2000年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题.DOC

1、智浪教育-普惠英才文库 12000 年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题2000111杭州营号题号 1 2 3 4 5 6 7 总计满分 15 12 15 15 15 13 15 100得分评卷人 竞赛时间 4 小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在答卷纸的指定地方（方框内） ，不得用铅笔填写，写在其他地方的应答一律无效。使用指定的草稿纸。不得持有任何其他纸张。 把营号写在所有试卷（包括草稿纸）右上角处，不写姓名和所属学校，否则按废卷论。 允许使用非编程计算器、

2、直尺、橡皮等文具，但不得带文具盒进入考场。 FP u ZP F P d BCNF P Y -1 29( 43991 829184726 21 0?728(905 ( 2F ( 第 1 题 A 的单质和 B 的单质在常温下激烈反应，得到化合物 X。X 的蒸气密度是同温度下的空气密度的 5.9 倍。X 遇过量水激烈反应，反应完全后的混合物加热蒸干，得一难溶物，后者在空气中经 1000oC 以上高温灼烧，得到化合物 Y。Y 在高温高压下的一种晶体的晶胞可与金刚石晶胞类比，A 原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置，但 Y 晶胞中 A 原子并不直接相连，而是通过 E 原子相连。X 与过量氨反应完全

3、后得到含 A 的化合物 Z。Z 经高温灼烧得化合物 G。G 是一种新型固体材料。1-1 写出 X 的化学式。1-2 写出 Y 的化学式。1-3 写出 Z 的化学式。1-4 写出 G 的化学式。1-5 你预计 G 有什么用途？用一两句话说明理由。第 2 题 已知：原电池 H2(g)| NaOH(aq) | HgO(s),Hg(l) 在 298.15K 下的标准电动势 E =0.926V反应 H2(g) + O2(g) = H2O(l) rGm (298K) = 237.2kJmol1物 质 Hg(l) HgO(s) O2(g)智浪教育-普惠英才文库 2Sm (298K)/Jmol1K1 77.1

4、 73.2 205.02-1 写出上述原电池的电池反应与电极反应( 半反应)。2-2 计算反应 HgO(s) = Hg(l) + O2(g) 在 298.15K 下的平衡分压 p(O2)和 rHm (298.15K)。2-3 设反应的焓变与熵变不随温度而变，求 HgO 固体在空气中的分解温度。第 3 题 超氧化物歧化酶 SOD（本题用 E 为代号）是生命体中的“清道夫” ，在它的催化作用下生命体代谢过程产生的超氧离子才不致过多积存而毒害细胞： 2ZH+2今在 SOD 的浓度为 co(E) = 0.400X10-6 molL1，pH=9.1 的缓冲溶液中进行动力学研究，在常温下测得不同超氧离子的

5、初始浓度 co(O2)下超氧化物歧化反应的初始反应速率 ro 如下：co(O2)/molL1 7.69 X 106 3.33 X 105 2.00 X 104ro/molL1s1 3.85 X 103 1.67 X 102 0.1003-1 依据测定数据确定歧化反应在常温下的速率方程 r = k c(O2)n 的反应级数。3-2 计算歧化反应的速率常数 k。要求计算过程。3-3 在确定了上述反应的级数的基础上，有人提出了歧化反应的机理如下： 1+O2E-O- k其中 E为中间物，可视为自由基；过氧离子的质子化是速率极快的反应，可以不予讨论。试由上述反应机理推导出实验得到的速率方程，请明确指出推

6、导过程所作的假设。3-4 设 k2 = 2k1，计算 k1 和 k2。要求计算过程。第 4 题 铂的配合物Pt(CH 3NH2)(NH3)CH2(COO)2是一种抗癌新药，药效高而毒副作用小，其合成路线如下：K2PtCl4 I A（棕色溶液） II B（黄色晶体） III C（红棕色固体）IV D（金黄色晶体） V E（淡黄色晶体）（I）加入过量 KI，反应温度 70oC；（I I）加入 CH3NH2；A 与 CH3NH2 的反应摩尔比=1 : 2；（I II）加入 HClO4 和乙醇；红外光谱显示 C 中有两种不同振动频率的 PtI 键，而且 C分子呈中心对称，经测定，C 的相对分子质量为

7、B 的 1.88 倍；（I V）加入适量的氨水得到极性化合物 D；（V）加入 Ag2CO3 和丙二酸，滤液经减压蒸馏得到 E。在整个合成过程中铂的配位数不变。铂原子的杂化轨道类型为 dsp2。4-1 画出 A、B、C、D、E 的结构式。4-2 从目标产物 E 的化学式可见，其中并不含碘，请问：将 K2PtCl4 转化为 A 的目的何在？4-3 合成路线的最后一步加入 Ag2CO3 起到什么作用？第 5 题 业已发现许多含金的化合物可以治疗风湿症等疾病，引起科学家广泛兴趣。在吡啶（ ）的衍生物 2,2-联吡啶( 代号 A)中加入冰醋酸与 30% H2O2 的混合溶液，反应完成后加入数倍体积的丙酮

8、，析出白色针状晶体 B（分子式 C10H8N2O2） 。B 的红外光谱显示它有一种 A 没有的化学键。 B 分成两份，一份与 HAuCl4 在温热的甲醇中反应得到深黄色智浪教育-普惠英才文库 3沉淀 C。另一份在热水中与 NaAuCl4 反应，得到亮黄色粉末 D。用银量法测得 C 不含游离氯而 D 含游离氯 7.18%。C 的紫外光谱在 211nm 处有吸收峰，与 B 的 213nm 特征吸收峰相近，而 D 则没有这一吸收。 C 和 D 中金的配位数都是 4。5-1 画出 A、B、C、D 的结构式。5-2 在制备 B 的过程中加入丙酮起什么作用？5-3 给出用游离氯测定值得出 D 的化学式的推

9、理和计算的过程。第 6 题 目标产物 C（分子式 C11H12O2）可通过如下合成路线合成：+OA I2SC该合成路线涉及 3 个著名有机反应，分别举例介绍如下：反应 I 是 Diels-Alder 反应：共轭双烯与烯烃或炔烃共热生成环已烯的衍生物，例如： 反应 II 是2+2环加成反应：在光照下两分子烯烃可双聚成环丁烷衍生物，举例如下；若分子内适当位置有 2 个 C=C 键，也有可能发生分子内的 2+2环加成反应，+h+OH3hCOH反应 III 是酮还原偶联反应，在二碘化钐等还原剂作用下两分子酮被还原并偶联生成相邻的二醇，例如： H6-1 画出 A、B、C 的结构式，请尽可能清楚地表达出它们的立体结构。6-2 上述合成反应体现了哪些绿色化学的特征？第 7 题 环丙沙星（G）是一种新型的广谱抗菌药物，其工艺合成路线如下：智浪教育-普惠英才文库 4 OlCFNaH2OC2C FO3FCCO O H55 CO2 3C C H 2N3NOC 9O H N CHON E F G7-1 画出 A、B、D、E、F 的结构式。7-2 为何由 A 转化为 B 需使用强碱 NaH 而由 B 转化为 C 的反应使用 NaOC2H5 即可？7-3 由 C 转化为 D 是一步反应还是两步反应？简要说明之。