化學(xué)競賽(南京)

1、*v2003：芥子氣，DNA雙螺旋，除草劑，綠色化學(xué)，光纖通訊系統(tǒng)中，光信息材料釩酸釔v2002：海底金屬結(jié)核，“吊白塊”，醬油中的“氯丙醇”，船只的防腐，組合化學(xué)，綠色溶劑v2001：含氯潔污劑，燃料電池，納米材料，新藥麥米諾的合成，布洛芬的合成，燃料電池*ONOOCOONOOCOOONNNNHHHHIFFFFFNiOONONONCCNNCCNH2H2H2H2H2H2H2H2CCCCCCOOOOOOOOO*2001題 題最近報(bào)道在100的低溫下合成了化合物X，元素分析得出其分子式為C5H4，紅外光譜和核磁共振表明其分子中的氫原子的化學(xué)環(huán)境沒有區(qū)別，而碳的化學(xué)環(huán)境卻有2種，而且，分子中既有CC

2、單鍵，又有CC雙鍵。溫度升高將迅速分解。X的結(jié)構(gòu)式是： 2000題3 1999年合成了一種新化合物，本題用X為代號。用現(xiàn)代物理方法測得X的相對分子質(zhì)量為64；X含碳93.8%，含氫6.2%；X分子中有3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子和4種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子；X分子中同時(shí)存在CC、CC和CC三種鍵，并發(fā)現(xiàn)其CC鍵比尋常的CC短。1X的分子式是_ （2分）2請畫出X的可能結(jié)構(gòu)。（4分） CHHCCCHHCCHHCCHCCH*第第10題題（5分）最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反應(yīng)，使C60獲得一個(gè)質(zhì)子，得到一種新型離于化合物HC60CB11H6CL6。回答如下問題：1

3、01 以上反應(yīng)看起來很陌生，但反應(yīng)類型上卻可以跟中學(xué)化學(xué)課本中的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)相比擬，后者是： 。102 上述陰離子CB11H6Cl6的結(jié)構(gòu)可以跟圖101的硼二十面體相比擬，也是一個(gè)閉合的納米籠，而且，CB11H6Cl6離子有如下結(jié)構(gòu)特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋轉(zhuǎn)360/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉(zhuǎn)過。請?jiān)趫D101右邊的圖上添加原子（用元素符號表示）和短線（表示化學(xué)鍵）畫出上述陰離子。 *第第4題題（10分）去年報(bào)道，在55令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一離子化合物（C），測得Xe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31，陰離子為四氟硼酸根離子，陽離子結(jié)構(gòu)中有B的苯環(huán)。C是首例有機(jī)氙（IV）化合

4、物，20以下穩(wěn)定。C為強(qiáng)氟化劑和強(qiáng)氧化劑，如與碘反應(yīng)得到五氟化碘，放出氙，同時(shí)得到B。41 寫出 C的化學(xué)式，正負(fù)離子應(yīng)分開寫。答： 42 根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把 C歸為有機(jī)氙比合物？答： 43 寫出 C的合成反應(yīng)方程式。答： 44 寫出 C和碘的反應(yīng)。答： 45 畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)：答： XeFFFFFFFFFBFFFFFFFXeFFBFFFF*乙酸在磷酸鋁的催化作用下生成一種重要的基本有機(jī)試劑A。核磁共振譜表明A分子中的氫原子沒有差別；紅外光譜表明A分子里存在羰基，而且，A分子里的所有原子在一個(gè)平面上。A很容易與水反應(yīng)重新變成乙酸?；卮鹑缦聠栴}：1寫出A的結(jié)構(gòu)式。2寫出A與水的反應(yīng)方程

5、式。3寫出A與氫氧化鈉的反應(yīng)方程式。4寫出A與氨的反應(yīng)方程式，有機(jī)產(chǎn)物要用結(jié)構(gòu)式表示。5寫成A與乙醇的反應(yīng)方程式，有機(jī)產(chǎn)物要用結(jié)構(gòu)式表示。*物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)物理性質(zhì)：顏色物理性質(zhì)：顏色極性極性磁性磁性結(jié)構(gòu)與性質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：氧化還原性化學(xué)性質(zhì)：氧化還原性酸堿性酸堿性水解性水解性物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵：離子鍵化學(xué)鍵：離子鍵共價(jià)鍵（共價(jià)鍵（、）金屬鍵金屬鍵分子間作用力分子間作用力相關(guān)理論：價(jià)鍵理論（相關(guān)理論：價(jià)鍵理論（VB）分子軌道（分子軌道（MO）金屬能帶理論金屬能帶理論離子極化理論離子極化理論*(2000)鉑系金屬是最重要的工業(yè)催化劑。但其儲藏已鉑系金屬是最重要的工業(yè)催化劑。但其儲藏

6、已幾近枯竭，上小行星去開采還純屬科學(xué)幻想。研究證實(shí)，有幾近枯竭，上小行星去開采還純屬科學(xué)幻想。研究證實(shí)，有一類共價(jià)化合物可代替鉑系金屬催化劑。它們是堅(jiān)硬的固體一類共價(jià)化合物可代替鉑系金屬催化劑。它們是堅(jiān)硬的固體，熔點(diǎn)極高，高溫下不分解，被稱為，熔點(diǎn)極高，高溫下不分解，被稱為“千禧催化劑千禧催化劑”（millennium catalysts）。）。下面下面3種方法都可以合成它們：種方法都可以合成它們： l l 在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物的表面。在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物的表面。 l l 高溫分解鎢或鉬的有機(jī)金屬化合物（即：鎢或鉬與烴高溫分解鎢或鉬的有機(jī)金屬化合物（即：鎢或鉬與

7、烴或烴的鹵代物形成的配合物）?；驘N的鹵代物形成的配合物）。 l l 在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鎢或鉬的氧化物在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鎢或鉬的氧化物。 1 合成的化合物的中文名稱是合成的化合物的中文名稱是_和和_。（共（共4分，各分，各2分）分） 2 為解釋這類化合物為什么能代替鉑系金屬，提出了為解釋這類化合物為什么能代替鉑系金屬，提出了一種電子理論，認(rèn)為這些化合物是金屬原子與非金屬原子結(jié)一種電子理論，認(rèn)為這些化合物是金屬原子與非金屬原子結(jié)合的原子晶體，金屬原子周圍的價(jià)電子數(shù)等于同周期的鉑原合的原子晶體，金屬原子周圍的價(jià)電子數(shù)等于同周期的鉑原子或釕原子的價(jià)電子數(shù)。這類化合物的化學(xué)式

8、（即最簡式或子或釕原子的價(jià)電子數(shù)。這類化合物的化學(xué)式（即最簡式或?qū)嶒?yàn)式）是實(shí)驗(yàn)式）是_和和_。（。（4分，各分，各2分分) )）* l l C、H 、Mo、W、O l l C、H 、Mo、W、X l l C、Mo、W、O 3種方法都可以合成它們：種方法都可以合成它們： l l 在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物的表面。的表面。 l l 高溫分解鎢或鉬的有機(jī)金屬化合物（即：高溫分解鎢或鉬的有機(jī)金屬化合物（即：鎢或鉬與烴或烴的鹵代物形成的配合物）。鎢或鉬與烴或烴的鹵代物形成的配合物）。 l l 在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鎢或在高度分散的碳表面上通過高溫氣

9、態(tài)鎢或鉬的氧化物鉬的氧化物*孤電子對孤電子對孤電子對孤電子對孤電子對孤電子對成鍵電子對成鍵電子對成鍵電子對成鍵電子對成鍵電子對成鍵電子對 *2 3 4 56 5 4 *OOO.4 43 3O3分子的分子的0嗎？嗎？n=3sp2雜化雜化V型分子型分子O OO OO O*某不活潑金屬某不活潑金屬 X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽酸得黃色溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體Z，其中其中 X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為50。在。在500mL濃度為濃度為0.10mol/L的的Y水溶液中投入鋅水溶液中投入鋅片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的

10、質(zhì)量比反應(yīng)前增加4.95g。X是是 ；Y是是 ；Z是是 。 *配合物配合物配合物的化學(xué)鍵理論配合物的化學(xué)鍵理論價(jià)鍵理論：（配位鍵、雜化、內(nèi)外價(jià)鍵理論：（配位鍵、雜化、內(nèi)外軌、高低自旋）軌、高低自旋）晶體場理論：（靜電力、強(qiáng)弱場、晶體場理論：（靜電力、強(qiáng)弱場、穩(wěn)定化能）穩(wěn)定化能）配位場理論：（分子軌道、配位場理論：（分子軌道、鍵）鍵）配合物的構(gòu)型配合物的構(gòu)型直線、四邊形、四面體、八面體直線、四邊形、四面體、八面體鍵合異構(gòu)、配位異構(gòu)、立體異構(gòu)鍵合異構(gòu)、配位異構(gòu)、立體異構(gòu)反位效應(yīng)反位效應(yīng)配合物的穩(wěn)定性配合物的穩(wěn)定性配位取代平衡配位取代平衡配合物的穩(wěn)定常數(shù)配合物的穩(wěn)定常數(shù)軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論螯合效

11、應(yīng)螯合效應(yīng)*1995年（全國）：由順式年（全國）：由順式Pt(NH3)2Cl2合成反式合成反式Pt(NH3)2 (Met)2 *Pt(NH3)2Cl2配合物的問配合物的問題題ClNH3PtClNH3ClNH3PtClNH3*氧化還原氧化還原氧化劑和還原劑氧化劑和還原劑氧化劑：活潑非金屬單質(zhì)氧化劑：活潑非金屬單質(zhì)高價(jià)元素高價(jià)元素還原劑：金屬單質(zhì)還原劑：金屬單質(zhì)低價(jià)元素低價(jià)元素氧化還原性強(qiáng)弱氧化還原性強(qiáng)弱氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)電極電位電極電位影響因素：電對的本質(zhì)、影響因素：電對的本質(zhì)、溶液的酸堿度溶液的酸堿度氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)反應(yīng)的電動(dòng)勢（根據(jù)能斯特反應(yīng)的電動(dòng)勢（根據(jù)能斯特方程進(jìn)行計(jì)算）方

12、程進(jìn)行計(jì)算）元素電位圖元素電位圖電勢電勢pH圖圖*镅（镅（Am）是一種用途廣泛的錒系元素。是一種用途廣泛的錒系元素。241Am的放射性強(qiáng)度是鐳的的放射性強(qiáng)度是鐳的3倍，在我國各地商場里常常可見到倍，在我國各地商場里常常可見到241Am骨密度測定儀，檢測人體是否缺骨密度測定儀，檢測人體是否缺鈣：用鈣：用241Am制作的煙霧監(jiān)測元件已廣泛用于我國各地建筑物的火警報(bào)警制作的煙霧監(jiān)測元件已廣泛用于我國各地建筑物的火警報(bào)警器（制作火警報(bào)警器的器（制作火警報(bào)警器的1片片241Am我國批發(fā)價(jià)僅我國批發(fā)價(jià)僅10元左右）。元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（镅在酸性水溶液里的氧化態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（

13、E/ /V）如下，圖中如下，圖中2.62是是Am4/Am3的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，2.07是是Am3/Am的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，等的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，等等。一般而言，發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的條件是氧化劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電等。一般而言，發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的條件是氧化劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢大于還原劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。勢大于還原劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。試判斷金屬镅溶于過量稀鹽酸溶液后將以什么離子形態(tài)存在。簡述理試判斷金屬镅溶于過量稀鹽酸溶液后將以什么離子形態(tài)存在。簡述理由。由。附：附：E(H/H2)0V；E(Cl2/Cl)1.36V；E(O2/H2O)1.23V。 *常見的歧化反應(yīng)：常見的歧化反應(yīng)：2Cu+ = Cu

14、2+Cu2MnO424H= MnO4MnO22H2OCl2+2OH= Cl+ClO+ H2O(稀稀)3Cl2+6OH=5Cl+ClO3+3H2O(濃濃)Br2+2OH= Br+ Br O+ H2O(稀、冷稀、冷)3 Br 2+6OH=5 Br+ BrO3+3H2O(濃濃)3 I 2+6OH=5I+IO3+3H2O2S2O322H= SO2S2H2ONa2SO3 = Na2SO4Na2S Hg22+ +S2= HgSHg加熱*CH2CH N(CH3)3OH*不活潑金屬的離子與鋅反應(yīng)：不活潑金屬的離子與鋅反應(yīng)：X n+ + n/2Zn = n/2Zn 2+ + X消耗消耗Zn的質(zhì)量的質(zhì)量( (g)

15、g)0.1000.50065.39n/21.63n得到得到X的質(zhì)量的質(zhì)量( (g)g) 0.1000.500 Mx0.05Mx反應(yīng)后得到的固體質(zhì)量增加反應(yīng)后得到的固體質(zhì)量增加( (g)g) ： 0.05Mx 1.63n 4.95設(shè)設(shè)n=1, Mx=131.6； X= Xe, Cs n=2, Mx=164.2； X=鑭系鑭系 n=3, Mx=196.8 ； X= Au n=4, Mx=229.4 ； X= 錒系錒系題示：題示：X為不活潑金屬為不活潑金屬, X為金，為金，Y=AuCl3，AuCl3溶于鹽酸生成溶于鹽酸生成HAuCl4得到的黃色晶體為得到的黃色晶體為HAuCl4xH2O。某不活潑金屬

16、某不活潑金屬 X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽酸得黃色溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體Z，其中其中 X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為50。在。在500mL濃度為濃度為0.10mol/L的的Y水溶液中投入鋅水溶液中投入鋅片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加片，反應(yīng)結(jié)束時(shí)固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加4.95g。X是是 ；Y是是 ；Z是是 。 *(2002)(2002)六配位（八面體）單核配合物六配位（八面體）單核配合物MA2(NO2)2呈電中性；組成分析結(jié)果：呈電中性；組成分析結(jié)果：M 21.68%, N 31.04%, C 17.74%；配體配體A含氮不含

17、氧；配體含氮不含氧；配體 (NO2)x 的兩個(gè)氮的兩個(gè)氮氧鍵不等長。氧鍵不等長。51該配合物中心原子該配合物中心原子M是什么元素？氧化態(tài)多大？給出推論過程。是什么元素？氧化態(tài)多大？給出推論過程。52畫出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖，給出推理過程。畫出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖，給出推理過程。53指出配體指出配體 (NO2)x在在“自由自由”狀態(tài)下的幾何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。狀態(tài)下的幾何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。54 除本例外，上述無機(jī)配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形回除本例外，上述無機(jī)配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形回答問題。答問題。 設(shè)：設(shè)：A中含氮原子數(shù)為中含氮原子數(shù)為y,M的相對原

18、子質(zhì)量為的相對原子質(zhì)量為MAnM : nN = 21.68/MM : 31.04/14 = 1 ：（：（2y + 2） MA = 19.56x(y+1) y1，MA = 39.1 (g/mol) ， M = K （舍去，舍去，A應(yīng)有應(yīng)有2個(gè)配位原子）個(gè)配位原子） y2，MA = 58.7 (g/mol) ，M = Ni y3 ， MA = 78.2 (g/mol), , M= Sey4 ， MA = 97.8 (g/mol), , M= Tc 由配體由配體 (NO2)x 的兩個(gè)氮氧鍵不等長，推斷配體為單齒配體，配位原子為的兩個(gè)氮氧鍵不等長，推斷配體為單齒配體，配位原子為O，故配體故配體為為NO2-，因此，因此，Ni的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為+2。 NOOMONOMMONOMNiOONONONCCNNCCNH2H2H2H2H2H2H2H2*鉻的化學(xué)豐富多采，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常出人意料。將過量鉻的化學(xué)豐富多采，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常出人意料。將過量30%30%H H2 2O O2 2加入加入( (NHNH4 4) )2 2CrOCrO