清北学堂暑期综合试题及答案08.docx
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清北学堂暑期综合试题及答案08
清北学堂2011暑期综合试题08
(刘革平老师)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
总分
满分
4
10
9
14
12
8
10
10
11
12
100
得分
评卷人
竞赛时间3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。
姓名、考号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论。
请将答案写在指定的位置。
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012
B
10.81
C12.01
N14.01
O
16.0C
F19.00
Ne20.18’
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
Cr52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
726
As
74.9;
Se
!
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
37.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
98.91
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
183.9
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.C
Hg
200.6
TI
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po[210]
At[[21100]
Rn[222]
Fr[223]
Ra[226]
Ac-Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
第一题(4分)
2004年2月2日,俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。
X是用4次a衰变,转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。
以X和Y的原子序数为新
元素的代号(左上角标注该核素的质量数),写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。
第二题(本题共m知
用口料子轰击仝調钮听产先却换氓:
&対戎*可扰热使之丸铤内捧发出来帀溶于JTrW^・用帛同试拘址理该落泳然启报搦戒轴故対性加以枪盟*从而测宜了它的若干应必取下抠几个愛一里剧实费塞舆=
2-1.机磁股灌議・无成挥发出农.写出反向方程式”
2二一匸上*FF二»丄L股港兄’「匚工如■…肚久■來=丹.0.就上电」匕
2T+若F尹处理硝醴藩懑后.用(XL提取,歿进入CCb层*若Ff*处理硝酸蒂液后・再韦、方OH箫渋辻理.说恥再进人CXI.写出反网方程氏并铲科.
«-«(9分)
pc”星匸腐很寥金碍无机甥抽中小札迫见疋需冇机斫迪重娈临料apci3n冇较腐靑忤」空m中含丈于人中壶•;£PC—舍量为600ppm羽环境屮数分轉即可死匸.
而貝它还损厉皮朕.
I.三H化确对近底很姒甌在潮電的空汽「1存灯雾.m■-.-:
^-7'RX:
已划产樹屮抽空复蛰九二工蠻・適出貉构成:
并写岀谨含复酸与过量NaOH轉鍍应应主淡山崟的化学方程灵.
2*卩S还能打液氨进行武側反直*分刃号巴相应牝学方程式.
瓷KT—能与金属券反白也农因;
屯¥匸匕能与霍气加合牛战五駆化谛,五眾北磷主T态.融带裔可非检叫蒂剂.的溶液中具有【]结赫磷原了我[1杂化轨道rit邕五氯化确在极性有机潜剂
中,能劇剂的极性离于低当PCs与其它的CT接受体反应时,叮得到许多FC/盐.请写出M匚H卸PCk的辰应方程;S.
第四题(本题共14分)2010年底,瑞典皇家工学院(KTH)科学家宣布发现了一种新式的氮氧化合物分子A,它是迄今分子量最大的氮氧化物分子。
这种新型的分子有望成为未来火箭燃料家
族的新成员,与目前最好的火箭燃料相比,新燃料的效率将提高20%—30%。
该氮氧化物分子中氮
元素含量为36.9%。
分子量在100—200之间。
4-1.给出A分子式。
4-2.A中有两种化学环境的氮原子,具有类似螺旋桨的结构,则A分子中有没有族转轴?
若
有,请指出其类型、个数和位置?
4-3.该化合物还没有中文译名,如何要你给它命名,你会叫它,中心N原
子的杂化类型为。
4-4.Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时,火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中,结果腐
蚀物中含有Fe(NO3)3・N2O4,该物质实际上是NO[Fe(NO3)4],经X射线晶体结构表示实际为[A]2+[Fe(NO3)4]2。
请回答:
4-4-1.写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式;
4-4-2.如果[A]2+是平面型的离子,存在3重对称轴(旋转120°重合),但不存在对称面。
试画出其可能离子结构示意图。
4-4-3.如果[A]2+是非平面型的离子,不存在3重和2重对称轴,但存在对称面。
试画出其可
能离子结构示意图。
4-5.已知:
△H(N三N)=940kJ?
mo「1,△H(O=O)=498kJ?
mo「1,
△H(N—O)=175kJ?
mo|r,通过计算与分析,预测N4O6(g)是否能用N2(g)、
O2(g)直接合成并稳定存在?
(假设A的结构与P4O6相似)
第五题(本题共12分)甲酸利二申基技缩合会形成VA/—二申基申難
#CH3
胺(DMF)a它的共报结构如下所示。
5H.预.V-二甲基甲醜菽(化合砌A).A一甲基乙酰咬(CHsCONHCH;-化合物B)•和西酰胺(CH5CH
5-2.臥基乙酸是(1一抵基酸.三个氮基乙酸经「:
姿决的逹绘会形戚三g)・_Gb・_G$.同时脸去两分子水g同出这个三狀的结构n
5—
Glycin©(Gly)
0
HCH3
L-Alanine(L-Ala)
D-Alonino(D-AIa)
3.当cl■氨基酸含有取代基时.则会产生光学异构越h仗划•L^danine利D^alanine是二个对映体a当氮棊乙殷.L—alanine^11D—alanine三种a—氨棊酸混在一起作为起始物讨.经勢仟后.可以产生【J科直线形三狀胺产生.
5-4.在以上IH题所合成出来的三狀.其中多少个具有光学活住?
第6<■(本■共8分)•工业生产中•为因定某极舔的氢氟酸水溶液中H卜的浓度•取2U00mL该洛液并加入100mol/LKCI;^液•用纯氮气通过该濟液lOmino滴3滴005间甲酚紫.用浸入面积为1.48cm2的玻璃态碳电极和Ag/AgCl电极电解该溶液,电解579s后到达终点,不加样品的空口溶液在同样的条佇下通电3s溶液从黄色交为紫色,此玻璃态碳屯极的电流罢度为6.8mAcm2,一个电子的电量为1.602^10-,9Ca
6-1请写出滴定过程中的电极反应方程式,
6-2电解待刃液的终点应为什么颜色?
~3农測定迁程中向系统申薪入的滴屯和是什么?
I计算原氢氟酸溶液中l【Ft勺浓度。
笫七题〔本题其5分)
花#«煮是一个具有多冲药理作用的咲喃香豆素类天然化合物•又名&-甲氧基补骨脂素.昴早从大阿英史实中分离我得.现发现主墓存在于金形科和芸香科梓植物中.花椒舌葉具冇很强的光酸性.国外略床上主妾用于PUVA法泊疗白瞰戍、牛皮療等皮肤顽疾二近些年来发现花椒毒素对血波中多种DNA病话和RNA病怎等有很好的灭活作用.另外.迩可以诱导胪瘤佑胞凋亡.我国学者设计了如下的合成務线:
fJi(CHjSO。
-.CICdCOCLQQnHC!
—3COON.——
HO人广OH亦航n:
o“'—AlCi,(C,,H,G5)cibCN・D(SHQ)
OH
沁“2!
斗心叱)斗咤坠叫為的真工OCHj
7-1.写出A~H各物脏的结构程氏:
T-2.系统金夕;二会夕C\F.
第八题(本题北包分)
点昨素甲位亡指凰小約臺貝中位,将垠小臺笑甲说釣内存用一个点阵壺CV—示.撮小重复单付中只含一个点阵点.称为盍帕:
口含2个或2个以上点阵Te点时单位附九复单位b曲山素单位的关讎是能按诊单位重复,与单位底角上o
是古有圆戕无头某半砸期件结构系按右閹单位壇复堆砌而成。
|
L韦出该寮甲垃中门圈和陽隔的敌冃.o—
第九题(本题共io分)
从昆虫斑蟊体内的可提取得到的一种化合物斑蟊素(A)具有明显的抗肿瘤活性。
斑蟊
素为酸酐化合物,在体内易于水解,临床对治疗肝癌和膀胱癌有效,但具有泌尿道和消化道
可生成不同取代基的酰亚胺,水解将慢于酸酐,在体内将逐
根据以上知识请回答:
标明。
O
。
为原料(其他原料任选)合理的合成化合物
B的路线,写
9-4提出一条以
旋光性。
出合成过程,并注明反应条件。
第十题(本题12分)、A—B体系是一种新型的催化剂。
化学家对A-B体系进行了深
入的研究:
A=Te(晶体),B是TeCb与AICI3按物质的量之比1:
4化合得到的。
已知B是一种共价型离子化合物,其阴离子为四面体结构,B中铝元素、氯元素的化学环境相同。
A和B反应生成两种新化合物I和H,其中A的物质的量分数(mol%)分别为77.8和87.5和91.7。
生成化合物H时没有其他副产物生成,但是生成化合物I时伴随着挥发性的TeC|4生成,每生成2mol化合物I就生成1molTeCl4。
在熔融的NaAICI4里的导电性研究表明,化合物I和n在一起时总共会解离成三种离子。
进一步对化合物I和n研究表明:
用凝固点下降法测定I和n的摩尔质量分别为1126g/mol和867g/mol。
化合物I和n的红外光谱测定只有一种振动,分子中不存在Te=Te,
而且结构中都只有一种四面体配位的铝,但是铝原子在这两种化合物中的化学环境是不同的。
10-1•确定B的化学式;
10-2•写出化合物I和n的分子式。
10-3.写出化合物i和n中阴离子和阳离子的化学式。
10-4.指出Te、Al原子的杂化形态,画出其阴离子、阳离子的结构式,说明其阳离子
具有什么特点。
10-5.化合物I在加热时很容易转化成化合物D。
请说明这是为什么?
写出该化学反应
方程式。
参考答案
第一题(共4分)
288115=284113+4He(2分,质量数错误不得分。
4He也可用符号a。
(答卜式不计分:
284113-44He=268105或鶯Db)
第二题(10分)
1.l'0HNO1=6HAlDj-lONOf—(1』分)
2.-F12H't=IflFi?
*-FAt;+6H2O(】.5分)
3.Wxt理后・辄易溶亍匚匚1『若議"OH辻堆,机着叱为兀。
「利必厂・它⑴崔"薄
于gU力)3AL;-6()11_=5AC-bAl(V+31(I
4.一妣口•一览n+昨H'二AL亠览i?
-+了HQ[1.5分)AgAtJfllAgl共沉淀下来(1井)
s.illAgN()jFT.SAtw/fig少・达不到他甩6溶度积•随后加入洞口一与Ag+形成趣【5沉牺園KV过量.沉淀主男鼐附©二故沉邃几乎龙6L着剜匸后加过量轴Agbi®MAglCJj沉淀主羡吸附A讥而再我附皿>「故也口与人盹形戒共沉洱(25分、
0
I
1,PCh-3HX>=HiPCH-^»-HO—P-目H5P03-2KaOH=Na;HP(^-2H;O
OH
2,PCh-6NHj=F(NH2h+3NHi€l(FCl]+«NHj=PH(XH)I^H:
h-3NHiCn
3.^PS子上的孤电干对可柞斛此子配体进入过建金属SI的谊放道磔成配含物NiKPClbk
4.三角双褊胡小PCIJ+NbCls=(rcLr+[NbCl4r
4•解答:
4-
4-2.一个C3轴;通过中心N原子垂直另三个
缨4
ya
N原子平面的中心;
(2)
FNbift
1.N4O6
(2)
4-3.三硝基胺;sp3杂化
(2)
4-4-1.Fe+4N2O4=NO[Fe(NO3)4]+3NOT
(2)
4-4-2.
4-5.假设能通过如下反应生成N4O6(g):
2N2(g)+302(g)=N4O6(g)
则根据键能估算的反应热为:
屮:
=2X940+3X498-12X175=1274(kJ•mo「1)
由于体系是气体减少的,所以该反应是吸热而熵减的,在任何温度下均fGmo,因此,
N4O6(g)不能直接合成并稳定存在。
(2)
5.解答:
5T.化台汐的K占:
:
]a至嗔此厅为:
C>0>A
A盂类刿共缺枸显示了氣憧严上的部住负屯荀.以技眾余子上抽部力匸一级和二
Gly-Gljif-Gly
HIN
NIH
HIN
3tN
H
NPH
rt—M
弋31如片很強的氛憩三扳匚孤尖li.沈氯撻.
Gly«GIV-Gly
5-4.26
无芝学括堆■H:
N-GGG-OH
具有光学活性*H;N-GGLA-t)l4THA-CrCZA-OM・H;N-GLAG-OW・H;N-LAGDA-OH,H-N-]A]AdA-OH^
6.解答:
6-1方理弍为!
阴极(玻碳电孜):
卜厂亠e=12比[或HF+u=l/2H2卄F-I分
阳极人足AgCl电桩hAg+CI-=AgCl+eI5t
心实点为亲色■滴定过桎;H不野升高’从空白试验看出何甲葩紫紫色为轼式母钛離示
喊性,应以紫色为中点*1分
6-3滴定剂是e(电子或电流均可)1分
6-4侬题,法拉第常数为
F=qcNa=I6021016023x1O^mok1=9648SCmol'11分
扣除空E试脸中指示剂消耗的谪走时间后,氢氟陛消耗的时间为:
Ihf=t-1-579s-3s=576sl分滴定电流为;
1=prS
则氢氟酸的浓度为
C=(pr$4HFy(FV}1分
=(6.8mAcm'•1.48cm2-576sX(9648SCmo?
L20.00x1Q-JL)
=3.00x10-^mol/L1分
2-®-2-羟基一3,・丁一二甲氧基一宁一氯甲基苯乙驸
IxA:
D:
G:
2,C:
OCEOCH?
F:
6,7—二甲氧基一5—平敢皐埜并映喃(各1分)
第九题(11分)
(1分)
9-2无(1分)
9-4(每步2分,共8分)
第十题(共11分)
9-3顺丁烯二酸酐(1分)
1.Te[AICI4]4(1分)
2.①Te:
Te[AICl4]4=7:
2,即卩7Te+2Te[AICI4]4=Te9AI8CI32(摩尔质量2499g/mol);由于生成2moI化合物I时放出1moITeCh(摩尔质量269g/moI),因为I的摩尔质量为1126g/moI(=[2499—269]/2),即I的化学式为Te4Al4Cl14(2分)
化合物n中,Te:
Te[AICI4"=7:
1,即7Te+Te[AICI4]4=Te8[AICI4]4(摩尔质量
1679.9g/mol),由于n摩尔质量为867g/mol,n的化学式为Te4[AICI4]2。
(1分)
3.化合物I和n在一起总共会解离成三种离子,而每个化合物中只有一种四面体配位
的铝,且两种化合物中AI原子的化学环境不同,故I中阳离子为Te42+,阴离子为[Al2CI7]
—;化合物n中阳离子为Te42+,阴离子为[AICI4]—0(2分)
4.
对作为p
满足休克尔4n+2规则,
Te的杂化形态为sp2(1分)。
由于Te有两对孤对电子,一对用于价层,电子在垂直于sp2杂化轨道的p轨道上,因此Te42+的n电子为6,因此Te42+具有此大n键,因此具有芳香性。
(1分)
同理可得:
AI的杂化为sp3杂化。
(1分)
CiCi
Cl
—
r-'lc-Te%
2+
1
1
[Al2CI7]—:
AlAl
Z|\Z|X
L口ClClciClJ
[AICI4]—:
Al
/]、
.◎ClciJ
[Al2CI7]—分解生成AICI3
1分)。
化学反应
Te42+
阴、阳离子结构式分别为(各1分):
5.因为[Al2CI7]—结构没有[AICI4]—结构稳定,在加热条件下,
和[AICI4]—,AICI3具有很高的挥发性,[AICI4]—结构高度对称,较为稳定(
方程式为:
Te4[AI2CI7]2=Te4[AICI4]2+2AICI3。
(1分)
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