南京工業(yè)大學(xué)_揚(yáng)子石化杯

1、南京工業(yè)大學(xué)揚(yáng)子石化杯”2006年全國高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（江蘇省賽區(qū)）夏令營選拔賽試題（2005年7月15日 8: 3011: 30 共計(jì)3小時(shí)）題號(hào)1234567891011總分滿分912910106128798100得分評(píng)卷人競(jìng)賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過30分鐘者不能進(jìn)考場(chǎng)。開始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。所有解答必須寫在指定位置，不得用鉛筆填寫。姓名、準(zhǔn)考證號(hào)和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論。允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。H1.008相對(duì)原子質(zhì)量He4.003Li 1BeBCNOFNe6.941；9.01210

2、.8112.0114.0116.0019.0020.18NaMgAlSiPSClAr22.99 124.3126.9828.0930.9732.0735.4539.95KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr39.10；40.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5563.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe85.47；87.6288.9191.2292.9195.9498101.1102.9106.4107.9112.

3、4114.8118.7121.8127.6126.9131.3CsBaLa-LuHfTaWReOsIrPtAuHgTIPbBiPoAtRn132.9 1137.3178.5180.9183.8186.2190.2192.2 1195.1197.0200.6204.4207.2209.0210210222Fr 223Ra 226Ac-La第1題（9分）1-1 元素周期表是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要理論依據(jù)之一。假設(shè) NH4+是 元素” NH的陽 離子，貝y元素” nh在周期表中的位置應(yīng)該是 ；元素” NH4的單質(zhì)常溫常壓下應(yīng)為（填 高”或 低”）熔點(diǎn) （填 固”、液”或 氣”）體， （填能”或不

4、能”）導(dǎo)電；NH4的碳酸鹽應(yīng) （填易”或不易”）溶于水。2 放射性元素的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)生巨大變革的基礎(chǔ)。 最早發(fā)現(xiàn)的具有放 射性的元素是鈾，鈾也是核電廠的燃料。2；u是自然界存在的易于發(fā)生裂變的唯一核素。 235u吸收一個(gè)中子發(fā)生核裂變可得到142Ba和91Kr，或1351和97丫等。請(qǐng)寫出上述核反應(yīng)方程式:1- 3 利用核能把水分解，制出氫氣，是目前許多國家正在研究的課題。下圖是國外正在研究中的一種流程(碘 一硫法)，其中用了過量的碘。請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明條件：反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 上述流程中循環(huán)使用的物質(zhì)是 二第2題(12分)2- 1人的牙齒表面有一層釉質(zhì)，其組成為羥

5、基磷灰石 Caio(OH)2(P04)6(KsP=3.8 X0-37)。為防止齲齒的產(chǎn)生，人們常常使用含氟牙膏，牙膏中的氟化鈣可使羥基磷灰石轉(zhuǎn)化為氟磷灰石 CaioF2(PO4)6(Ksp=1.0 M0'37)。寫出羥基磷灰石與牙膏中的F-反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氟磷灰石的離子方程式，并通過計(jì)算其轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)說明哪種物質(zhì)更穩(wěn)定。1- 2最近有報(bào)道說一種稱為體內(nèi)PLA的脫脂轉(zhuǎn)化酶的多少?zèng)Q定人的胖瘦，LPA少的人喝水都胖。LPA過多的人即使大吃大喝都胖不起來，因此，通過補(bǔ)充外源性的LPA來減肥，是最直接有效的減肥方法。若這種脫脂轉(zhuǎn)化酶是存在的，通過口服LPA是否可以有效減肥？原因是什么？2-3蛋白

6、質(zhì)由多肽鏈組成，其基本單元如下圖。CNC/CH2_,取SP2雜化的原子為離域鍵，所以，其中一定處于(1)在此基本單元中，取SP3雜化的原子為 該基本單元中還有一個(gè)由 原子組成的同一平面的原子共有 個(gè)。（2）請(qǐng)?jiān)谏蠄D中用小黑點(diǎn)標(biāo)出孤對(duì)電子。第3題（9分）現(xiàn)有化學(xué)式為的Cr（NH3）4NO2Br2化合物。2- 1該化合物的幾何異構(gòu)體共有 種，請(qǐng)畫出其中氧原子作為配位原子的配離子的幾何異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式：3- 2 已知其中某種異構(gòu)體 A的中心原子所受到的力場(chǎng)可近似看成是正八面體場(chǎng)，其晶體場(chǎng) 分裂能 ° =31850 cm-1，則異構(gòu)體A中心原子的雜化軌道類型是 。3-3 上述異構(gòu)體A的磁矩約為

7、 ;該化合物的其他異構(gòu)體的磁矩約為 3-4能否從已知信息推斷異構(gòu)體 A將會(huì)出現(xiàn)什么顏色？為什么?第4題（10分）人體需要多種微量元素。X是人體必需的微量元素，X以金屬離子形態(tài)存在于體內(nèi)，總含量僅為12 mg20 mg，主要分布在肌肉、肝臟、腎臟和大腦內(nèi)。X元素可參與生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)：人體甲狀腺分泌出的甲狀腺激素是一種統(tǒng)籌全身生命物質(zhì)代謝的激素，然而這需要在X元素的作用下才能實(shí)現(xiàn)其正常功效。此外，人體細(xì)胞的正常分裂增殖以及體內(nèi)蛋白 質(zhì)的合成過程，也都需要有 X的參與才能實(shí)現(xiàn)。X元素還是人體內(nèi)的超氧化物岐化酶（ SOD） 的重要成分。SOD具有抗衰老作用，因此 X元素也稱為益壽元素”X元素離子的的價(jià)

8、電子構(gòu)型為 3d5，它的大多數(shù)配合物都是高自旋的，并且呈八面體構(gòu)型， 但也有少數(shù)四面體型的配合物。4- 1 Na3XO4呈亮藍(lán)色，可由XO4-在濃NaOH溶液中于0 C時(shí)被還原得到，同時(shí)釋放出氧氣。 XO43-極易歧化，產(chǎn)物可以是 XO42-和XO2。X的基態(tài)原子電子組態(tài)（電子排布）為 ,X的元素符號(hào)為 , XO 43-在堿性條件下歧化反應(yīng)的離子方程式為（X以元素符號(hào)表示，下同）：。3- 2 絕大多數(shù)含有金屬 -金屬鍵的配合物中，金屬表現(xiàn)出為0或接近0的低氧狀態(tài)，如X2（CO）10。已知X2（CO）10中心原子的配位數(shù)為 6,試畫出其結(jié)構(gòu)。4-3 某催化劑研究所催化劑生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)聚丙烯腈催化

9、劑的同時(shí)產(chǎn)生了大量的催化劑粉塵 和工業(yè)廢氣，其廢氣主要成分為NOx（氮氧化物）。工業(yè)上一般采用堿液、氨水或堿性KXO 4（含KOH）溶液吸收NOx。其中以堿性溶液的吸收效率最高。（1）寫出堿性KXO4溶液吸收NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式（反應(yīng)中KXO4全轉(zhuǎn)化為XO2）（2）為了增強(qiáng)KXO 4的氧化吸收能力，KOH的濃度應(yīng)控制偏高還是偏低，為什么?第5題（10分）化合物（4）一種新的向列型液晶材料組成成分，該化合物在環(huán)已基和芳環(huán)之 間插入兩個(gè)飽和碳原子，使其具有低粘度和低的介電各向異性的特性。它與低粘度和高的介電各向異性向列型液晶材料混合使用，能改善液晶材料的顯示性能，提高清晰度，在液晶顯示材料中具有

10、良好的應(yīng)用前景。該化合物可按下面的方法合成：HHBrch2ohKCNC50% H2SO4NH2NH2 H2O , KOH ； HO(CH2CH2O)3HG!5-1（n-C3H7:正丙基）用系統(tǒng)命名法對(duì)化合物（ 3）命名 4- 2寫出化合物A、E的化學(xué)式和化合物 B、C、D、G的結(jié)構(gòu)簡式：ABCD E G 5- 3 G轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物時(shí)還得到了一個(gè)如下結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)物:（填反應(yīng)類型） 第6題（6分）手性有機(jī)小分子催化的不對(duì)稱合成反應(yīng)是近年來有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。比如L-脯氨酸（結(jié)構(gòu)如A所示），因?yàn)楸阋艘椎茫⑶易鳛槭中源呋瘎┯休^好的立體選擇性而受 到廣泛地研究。L-脯氨酸用于催化苯甲醛與丙酮的羥醛縮合反

11、應(yīng)，得到產(chǎn)物D的對(duì)映異構(gòu)體比例為R: S=91 : 9。該反應(yīng)的催化原理是 L-脯氨酸首先與丙酮進(jìn)行脫水反應(yīng)生成化合物B，再與苯甲醛縮合得到產(chǎn)物D，同時(shí)L-脯氨酸作為催化劑被釋放出來。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，若把L-脯氨D的對(duì)6-1A or C反應(yīng)產(chǎn)物D為一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體，其中之一的結(jié)構(gòu)式是:OC2H5COH OOH O酸轉(zhuǎn)化為酯 C,仍能催化此反應(yīng)，反應(yīng)原理相同，但反應(yīng)立體選擇性大大降低，產(chǎn)物 映異構(gòu)體比例僅為 R: S=60 : 40。請(qǐng)用*標(biāo)明此化合物中手性碳原子，該手性碳原子的構(gòu)型是 ，根據(jù)系統(tǒng)命名法此化合物可命名為 。6- 2你認(rèn)為化合物A作為催化劑，反應(yīng)的選擇性比化合物 C作為催化劑的要高的主要原

12、因是:第7題(12分)市售的牛奶中常加入 110ppm數(shù)量級(jí)的多種食用香味劑，以改善牛奶的香氣 和味覺。癸內(nèi)酯(G)，由于具有非常強(qiáng)烈的甜奶油和堅(jiān)果型香氣及很濃的花香底香，被廣泛 用作奶品的食用添加劑。(G)可以由已二酸(A)為原料，通過以下六步反應(yīng)合成得到：CH3CH2OHCH3CH2ONa1. NaOH, H2OAGHQH2SO4BSHg CH3CH2OHA C(C8H12O3)|2. h?A* DGSch3ch2ch2ch2cho5% NaOHH2O2*10已8。2)= ch3coohH2,Pd-CFG0H18O) *請(qǐng)根據(jù)以上反應(yīng)步驟，推斷出B、C、D、E、F、G可能的結(jié)構(gòu)簡式(包括構(gòu)

13、型異構(gòu)體)。B CDEFG第8題（8分）化合物A : H2NCH2CH2och3是合成抗早產(chǎn)藥利托君OHCH32CHOH的重要中間體，請(qǐng)寫出以主要原料（其它原料不限）合成A的合成路線（注明反應(yīng)條件和所用試劑）。第9題（7分）1987年，研究者制出一種高溫超導(dǎo)材料釓鋇 銅氧，其近似化學(xué)式為 YBa2Cu3O7-（根據(jù)正負(fù)價(jià)平衡，實(shí)際 上O的個(gè)數(shù)在6、7之間。故寫為7-或6+），其臨界溫度（Tc） 達(dá)到92K。20多年來，此類研究不斷深入，2006年5月，有研究者稱制得了 Tc達(dá)150K的氧化物超導(dǎo)材料，圖 A為該超 導(dǎo)材料的一個(gè)晶胞，其中四方錐和四邊形的元素組成如圖B所示，且四方錐的頂點(diǎn)和四邊形

14、的中心均落在晶胞的棱上。 仔細(xì)觀察圖，回答下列問題：9- 1研究表明這類超導(dǎo)體中都有金屬-氧層，即晶胞中在 c軸幾乎同一高度上排列著金屬原子和氧原子。此晶胞中有個(gè)Cu-O層，在 Cu-O層中Cu的配位數(shù)是 ，O的配位數(shù)是。9- 2 除了 Cu-O層以外，此晶體中還有 的金屬-氧層9-3該晶體的近似化學(xué)式為 9- 4研究還發(fā)現(xiàn)（1）當(dāng)該晶體中金屬-氧層完全對(duì)稱排列時(shí)， 其臨界溫度只有 87K。高溫超導(dǎo)材料 YBa2Cu3O7沖也有Cu-O層。請(qǐng)據(jù)此提出研制新的高溫超導(dǎo)材料的一個(gè)建議:第10題（9分）鋰離子電池、金屬氫化物-鎳電池（MH-Ni）、無水堿性鋅-錳電池、燃料電池、 太陽能電池等是 21

15、世紀(jì)理想的綠色環(huán)保電源。其中液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正負(fù)電極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)Q0O2、LiNiO 2或LiMn 2O4，負(fù)極采用碳電極，充電后成為鋰-碳層間化合物 Li xC6（0<x w 1）電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF 6等的有機(jī)溶液。10- 1在電池放電時(shí)，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。寫出該電池的充放電反應(yīng)方程式：10- 2 金屬鋰放電容量(3861mAh g-1)最大。其中mAh的意思是指用1毫安(mA)的電流放電1 小時(shí)(h)。則：理論上 LiMn 2O4的放電容量是 mAh-g-1。10- 3 1965年，Juza提出石墨層間化合

16、物組成是 LiC6,鋰離子位于石墨層間，其投影位于石 墨層面內(nèi)碳六圓環(huán)的中央。試在下圖中用“畫'出Li的位置。并在此二維圖形上畫出一個(gè)晶胞。10-4 LiC6的晶胞參數(shù) a=b=0.426nm。鋰插入后，石墨層間距為 0.3706nm。試以此計(jì)算 LiC6的密度。第11題(8分)C60的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了國際科學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域，除C60分子本身具有誘人的性質(zhì)外，人們發(fā)現(xiàn)它的金屬摻雜體系也往往呈現(xiàn)出多種優(yōu)良性質(zhì)，所以摻雜C60成為當(dāng)今的研究熱門領(lǐng)域之一。經(jīng)測(cè)定 C60晶體為面心立方結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a=1420pm。在C60中摻雜堿金屬鉀能生成鹽，假設(shè)摻雜后的K+填充C60分子堆積形成的全部八面體空隙

17、，在晶體中以K+和C60存在,且C60可近似看作與 C60分子半徑相同的球體。已知C的范德華半徑為170pm, K+的離子半徑 133pm。11- 1摻雜后晶體的化學(xué)式為；晶胞類型為；如果為C60頂點(diǎn)，那么K+所處的位置是 ;處于八面體空隙中心的K +到最鄰近的 C60中心的距離是pm。11- 2實(shí)驗(yàn)表明C60摻雜K+后的晶胞參數(shù)幾乎沒有發(fā)生變化，試給出理由。11- 3計(jì)算預(yù)測(cè)C60球內(nèi)可容納的摻雜原子的半徑。南京工業(yè)大學(xué)揚(yáng)子石化杯”2006年全國高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（江蘇省賽區(qū)）夏令營選拔賽試題參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)說明：化學(xué)方程式反應(yīng)物或產(chǎn)物錯(cuò)不得分，配平錯(cuò)扣一半分。第1題（9分）1- 1第三周期

18、第IA族（1分）低固能易（每空0.5分，共2分）2351142 廠 91/c 12351135（97、#- 1, 八， 八1-292U0n56 Ba 36Kr30 n92U0 n53 139丫40n （各 1 分，共2 分）110120 °C1- 3 SO2+I2+2H2O2HI+H 2SO4（1 分）-900 C 2H2SO42SO2+O2 +2H2O（1 分）450 C 2HI ： H2I2（1 分）SO2、12（1分,錯(cuò)任一個(gè)即0分）第2題（12分）2- 1 Ca10（OH） 2（PO4）6（s）+2F=Ca10F2（PO4）6（s）+2OH （1 分）K=c 2（OH）/c2

19、（F _）=K spCa10（OH） 2 （PO4）6/K spCa 10F2（PO4）6 =3.8 X037/1.0 kT60=3.8 M023（2 分）此反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，說明羥基磷灰石轉(zhuǎn)化為氟磷灰石的傾向很大，即氟磷灰石更穩(wěn)定（1分）2- 2不可以。蛋白質(zhì)口服下去后在胃、腸里經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶水解生成了氨基酸， 不可能完整地以蛋白質(zhì)（酶）的形式去分解脂肪（答出蛋白質(zhì)水解變成氨基酸即可）（2分）42-3（1） C1、C3 N、C2、O （各 1 分，錯(cuò) 1 個(gè)扣 0.5 分，共 3 分）II 36（各 1 分，共 2分）（2）略 （1分）第3題（9分）3-16（1 分）BrNH3NH3

20、“CrNH3nh3ONOnh3NH3BrCrNH3ONONH3（2分）3- 2 d2sp3（1 分）3- 3 3.9 0（2 分）3.9 0卩（1 分）3-4 不能晶體場(chǎng)分裂能 0=31850cm-1所對(duì)應(yīng)的光的波長為 入=（1/31850）cm=3140x 108=314nm,即所吸收的光為紫外光或不吸收 可見光。因此不能據(jù)此推斷該異構(gòu)體的顏色（2分）第4題（10分）4- 1 1s22s22p63s23p63d54s2 或Ar3d 54s2（1 分）Mn （1 分）322MnO4 2H 2O MnO4MnO2 4OH （2 分）COCO（2分）4- 3 （1） 3NOx+（5-2x）KMnO

21、 4+（2x-2）KOH=3KNO 3+（5-2x）MnO 2 J +（x1）H2O（2 分）（2）偏高因?yàn)镵OH濃度大有利于上述平衡向右移動(dòng)（2分）第5題（10分）5-1反-4-丙基環(huán)已基乙酰氯（2分）5-2LiAlH 4HriQHCH2Brn-C32CNHn-C3H7CH2COOHSOCI2 或 PCI3 或 PCI5G（各 1 分,共6分）還原 （2分）分，R、S錯(cuò)不重復(fù)不扣分）5-3親核取代S （1 分）6-2 L-脯氨酸A與丙酮的縮合物B結(jié)構(gòu)中羧基上的羥基能與苯甲醛羰基的氧原子形成氫 鍵，由于空間位阻限制，反應(yīng)底物B僅選擇一種空間有利的方向進(jìn)攻苯甲醛，從而得到立體選擇性較好的產(chǎn)物。當(dāng)化合物A轉(zhuǎn)化為酯C后，其類似作用減弱（2分）第7題（12分）B C2H5OOCCH2CH2CH2CH2COOC2H5（2 分）E（2分）（只要寫出對(duì)對(duì)映異構(gòu)體均給分，下同）O第8題（8分）OHCH3OCH3過氧化苯甲酰CH3（CH3LSO4OH-NBSOCH3ACH2BrNaCNOCH3IYch2H2PdOCHIVch2ch2nh2（每步2分，共8分