1分别将o2、ko2、bao2 和o2[asf6]填入与o—o键长相对应的空格中。
4-2在配合物a和b中，o2为配体与中心金属离子配位。a 的化学式为[co2o2(nh3)10]4+，其o—o的键长为147 pm；b的化学式为co(bzacen)pyo2，其o—o的键长为126 pm，py是吡啶(c5h5n)，bzacen是四齿配体 [c6h5c(o-)=chc(ch3)=nch2]2。b具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工载氧体。
画出a和b的结构简图（图中必须明确表明o—o与金属离子间的空间关系），并分别指出a和b中co的氧化态。
第5题 ( 11分) 把红热的玻棒插入橙红色固体a中，a受热后喷射出灰绿色粉末b和无色无味气体c。镁在c中加热生成灰色固体d。b在过量的naoh溶液中加热溶解，得到绿色溶液e。
将适量h2o2加入e中，加热，得到黄色溶液f。f酸化后变为橙色溶液g。向g中加入pb(no3)2溶液，得到黄色沉淀h。
5-1写出a、b、c、d、e、f、g和h的化学式。
5-2写出由e转变为f，f转变为g，g 转变为h的离子方程式。
5-3 a中的金属元素m可以形成mo2和znm2o4, 它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出mo2和znm2o4中m的价电子组态。
5-4 a中的金属元素m可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18电子规则画出na2[m2(co)10]的阴离子结构，指出m的氧化态。
第6 题（8分）在我国青海、**等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐q。q为一种易溶于水的白色固体。q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸x。
x为无色小片状透明晶体。x和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的e。e在空气中点燃呈现绿色火焰。
e和nah反应得到易溶于水的白色固态化合物z（分子量37.83）。
6-1写出由q得到x的离子方程式。
6-2写出x在水中的电离方程式。
6-3写出x和甲醇在浓硫酸存在下生成e的化学方程式。
6-4写出e燃烧反应的化学方程式。
6-5写出由e和nah制备z的化学反应方程式。
6-6z在水溶液里的稳定性与溶液ph有关，ph越大越稳定。为什么？
6-7近年来，用z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时，每摩尔z释放8摩尔电子，标准电动势大于2 v。写出这种电池放电反应的离子方程式。
第7题 (13分) 分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是a型、x型、y型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为mm[alpsiqon(p+q)]·xh2o。
7-1 si4+、al3+ 和o2- 的离子半径分别为41 pm、50 pm和140 pm，通过计算说明在水合铝硅酸盐晶体中si4+和al3+各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。
7-2上述化学式中的n等于多少？说明理由。若m为2价离子，写出m与p的关系式。
7-3 x光衍射测得si-o键键长为160 pm。此数据说明什么？如何理解？
7-4 说明以下事实的原因：
硅铝比（有时用sio2/al2o3表示）越高，分子筛越稳定；②最小硅铝比不小于1。
7-5 人工合成的a型分子筛钠盐，属于立方晶系，正当晶胞参数a＝2464 pm，晶胞组成为na96[al96si96o384]·xh2o。将811.5克该分子筛在1.
01325×105 pa、700oc加热6小时将结晶水完全除去，得到798.6升水蒸气（视为理想气体）。计算该分子筛的密度d。
第8题 ( 6分) 在25℃和101.325kpa下，向电解池通入0.04193 a的恒定电流，阴极（pt，0.
1 mol l-1 hno3）放出氢气，阳极（cu，0.1 mol l-1 nacl）得到cu2+。用0.
05115 mol l-1的edta标准溶液滴定产生的cu2+，消耗了53.12 ml。
8-1 计算从阴极放出的氢气的体积。
8-2 计算电解所需的时间(以小时为单位)。
第9题(11 分)
9-1画出下列转换中a、b、c和d的结构简式（不要求标出手性）。
9-2 画出下列两个转换中产物和3的结构简式，并简述在相同条件下反应，对羟基苯甲醛只得到一种产物，而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。
第10题 ( 7分) 灰黄霉素是一种抗真菌药，可由a和b在**丁醇钾/**丁醇体系中合成，反应式如下：
10-1在下面灰黄霉素结构式中标出不对称碳原子的构型。
10-2 写出所有符合下列两个条件的b的同分异构体的结构简式：
苯环上只有两种化学环境不同的氢；② 分子中只有一种官能团。
10-3写出由a和b生成灰黄霉素的反应名称。
第11题( 9分) 化合物a由碳、氢、氧三种元素组成，分子量72，碳的质量分数大于60%。a分子中的碳原子均为sp3杂化。a与2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成b。
b在质子酸的催化作用下生成c。经测定b分子只含1个不对称碳原子，其构型为r。请根据上述信息回答下列问题：
11-1 写出a的分子式。
11-2 画出a、b和c的结构简式（列出所有可能的答案）。
11-3简述由手性化合物b合成c时手性能否被保留下来的理由。
郑重声明；本试题及答案的版权属中国化学会所有，不经中国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印、不得在出版物或互联网**上**、贩卖、赢利，违者必究。本试卷和答案将分别于2023年9月12和15日12:00在** 和上公布。
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