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如何评价2017年第31届中国化学奥林匹克(初赛)试题? 第1页

  

user avatar   han-yi-fei-24-9 网友的相关建议: 
      

喂你萌只收藏不点赞是几个意思!收藏上升了20个赞才多了两个诶!不要这样子呐!

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感谢大家。

在开头澄明一点,我是坚定的答案拥护者,以下一切讨论都是针对题目,不讨论评分标准。

我这么写并不代表我对了,我爆炸的厉害…

考完国初我都没什么自信去给别人安利化学竞赛了…

以下所有观点仅代表我个人

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谢邀。

利益相关:应届考生

准备了很久的化学竞赛,从去年开学就一直在学习,今天终于画下了第一个句号(简单来说就是炸了)。


PID:49094330

考试前做往届的真题,确实觉得国初的题很简单很基础,考前复习扔掉了一切带有高等字样的书,认认真真重看了一遍元素,重抄了一遍巨本,总之怎么基础怎么来。

所以今天考试的时候我很懵逼…

热烈欢迎各位讨论,请多指教。

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来看考题:

先说我关于一道题是否好的定义:如果一道题你能够通过合理路径推出来,并且相对合理答案只有一个(或者其他合理答案能被容易地排除),并且能有相对明显的考察点,与前面题目具有良好的衔接性,那么这一道题就算是好题。

然而这套卷子感觉有的题很好,有的题不好。总体来讲,难度偏大,思路偏怪。

(分析题呢!分析题呢!分析题呢!)

(分析没有连平衡都不出是什么意思!)

整套卷子做起来有点力不从心,可能是我水平不行…

答案有人发过了,我就不发了。

第一题

根据条件书写化学反应方程式。
1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。
1-2从乏燃料提取钚元素的过程中,利用亚硝酸钠在强酸溶液中将 Pu3+氧化为 Pu4+。
1-3NaBH4 与氯化镍(摩尔比 2:1)在水溶液中反应,可得到两种硼化物:硼化镍和硼酸(摩尔比 1:3)。
1-4通过 KMnO4 和 H2O2 在 KF-HF介质中反应获得化学法制 F2 的原料 K2MnF6。
1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应,产物仅为硫酸鏻(盐)。

这一道题出的很好,感觉有难度但不拘泥于知识,1-3可能对非竞赛的同学有些难度,Ni2B一个是可能在平常做题的时候见过,另一个通过题目所给信息也能比较容易的推出来。方程式的题目要有有意义的坑才有意思呐。


第二题

2-1氨晶体中,氨分子中的每个 H 均参与一个氢键的形成,N 原子邻接几个氢原子?1 摩尔 固态氨中有几摩尔氢键?氨晶体融化时,固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上?
2-2P4S5 是个多面体分子,结构中的多边形虽非平面状,但仍符合欧拉定律,两种原子成键后价层均满足 8 电子,S 的氧化数为-2。画出该分子的结构图(用元素符号表示原子)。
2-3水煤气转化反应[CO(g) +H2O(g) →H2(g)+CO2(g)]是一个重要的化工过程,已知如下键能(BE) 数据:BE(C≡O)=1072kJ·mol-1,BE(O-H)=463kJ·mol-1,BE(C=O)=799kJ·mol-1,BE(H-H)=436kJ·mol-1 估算反应热,该反应低温还是高温有利?简述理由。
2-4 硫粉和 S2-反应可以生成多硫离子。在 10mL S2-溶液中加入 0.080g 硫粉,控制条件控制条件使硫粉完全反应。检测到溶液中最大聚合度的多硫离子是 S32-, Sn2- (n= 1,2,3,…)离子浓度之比符 合等比数列1,10,…,10n-1。若不考虑其他副反应,计算反应后溶液中 S2-的浓度 c1和其起始浓度c0。

2-1怎么说…氢键的考察非常正常,前两问没有任何问题,但是既然提到了氢键,又是氨,是不是很自然的想让人联想到水…这一点对第三问的作答相当有误导作用。不知道是不是出题组故意这么干的…如果不是,那么这道题就有点诡异;如果是,呵呵。

2-2根据《高等无机化学》,P4S5共有3种结构,然后本题中给的信息能清楚的排除掉另外两种,张祖德《无机化学》上面讲的P4S5是另外一种结构,但是题中给的信息可以明确排除。

2-3 2-4本套卷子中为数不多的高中知识。


第三题

A(M2Xn•yH2O,y< 10);pH>7,得到沉淀 B[MX(OH)],A 在空气气氛中的热重分析显示,从 30°C 升温至 100°C,失重 11.1%,对应失去 5 个结晶水(部分);继续加热至 300°C,再失 重 31.2%,放出无色无味气体,残留物为氧化物 M2O3,B 在氮气气氛中加热至 300°C 总失 重 29.6%。
3-1 通过计算,指出 M 是哪种金属,确定 A 的化学式。
3-2 写出 A 在空气中热解的反应方程式。
3-3 通过计算,确定 B 在 N2 气氛中失重后的产物及产物的定量组成(用摩尔分数表示)。

这恐怕是很多人骂的最多的题之一

元素是Bi很多人都能推得出来,但关键是阴离子推出来是C2O42-的人自然做的很顺,但是推成别的的比如说SO42-的做起来很不爽(虽然SO3是有味道的),题本身并没有什么问题,但是是跟有机和元素推断一样一荣俱荣一损俱损的题,这种题多了会让人感觉风险很大,后面已经有了这样的题,这里感觉不是很好。


第四题

随着科学的发展和大型实验装置(如同步辐射和中子源)的建成,高压技术在物质研究中发
挥着越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变,也会导致新类型化学键的形成。近年 来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。
4-1NaCl 晶体在 50-300GPa 的高压下和 Na 或 Cl2 反应,可以形成不同组成、不同结构的晶 体。下图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子)。写出 ABC 的化 学式。
4-2在超高压(300GPa)下,金属钠和氦可形成化合物。结构中,钠离子按简单立方排布,形成 Na4 立方体空隙(如右图所示),电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。
4-2-1写出晶胞中的钠离子数
4-2-2 写出提现该化合物结构特点的化学式。
4-2-3 若将氦原子放在晶胞顶点,写出所有电子对(2e-)在晶胞中的位置。
4-2-4 晶胞边长 a= 395pm。计算此结构中 Na-He 的间距 d 和晶体的密度 ρ(单位:g·cm-1)。

第四题这个新闻很多人都看过,具体见如何看待南开大学王慧田、周向锋团队研发出的稳定氦钠化合物?下面@博丽灵梦的回答。这个题材今年我已经见了三遍了,图都是一模一样的(都是文献上抠的),但是才说了去年“晶体题没有考察每年必有的密度计算,表明了题目在向创新型改进”之类的话(大概是试题解析上的),今年就搬出来了…

话说今年没有考新命名的四个元素很不爽…


第五题

由元素 X Y 形成的化合物 A 是一种重要的化工产品,可用于制备润滑剂、杀虫剂等。A 可由生产 X 单质的副产物 FeP2 与黄铁矿反应制备,同时得到另一个二元化合物 BB 溶于 稀硫酸放出气体 C,而与浓硫酸反应放出二氧化硫。C 与大多数金属离子发生沉淀反应。纯 净的 A 呈黄色,对热稳定,但遇潮湿空气极易分解而有臭鸡蛋味。A 在乙醇中发生醇解, 得到以 X 为单中心的二酯化合物 D 并放出气体 CD 与 Cl2 反应生成制备杀虫剂的原料 E、 放出刺激性的酸性气体 F 并得到 Y 的单质(产物的摩尔比为1:1:1)。A 与五氧化二磷混合 加热,可得到两种与 A 结构对称性相同的化合物 G1 G2
5-1 写出 AC F 以及 G1 G2 的分子式。
5-2 写出由生产 X 单质的副产物 FeP2 与黄铁矿反应制备 A 的方程式。
5-3写出 B 与浓硫酸反应的方程式。

这个题怕是被骂的很多的题。敢情初赛也开始从格伍无丛上抄题了么。

大多数人的疑惑在于为什么P4S10醇解得到二酯而不是三酯…我只能说无丛格伍上这么写的…

另外很多人通过这个二酯推出来是P4S6,虽然书上说了这个东西不存在,但是说好的“识记性内容正在减少”呢…

啊还有普通无机化学上面说了P4S10可以做润滑油添加剂和杀虫剂来着…


第六题

钌的配合物在发光、光电、催化、生物等领域备受关注。
6-1 研究者制得一种含混合配体的 Ru(II)配合物[Ru(bpy)n(phen)3-n](ClO4)(2配体结构如下图)。元素分析结果给出 C、H、N 的质量分数分别为 48.38%、3.06%、10.54%。磁性测量表明该 配合物呈抗磁性。
6-1-1推算配合物化学式中的 n 值。
6-1-2 写出中心钌原子的杂化轨道类型。
6-2 利用显微镜观察生物样品时,常用到一种被称为“钌红”的染色剂,钌红的化学式为
[Ru3O2(NH3)14]Cl6,由[Ru(NH3)6]Cl3
的氨水溶液暴露在空气中形成,钌红阳离子中三个钌原 子均为 6 配位且无金属-金属键。
6-2-1 写出生成钌红阳离子的反应方程式。
6-2-2 画出钌红阳离子的结构式并标出每个钌的氧化态。
6-2-3写出钌红阳离子中桥键原子的杂化轨道类型。
6-2-4 经测定,钌红阳离子中 Ru-O 键长为 187pm,远小于其单键键长。对此,研究者解释为:在中心原子和桥键原子间形成了两套由 d 和 p 轨道重叠形成的多中心π 键。画出多中心π 键的原子轨道重叠示意图。

这个题开始就开始玄学了。

6-1-1开始我想拿CN比推,一推出来5.35,三个数字算出来结果都不一样,令人绝望(笑)。

6-2感觉题目顺序很不爽…在画结构的时候就在考虑顺反和键角问题,但是下一问才给信息让你推算氧的杂化状态。题目是有顺序的逻辑性的,在进行这一问的书写的时候理论上我是不会知道下一问的内容的,而且顺反异构也是后面(可能)才给的信息,如果前面结构要在氧的直线构型和反式异构体(不确定,但看到基本所有版本答案都这么写)上扣分,估计不会很令人信服。

6-2-4到现在还没有看懂是什么意思。


第七题

嵌段共聚物指由不同聚合物链段连接而成的聚合物。若其同时拥有亲水链段和疏水链段,会 形成内部为疏水链段,外部为亲水链段的核-壳组装体(如胶束)。下图所示为一种 ABA 型 嵌段共聚物,该嵌段共聚物在水中可以形成胶束并包载药物分子,在氧化或还原的条件刺激 下,实现药物的可控释放。
ABA型三嵌段共聚物
7-1 该共聚物的合成方法如下:先使单体 X 与稍过量单体 Y 在无水溶剂中进行聚合反应,形成中部的聚氨酯链段,随后加入过量乙二醇单甲醚 CH3(OCH2CH2)nOH 进行封端。写出单体 X Y 的结构式。
7-2 在氧化还原条件下二硫键可发生断裂,采用 R-S-S-R 简式,写出其断键后的氧化产物 O和还原产物 P
7-3 该嵌段共聚物所形成的胶束可以包载右图中哪种抗癌药物?简述理由。

第七题总体感觉不难,7-1如果做过类似的题很容易猜出来是异氰酸酯,而7-2貌似对于氧化所得产物的价态有争议?7-3也是利用高中知识就可以解决的问题,总体来讲难度不大。


第八题

8-1 判断以下分子是否有手性。
8-2 画出以下反应所得产物的立体结构简式,并写出反应类型(SN1 或 SN2)



第八题是基本的大本内容,考察的非常全面。8-1 Fischer投影式,双键构型对于手性的影响,空间排布(大本上给的好像是六个苯并在一起因为空间位阻必须形成螺旋状而产生手性),sp3碳的正四面体构型,不容易看出来的镜面。这个题可能很多只是简单看过大本的同学都可以答对。

8-2先原谅我拙劣的制表水平,考察的是饱和碳原子上的亲核取代,相对比较有难度的应该是3,因为空间位阻的原因反应应该是SN1机理,但是由于溴离子离去之后的碳正离子并不是从上下进攻机会均等(构象最小改变原理+空间位阻),所以并没有得到一对对映体。

另外4大家认为得到的产物是外消旋么?

第九题

画出以下转换的中间体和产物(A-E)的结构简式
已知E中元素含量(反正是C6H9NO)

第九题是还算正常的有机反应题目,考察的依旧是羰基化合物的相关反应,遇到问题的可能是在CD,但是相对比较好的答案确实只有一个,E也给了分子式以供验证,总体难度不是很大?


第十题

影响有机反应的因素较多。例如,反应底物中的取代基不同往往会使反应生成不同的产物。
10-1 当R=CH3 时,产物为 A,分子式为 C15H12O4。研究表明 A 不含羟基,它的 1H NMR(CDCl3, ppm):δ 1.68(3H),2.73-2.88(2H),5,57 (1H),7.72-8.10(4H)。画出 A 的结构简式。提示:δ 不同,氢的化学环境不同。
10-2 当 R=Ph 时,产物为 B,分子式为 C20H14O4。研究表明
B 含有一个羟基,它的 1HNMR(CDCl3,ppm):δ2.16(1H),3.79(1H),4.07(1H),5.87(1H),6.68 (1H),7.41-7.77 (5H),7.82-8.13(4H)。画出 B 的结构简式;解释生成 B 的原因。
10-3 当 R=OEt 时,产物为 C,分子式为 C14H10O5。参照以上实验结果,画出 C 的结构简式。

这个题……骂的人已经有很多了……

核磁是不属于初赛考纲范围的,但要想做对这个题要求还是要掌握一点基本的光谱知识。对于更高水平的学生来讲,单靠反应式就可以推得正确产物,然后这些信息都是验证用的。(人家强没办法)

这个题的核心是VNS(芳香亲核取代的一种机理),是巨本上的内容。然而我并没有做出来。

特别感谢@Tyranus@SexCandyAndLove的指正。


啊那我就说完了,感谢每一个有耐心看我扯这么多的人。本人不善言辞,有不当之处,还请斧正。喵。




  

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