根源杯化学奥林匹克邀请赛 2018 年 8 月题号总分满分得分竞赛时间三小时凡要求计算者, 须给出计算过程, 没有计算过程无效用涂改液涂改的解答无效允许使用非编程计算器以及直尺等

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璋取山
4 years ago
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1 根源杯化学奥林匹克邀请赛 2018 年 8 月题号总分满分得分竞赛时间三小时凡要求计算者, 须给出计算过程, 没有计算过程无效用涂改液涂改的解答无效允许使用非编程计算器以及直尺等工具 H 相对原子质量 He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe [98] Cs Ba La- Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Lu [210] [210] [222] Fr Ra Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds [223] [226] La La 系 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu NA = mol -1 R = J mol -1 K -1 F = C mol -1 第 1 题 (9 分 ) 氢在元素周期表中占有一个独特的位置, 它既不能完全归属于 IA 族, 也不能完全归属于第 VIIA 族 1-1 近三十年来, 氢在宇宙中独特的作用已经逐渐被人们弄清楚, 氢弹的爆炸代表人们在地球上实现了通过氢核聚变而完成的能量释放过程氢核聚变是一个氘原子和一个氚原子在高温高压下, 原子核发生碰撞放出大量能量的过程请写出这一反应方程式在实际上, 氢弹是通过金属锂的一种核素与中子反应来产生氚核的请书写这一反应方程式以上内容最终解释权归平行线教育所有第 1 页共 14 页教的是根, 学的是源

2 1-2 氢还可以形成一种特殊的分子间作用力 : 氢键请比较下列氢键的键能大小 O H S 与 S H O O H O 与 O D O 1-3 氢也是形成酸的重要元素, 但是形成酸的原因却各不相同请比较 H3PO4 H3PO3 HNO2 三种酸的酸性强弱 1-4 氢也经常在碱中出现, 请写出氟气和稀氢氧化钠溶液的反应方程式第 2 题 (9 分 ) 2-1 Hg 的最外层电子构型为 5d 10 6s 2, 因此常见氧化数的化合物对于 +1 氧化态,Hg 倾向于形成 Hg 2+ 2 而不是 Hg +, 试结合其电子构型进行解释已知 φ( Hg 2+ / Hg 2+ 2 ) = V,φ( Hg2+ / Hg ) = V 试计算 2 φ( Hg 2+ / Hg ), 并求出反应 Hg 2+ 2 Hg + Hg2+ 的电势 2-2 向 (NH4)2CrO4 的氨水溶液中加入 H2O2, 加热至 50 后冷至 0, 得到棕色配合物 A A 中 Cr 的质量分数为 31.1%,N 为 25.2% 配合物呈五角双锥形写出 A 的分子式, 并画出一种可能的结构 A 的分子式 A 的结构写出生成 A 的反应式以上内容最终解释权归平行线教育所有第 2 页共 14 页教的是根, 学的是源

3 2-3 一种盐 B 加热至 312 K 后开始失重, 到 373 K 失去原有重量的 37.6%, 对应 6 分子结晶水 523 K 后失去全部结晶水, 剩余质量 56.1% 到 953 K 后又失去原有重量的 9.28%, 得到物质 C 1200 K 后恒重, 得到稳定氧化物 XO, 质量为开始时的 28.3% 写出 X 对应的元素, 以及 B 的化学式 X B 写出 C 的组成第 3 题 (9 分 ) X 是一种用途广泛的元素, 其单质 A 可溶解于氧化性酸或强碱,A 与浓硝酸反应生成一种弱酸 B 和 NO2,A 与 NaOH 反应则生成 C 和一种气体 D,D 是元素 Y 的单质 A 在高温下可与氯直接与化合生成 E,E 是一种 Lewis 酸, 中心原子具有典型的缺电子性, 可用作有机合成的催化剂 E 可与 NaH 反应生成 F,F 具有强还原性, 分子中具有一种特殊的共价键, 水解生成 B 和 D 3-1 写出 A~F 所代表的物质 A B C D E F 3-2 写出 B 在水溶液中显弱酸性的方程式, 并解释为何加入甘油后 B 的水溶液酸性增强 3-3 F 可与 NH3 反应, 生成 D 和一种六元环状化合物 G, 其中氮的质量分数为 52.2%, 试写出 G 的结构 3-4 X 与 Y 能够形成丰富多样的化合物, 并常常表现出缺电子性而近年来研究发现 X- Y 键也具有一定亲核性例如 XY4 - 中的 X-Y 键可亲核进攻 THF-XY3(THF 为四氢呋喃, 以上内容最终解释权归平行线教育所有第 3 页共 14 页教的是根, 学的是源

4 作为 Lewis 碱为中心原子提供一对电子与 XY3 结合 ), 依次生成 X2Y7 - X3Y10 - THF- XY3 也可通过亲核反应二聚为 X2Y 试画出 XY4 - 与 THF-XY3 反应的原理 X3Y10 - 可以转化为 X3Y8 -, 已知 X3Y8 - 中有三种类型的共价键, 且该过程中 X3Y10 - 需先裂分为 XY4 - 和 X2Y6, 之后发生亲核反应得到 X3Y8 - 试写出 X3Y8 - 的结构第 4 题 (9 分 ) 4-1 Mn 元素的最简单的羰基化合物 A 具有 Mn(CO)5 的最简式, 但是实验测得它是一个抗磁性物质画出 A 的立体结构指出 A 中锰 - 锰键的键级 4-2 A 被钠汞齐还原可以得到一种 Mn 元素为负价的盐 B 请画出 B 中阴离子的立体结构 4-3 B 酸化可以得到一种羰基氢化物 C 画出 C 的立体结构 4-4 C 和重氮甲烷反应, 产生 C 的有机衍生物 D D 亦可由 B 和碘甲烷发生取代反应制以上内容最终解释权归平行线教育所有第 4 页共 14 页教的是根, 学的是源

5 备 B 和乙酰氯反应可以产生一种含有酰基的有机金属化合物 E,1 mol E 受热分解失去 1 mol 气体 F 而得到 D 请写出上述三种产生 D 的化学方程式 4-5 三氟碘甲烷和 B 却会按照物质的量之比 2:1 发生反应, 产生一种分子量约为 322 的化合物 G 和分子量约为 138 的气体 H 写出这个反应的化学方程式第 5 题 (10 分 ) 5-1 某种金属氧化物的化学式可表示为 MxOy ( 其中 M 表示金属离子 ) X 射线衍射实验表明, 该晶体属于三方晶系, 其六方晶胞参数为 a = pm,c = 1899 pm,z = 3, 密度 D = g cm 已知 MxOy 晶体中,M 采取立方最密堆积,O 占据了一半的八面体空隙, 推出该氧化物的化学式 ( 用字母表示 ), 并写出 x, y 的值计算 M 的摩尔质量, 并写出 M 是什么金属已知 O 间隔地占据 M 形成的八面体空隙, 即每占据一层空隙, 会空出一层空隙, 以此类推用 A, B 表示 M 形成的密置层,a, b 表示 O 形成的密置层, 表示空层, 请写出至少一个周期的密置层堆积表达式 5-2 固体离子导体是以离子形式导电的导体,β-AgI 便是其中之一, 其晶胞如下图所示 : 以上内容最终解释权归平行线教育所有第 5 页共 14 页教的是根, 学的是源

6 Ag I 指出 Ag 占据的空隙类型和配位多面体间的连接方式说明 β-agi 能导电的原因第 6 题 (10 分 ) 气相中两个 K 原子缔合为 K2(g) 二聚体在实验中, 某同学将 2 mol K(g) 通入一个带活塞的密闭容器中, 通过活塞移动使体系的总压恒定为 P ( 用 P 表示标准压强为 Pa) 定义 ξeq 为平衡时的反应进度,ξeq = Δn(K2) = -Δn(K)/2 6-1 设初始时没有二聚体生成, 推导用平衡反应进度 ξeq 和 P 表达的标准平衡常数表达式以上内容最终解释权归平行线教育所有第 6 页共 14 页教的是根, 学的是源

7 6-2 已知 K 时,ΔfG [K(g)] = 60.5 kj/mol,δfg [K2(g)] = 87.5 kj/mol; 当 P = 1 Pa 时, 计算该温度下平衡时的反应进度 6-3 已知 K 时,ΔfH [K(g)] = 89.0 kj/mol,δfh [K2(g)] = kj/mol, 与体系在恒容条件下温度从 290 K 升至 300 K 相比, 在恒压条件下温度升高, 反应进度的变化量 Δξeq 是增大, 减小还是不变? 为什么? 6-4 若将活塞固定, 使体系容积恒定为 m 3, 计算 K 平衡时 K2(g) 的分压以上内容最终解释权归平行线教育所有第 7 页共 14 页教的是根, 学的是源

8 第 7 题 (11 分 ) 目前, 人类已知的放射性核素大约有 2000 多种, 其中许多在化学领域已经有了广泛的应用 7-1 利用同位素标记的合成 - 分解法, 分别设计实验方案, 验证 : i) S2O 2-3 中 S 的化学环境不同 ; ii) S 2- n 在水解沉淀出 S(s) 时, 每个 S 的反应活性相同并写出相关反应方程式 ( 用 * S 表示加标的 S) 年 A. Lange 首先将放射性核素应用于沉淀滴定法已知 AB 为待测样品,CD 为滴定剂 ( 其中 A C 为阳离子,B D 为阴离子 ), 现用 CD 去滴定 AB, 生成沉淀 AD 如果 A 被放射性核素标记, 请绘制上清液放射性强度与加入滴定剂体积的滴定曲线 ( 画出曲线走势即可 ) 如果 A 与 D 都被放射性核素标记, 请另外绘制上清液放射性强度与加入滴定剂体积的滴定曲线 ( 画出曲线走势即可 ) 7-3 放射性活度是衡量放射性物质衰变速率的物理量, 而放射性比活度衡量单位质量放射性物质的衰变速率已知对于同种物质, 放射性活度与质量成正比用如下方法可以测定质量为 mg 的蛋白质水溶液中甘氨酸的质量百分数 : 将已知质量为 W0 = mg, 放射性比活度为 S0 = 96.2 cpm/mg 的放射性物质加到同种待测样品 ( 无放射性 ) 中混合均匀, 然后非定量的从该混合物中分出一部分纯的待测物, 测定其放射性比活度 Sx = 51.3 cpm/mg 试写出待测甘氨酸质量 Wx 的表达式, 并计算其质量百分数以上内容最终解释权归平行线教育所有第 8 页共 14 页教的是根, 学的是源

9 第 8 题 (11 分 ) 日前, 中山大学和加拿大温莎大学的科研工作者合作完成了一种新型分子机器分子梭的设计与合成由他们制备的新型分子梭主要包含刚性 H 形轴, 两个苯并咪唑识别位点和两个不等大的大环冠醚, 在一定条件下两个大环醚能发生互相的穿梭运动, 小环穿过大环中合成的路线如图所示以上内容最终解释权归平行线教育所有第 9 页共 14 页教的是根, 学的是源

10 8-1 冠醚能准确识别并结合到苯并咪唑结构上, 依靠的作用力种类有哪些? 8-2 已知分子 A 具有两个镜面 : 写出 A 的结构某同学以 3,6- 二氨基邻苯二酚为原料设计出如下 A 的合成路线, 请补充其中 B C D 的结构你认为这条合成路线能成功得到产物吗? 请说明原因 B C D 你认为这条合成路线能成功得到产物吗? 请说明原因 8-3 在图示得到 M 的一步中, 采用了烯烃复分解反应构筑了较大的冠醚环, 请画出 M 中较大冠醚环的结构 8-4 要让分子梭中的两个冠醚大环开始进行动态的相互穿梭运动, 体系的酸碱度控制应以上内容最终解释权归平行线教育所有第 10 页共 14 页教的是根, 学的是源

11 该满足什么条件? 第 9 题 (10 分 ) 9-1 某同学根据前体化合物 A 设计的天然产物 Cyperolone (H) 的一条合成路线如下图所示给出化合物 B C E G 的结构 B C E G 为什么化合物 C 在给出的条件下能立体选择性地生成化合物 D? 在由化合物 G 到产物 H 的反应过程中, 发现预期产物 H 的产量很低, 而一种副产物 I 的产量较高, 且反应有 Hg 单质产生请画出副产物 I 的结构, 并补充如下生成 I 的反应机理中的重要中间体 ( 可不画出表示电子转移的箭头 ) 以上内容最终解释权归平行线教育所有第 11 页共 14 页教的是根, 学的是源

12 I 的结构中间体的结构 A1 B1 C1 D1 9-2 已知有如下转化步骤 : 碱画出这一转化中两个重要中间体的结构其中最后一步的反应类型是什么? M N 反应类型 : 9-3 下图中画出的一对化合物在碱性条件下可以相互转化, 因而在保存时必须注意条件的选择请画出它们互相转化时中间体的结构简式以上内容最终解释权归平行线教育所有第 12 页共 14 页教的是根, 学的是源

13 第 10 题 (12 分 ) 杂环化合物的合成是有机化学中的重要领域 10-1 以下底物与乙烯基格氏试剂发生如下反应, 可制备吲哚类衍生物反应先后经过了亲核进攻还原消除亲核进攻周环重构等关键步骤在反应中格氏试剂进攻化合物中的哪一个原子? 在下面的反应机理中, 填入适当结构, 使其补充完整 ( 不需要画出代表电子转移的箭头 ) 重排碱 A B C D 以上内容最终解释权归平行线教育所有第 13 页共 14 页教的是根, 学的是源

14 要使反应成功进行, 至少需要加入相对于底物多少倍量的乙烯基格氏试剂? 10-2 某同学设计以下反应欲利用芳香胺合成喹啉衍生物, 实验中成功得到两种喹啉衍生物产物 M 和 N 画出 M 和 N 的结构其中哪一个产物的产率更高? M N 其中哪一个产物的产率更高? 将反应的温度降低, 两种目标产物的产率均急剧下降, 主要得到另一种产物, 且这种物质仅在低温下存在六元环形构象请画出这种物质的结构为什么低温下它能产生六元环形构象? 结构 : 为什么低温下它能产生六元环形构象? 以上内容最终解释权归平行线教育所有第 14 页共 14 页教的是根, 学的是源

五花八门宝典（一）.doc

五花八门宝典（一）.doc BBS...5... 11...23...26...31...46...49...54...55...57...59...62... 110... 114... 126... 132... 149 I "108" 1 2 3 4 BBS 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 M ( ) Kg S ( ) A ( ) K (

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