2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷08Word文档格式.doc
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O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La-Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
第第题(6分)
1.(5Z,8E,11E,14E)-二十碳四烯酸(2分)
2.(2分)
3.3HOOCCH2COOH+HOOCCH2CH2CH2COOH+CH3CH2CH2CH2CH2COOH(2分)
题(6分)
已经证明前列腺素E2在生物体内是由20个碳原子的不饱和脂肪酸如花生四烯酸等经体内的环化氧化生成的,已知花生四烯酸和前列腺素E2的结构如下(要求立体化学):
花生四烯酸前列腺素E2
1.给出花生四烯酸的系统命名
2.在图中标出前列腺素E2手性碳原子的R/S构型。
3.写出花生四烯酸经KMnO4氧化所得到的酸的结构简式及比例关系。
1.M:
Fe(3分,x=1,2,3……讨论)
2.平均氧化数为2.2(1分)
3.3Na2O·
8FeO·
Fe2O3·
16SiO2·
2H2O(2分)
右图是一种钠闪石,其化学式为Na3MXSi8O22(OH)2,颜色从深蓝到黑色不等,解理完全,断口参差状。
已知由此化学式计算获知金属M的质量百分含量为29.12%。
1.通过计算确定金属M的元素符号;
2.指出金属M的氧化数;
3.请把此种钠闪石改写为氧化物的形式。
第第题(5分)
1.C8H12(1分)(3分,不画出立体结构不得分,氢原子可以不标)
2.d1>
d3>
d2(1分)()
题(5分)
近日德国报道了烃X的消息,利用特殊方法测定了其相对分子质量为108.2,含碳量为88.82%。
分子光谱及电子能谱显示该分子中有三类C-C单键的吸收并且未观测到碳碳重键的结构表征,1HNMR证实分子中氢的化学环境毫无差别。
1.写出X的化学式并画出X分子的立体结构图。
2.据你预测三种碳碳键长的长短顺序如何。
第第题(9分)
1.X:
Mg0.8Cu0.2B2(2分)Y:
MgCu2(2分)
2.Y为立方晶系(答为立方或四方也得分)(1分)
3.(1/3,1/3,1/2)、(2/3,2/3,1/2)(1分)
(2分,大白球是统计原子Mg0.8Cu0.2,黑球是B原子)
4.提高了超导体的Tc温度,有利于超导体的实际应用。
(1分)
题(9分)
2001年日本秋兴纯研究小组发现金属间化合物硼化镁有超导性,超导转变温度为39K,使沉寂多年的简单化合物超导研究出现了新的转机。
我国研究小组发现,使铜原子统计的置换出镁原子后(相当于硼化镁与晶体Y的混合物)测定了晶体(代号为X)中硼元素含量为40.2%,导致超导转变温度为49K,零电阻温度为45.6K。
下图是晶体Y晶胞(左)和硼化镁晶体模型:
1.写出X和Y的化学式
2.指出晶体Y为何晶系。
3.已知X晶胞中统计原子(Mg、Cu)的原子坐标是(0,0,0),请写出B的原子坐标,并画出X的晶胞图。
4.说明掺杂后的超导材料比金属间化合物MgB2有何优点或用处。
第第题(15分)
1.
(1)3SCl2+4NaF=SF4+S2Cl2+4NaCl(2分)S+4CoF3=SF4+4CoF2(1分)
(2)两种S-F键长,3种F-S-F键角度(各1分)
(3)SF4+2H2O=SO2+4HF2SF4+O2=2SOF4
此反应至少为典型熵驱动反应(各1分)
2.
(1)SF4+CO(CH3)2=CF2(CH3)2+SOF2
3SF4+PhAsO(OH)2=PhAsF4+3SOF2+2HF(各1.5分)
(2)和(1分)
后者最可能。
(1分)(因苯环的范氏半径较大,当位于砷原子上方时与3个F原子以近90°
相排斥,1个以180°
相排斥。
后者与2个F原子以90°
相排斥,2个个F原子以120°
由此可基本粗略说明后者可能是实际结构。
)
(3)2SF4+ClF3=SF6+SClF5(2分)
题(15分)
1.在343~353K下,使SCl2和悬浮于乙氰中的氟化钠作用是制备SF4的一种方法,同时也得到两种氯化物;
也可以于200K以下用CoF3对单质硫进行氟化得到。
SF4是无色气体,毒性很强,右图是它的立体结构:
(1)写出制备SF4的两个反应式。
(2)指出SF4分子中有几种F-S-F键角及几种S-F键长。
(3)SF4性质活泼,遇水或潮湿空气则发生明显反应。
请分别写出SF4与水、氧气作用的方程式,指出SF4容易水解的原因。
2.SF4能顺利的将有机物氟化。
例如:
SF4+CH3COCH3→X+BSF4+→Y+B+C(未配平)
红外光谱表明有机产物X中没有羰基的吸收峰,用19FNMR对Y进行测试获知Y中有两种化学环境的氟原子。
(1)完成上面两个反应式。
(2)画出Y可能的立体结构,并指出实际构型最可能是哪一种。
(3)SF4遇强氧化剂如三氟化氯时被氧化得到两个八面体分子,请完成此反应。
1.Phytic:
Phytin:
C6H6P6O24Mg2.6Ca3.4(各1分,过程3分)
2.Phytic+6H3PO4=Phyticacid+6H2O(1分)
3.(2分)
4.Phytic是多羟基环醇,分子间氢键数目和强度都比较大,导致熔点教高。
Phytic是广泛存在于动植物体内的有机化合物,例如在动物心脏,肌肉和成熟的碗豆中,是某些动物和微生物生长所必需的物质。
纯的Phytic为白色结晶,熔点225℃,相对密度为1.752,能溶于水。
Phytic与葡萄糖互为同分异构体,用13CNMR检测仅得到一种信号。
Phytic可以和无机酸X形成酯类化合物-Phyticacid。
它常以钙镁(正)盐Phytin-形式存在与植物界中。
分析者测得了一种Phytin中的钙镁含量分别为16.08%,7.456%。
1.写出Phytic的结构简式及Phytin的平均分子式。
(写出必要的文字说明及推理过程)
2.写出Phytic与无机酸X形成Phyticacid的方程式。
(用英文代替结构简式书写)
3.画出Phyticacid的结构简式。
4.解释Phytic高熔点的原因。
第第题(11分)
1.尿素与硝酸:
尿素与草酸:
(各1.5分)
2.++NH3(1分)
2+Cu2+→↓+2H+(2分)
3.
(1)C(NH)(NH2)2+H2O+CO2=[C(NH2)3]++HCO3-
C(NH)(NH2)2+HCO3-=[C(NH2)3]++CO32-(2分)
阳离子的N-C-N键角大小为120°
,可以用共振理论解释(需要写四个共振式子,不能少);
也可以用等电子体理论解释,例如与CO32-,BF3等物质等电子解释键角大小,若直接以碳为sp2杂化得到判断键角大小者不得分。
因为必须指出阳离子中所有的C-N键没有差别才能得到键角值。
(2分)
(2)一定能水解。
C(NH)(NH2)2+H2O=CO(NH)2+NH3(1分)
(历程与碳正离子与水作用类似)
题(11分)
尿素是白色晶体,熔点130º
C,易溶于水和乙醇,强热分解为氨和二氧化碳。
尿素为碳酸的二酰胺,由于有两个氨基,所以显碱性,但碱性较弱,不能用石蕊检验。
尿素能与硝酸,草酸分别形成不溶性盐,因此常用此性质由尿液中分离尿素。
有人精确测定了它们的氮含量分别为34.15%,26.66%,并且光谱测试证实两种盐的晶体中不存在典型的-NH3+,但却有较明显的O-H的吸收谱线。
利用特殊方法得知两种盐的晶体中“尿素分子”上两个氮原子的电荷值竟十分接近。
1.请推测两种盐的晶体中尿素分别与硝酸,草酸的结合方式,并画图表示。
2.将尿素加热到150º
C至160º
C,得到与乙酰丙酮互为等电子体的X;
X在碱性环境中能与极稀的硫酸铜溶液产生紫红色的配合物Y,Y是电中性分子。
写出上述两步反应的化学方程式。
3.尿素分子中的氧原子被NH取代后的衍生物叫胍,分子碱性与苛性钠相近。
它能吸收空气中的二氧化碳和水分。
(1)请完成此反应方程式,并指出最终产物中阳离子的N-C-N键角大小,为什么?
(2)据你预测衍生物胍能否水解。
若能,请写出水解方程式及反应过程。
若不能,请说明理由。
第第题(8分)
1.A:
+H3NCH2CH2OSO3-或H2NCH2CH2OSO3H或+H3NCH2CH2OSO3H·
HSO4-(1分)
B:
(1分)Ledertepa:
(3分)
2.(1.5分,P4S10中的2键相近)
3.与NR3中的C-N键长相比Ledertepa中的C-N键长较短,因为C-N键处于张力大的环内,导致键长缩短,与环丙烯的情况类似。
(1.5分)
题(8分)
据称药物Ledertepa能与细胞中DNA上的核碱基如鸟嘌呤结合,从而使DNA变性,影响癌细胞的分裂,达到一定抗癌活性,工业制法如下:
分析数据给出Ledertepa共含有五种元素,质量百分比分别为P:
16.37%,N:
22.21%,S:
16.94%,红外光谱测知仅有一种P-N键的吸收,但未观测到P-C键的的存在。
由键长数据对比得知P-S键的键长接近于P4S10中的一种P-S键长,却比P4S6中的P-S键长短许多。
已知此药物分子中同种元素的化学环境完全相同。
1.写出A,B及Ledertepa的结构式,并写出由B得到Ledertepa的反应方程式。
2.指出P4S10中哪种P-S键长与此药物分子中的P-S键长相近,并画图说明。
3.与NR3中的C-N键长比较,此药物分子中的C-N键长有何变化,请解释原因。
第第题(10分)
1.
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- 2005 全国 化学 竞赛 初赛 模拟 试卷 08