中國化學會第20屆全國高中學生化學競賽（省級賽區）試題
及答案和評分標準
（2023年9月10日 9：00 - 12：00共3小時）
● 競賽時間3小時。遲到超過半小時者不能進考場。開始考試後1小時內不得離場。時間到，把試卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤離考場。
● 試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最後一頁。不得持有任何其他紙張。
● 姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。
● 允許使用非程式設計計算器以及直尺等文具。
第1題（4分） 2023年3月有人預言，未知超重元素第126號元素有可能與氟形成穩定的化合物。按元素週期系的已知規律，該元素應位於第八週期，它未填滿電子的能級應是 5g ，在該能級上有 8 個電子，而這個能級總共可填充 18 個電子。（各1分）
第2題 （5分） 下列反應在100oc時能順利進行：
iii2-1 給出兩種產物的系統命名。（4分）
2-2 這兩種產物互為下列哪一種異構體？（1分）
a 旋光異構體 b 立體異構體 c 非對映異構體 d 幾何異構體
2-1 i （7r，3e，5z)-3-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯或 （7r，3e，5z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d
或 （7r，3e，5z)-3-甲基-7-2h-3,5-辛二烯 （注：只要標出氘的位置即可）
用cis- 、trans- 代替 z-、e-得分相同（下同2分）
ii （7s，3z，5z)-3-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯或 （7s，3z，5z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d
或 （7s，3z，5z)-3-甲基-7-2h-3,5-辛二烯 （注：只要標出氘的位置即可2分）
2-2 b （立體異構體1分）
第3題 （8分） 下面四張圖是用計算機製作的在密閉容器裡，在不同條件下進行的異構化反應 xy 的程序**。圖中的「 」是x，「 」是y。
abcd
3-1 圖中的縱座標表示填入物理量，下同）；橫座標表示
3-2 平衡常數k最小的圖是 。
3-3 平衡常數k最大的圖是 。
3-4 平衡常數k=1的圖是 。
答案：3-1 a和b的摩爾百分數（或答：物質的量的分數或物質的量的百分數）；
時間，分（或答：以分為單位的反應程序2分)
3-2 a2分)
3-3 b2分)
3-4 c2分)
第4題 （7分） 已探明我國錳礦儲量佔世界第三位，但富礦僅佔6.4%，每年尚需進口大量錳礦石。有人設計了把我國的菱錳礦（貧礦）轉化為高品位「菱錳礦砂」的綠色工藝。
該工藝首先將礦砂與硫酸銨一起焙燒，較佳條件是：投料比m[(nh4)2so4]/m[mnco3]＝1.5；焙燒溫度450oc；焙燒時間1.
5 小時
4-1 寫出焙燒反應方程式：
(nh4)2so4＋mnco3＝mnso4＋2nh3↑＋co2↑＋h2o分）
4-2 其次，將焙燒產物轉化為高品位的「菱錳礦砂」，寫出反應方程式：
mnso4＋2nh3＋co2＋h2o＝ (nh4)2so4＋mnco32分）
4-3 若焙燒溫度過高或時間過長，將導致什麼結果？
mnso4，mnco3分解生成**錳的氧化物而導致錳浸出率下降2分）
4-4 從物料平衡角度看，生產過程中是否需要新增(nh4)2so4？說明理由。
不需加。開始投料時(nh4)2so4（132g﹒mol-1）過量（mnco3,115 g﹒mol-1）,反應生成的nh3、co2以及(nh4)2so4可迴圈利用2分）
第5題 （6分）配製ki(0.100mol·l-1)–i2的水溶液，用0.100mol·l-1 na2s2o3標準溶液測得c(i2)＝4.
85×10-3 mol·l-1。量取50.0ml ki-i2溶液和50.
0ml ccl4置於分液漏斗中振盪達平衡，分液後測知ccl4相中c(i2)＝2.60×10-3 mol·l-1。已知實驗溫度下ccl4從水溶液中萃取i2的分配比為85 :
1。求水溶液中i2＋i＝i3的平衡常數。
設萃取平衡時，水溶液中c(i2)為x c(i2,ccl4)／c(i2,h2o)＝2.60x10-3 mol·l-1／x＝85
x＝2.60x10-3 mol·l-1／85＝3.06×10-5 mol·l-12分)
水溶液中 i2 ＋i ＝ i3
平衡濃度（mol·l-1）:
i2：3.06×10-5 ； i : 0.100－3.06×10-5＝0. 1001分) （1分
i3: (4.85－2.60)×10-3－3.06×10-5＝2.22×10-31分)
k＝2.22×10-3 mol·l-1／0. 100 mol·l-1×3.06×10-5 mol·l-1＝7.3×102 l·mol-1（不寫單位不扣分）(1分)
第 6 題（9分） 潛在儲氫材料——化合物 a 是第二週期兩種氫化物形成的路易斯酸鹼對，是乙烷的等電子體，相對分子質量30.87，常溫下為白色晶體，穩定而無毒。剛剛融化的 a 緩慢釋放氫氣，轉變為化合物b（乙烯的等電子體）。
b 不穩定，易聚合成聚合物 c（聚乙烯的等電子體）。c 在155oc釋放氫氣轉變為聚乙炔的等電子體，其中聚合度為3的化合物 d 是苯的等電子體。高於500oc時 d 釋放氫氣，轉變為化合物 e，e 有多種晶型。
6-1 寫出 a、b、c、d、e 的化學式。
a h3b:nh3（或 bnh6） b h2b=nh2（或 bnh4） c —h2b-nh2—n
d b3n3h6 e bn5分）
6-2 化合物 a 轉變為 e 各步釋放的氫所佔的質量分數以及總共釋放的氫氣所佔的質量分數多大？
a→b 2.016/30.87 = 6.531 %（或0.06531) b→d 2.016/28.85 = 6.988 % (或0.06988）
d→e 6.048/26.84 = 7.
511 %（或0.07511） a→e 6.048/30.
87 = 19.59 % (或0.1959) （2分）
6-3 為使 a 再生，有人設計了化合物 d 在水蒸氣存在下與甲烷反應，寫出化學方程式。
3 ch4 + 2(hbnh)3 + 6 h2o = 3 co2 + 6 h3bnh32分）
第7題 （11分） 化合物a是近十年開始採用的鍋爐水新增劑。a的相對分子質量90.10，可形成無色晶體，能除去鍋爐水中溶解氧，並可使鍋爐壁鈍化。
7-1 a是用碳酸二甲酯和一水合肼在70oc下合成的，收率80%。畫出a的結構式。
注：c-n-n角必須不是直線2分）
7-2 寫出合成a的反應方程式。
o=c(och3)2 + 2h2nnh2·h2o = o=c(nhnh2)2 + 2ch3oh + 2h2o （1分)
7-3 低於135oc時，a直接與溶解氧反應，生成三種產物。寫出化學方程式。
n2h3)2co + 2o2 = 2n2 + co2 +3h2o1分）
7-4 高於135oc時，a先發生水解，水解產物再與氧反應。寫出化學方程式。
(n2h3)2co + h2o = 2n2h4 + co2 n2h4 + o2 = n2 + 2h2o1分）
7-5 化合物a能使鍋爐壁鈍化是基於它能將氧化鐵轉化為緻密的四氧化三鐵。寫出化學方程式。
中國化學會第24屆全國高中學生化學競賽 省級賽區 試卷
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