化学奥林匹克夏令营试题.docx

1、化学奥林匹克夏令营试题化学奥林匹克夏令营试题（二）姓名 学校 一、无机橡胶是一类橡胶状的弹性体，磷腈聚合物为典型的代表，它由五氯化磷和氯化铵在四氯乙烯溶剂中反应制得，经减压蒸馏可将聚合度为34得分子分离出来，将三聚产物在真空管加热至300左右，则开环聚合成具有链状结构的氯代磷腈高聚物，其分子量大于2000，它是无色透明不溶于任何有机溶剂的橡胶状弹性体。无机橡胶在潮湿空气中弹性会降低，改性无机橡胶具有优良的耐水性、耐热性、抗燃烧性及低温弹性好等优良的特性。试写出：1生成聚磷腈的化学反应方程式。2写出聚磷腈的基本结构单元及三聚磷腈的结构式。3三聚磷腈加热聚合的化学方程式。4无机橡胶在潮湿的空气中弹

2、性降低的原因是什么。5采用什么样的方法才能有效的防止其遇潮弹性降低。6试说出改性无机橡胶的两个用途。二、氰氨化钙（CaCN2）是一种多用途的有机肥料，它很容易用廉价的普通化学品如CaCO3来生产，CaCO3热分解产生白色固体XA和无色气体XB，后者不支持燃烧。用碳还原XA生产灰色固体XC和气体XD，XC和XD能进一步氧化，XC与氮反应，最终生成CaCN2。7如何合成氰氨化钙，完成下列反应：（1）CaCO3 XAXB ( )（2）XA3C XCXD ( )（3）XCN2 CaCN2C ( )8CaCN2水解产生什么气体，写出水解反应方程式9在固体化学中，CN22离子呈现异构化，两种异构离子的酸都

3、是已知的（至少在气态），画出这两种异构化酸的结构式，指出异构化平衡更倾向哪一侧。三、H2O2是一种强氧化剂，在去年战胜非典的过程中它是生产消毒剂过氧乙酸的重要原料,.工业上大多采用电解方法生产H2O2，首先电解(NH4)2SO4H2SO4溶液，在电解产物中加入KHSO4，再将沉淀产物在酸性溶液中水解，便得到H2O2的溶液，经蒸馏得到35的H2O2溶液。近年国际上生产H2O2普遍用蒽醌法， Pd催化下用氢气将2-乙基蒽醌（ORO）氢化为2-乙基氢蒽醌（HOROH）， 再与空气中的O2反应，此时游离态的O2被还原为O22，同时2-乙基氢蒽醌又被氧化成2-乙基蒽醌，重新用于生产，过程可表示如下：(注

4、：过二硫酸铵难溶于水)回答下列问题10出电解时两极的电极反应及总的电池反应11写出加入KHSO4的作用及加入KHSO4前的电解产物的分子式12写出加入KHSO4后两步的化学反应方程式。13蒽醌法的原子利用率14写出蒽醌法的三个优点四、配合物A是临床批准使用的抗癌配合物之一，它有某些不同于顺铂和碳铂的特性，它是由四氯合铂酸钾与B的光学异构体作用，然后与草酸铵反应制得，B在其同分异构体中是最稳定得环状化合物，它的两个官能团处于相邻的位置；A的元素分析实测值为：C：24.64，H：3.51，N：7.05，Pt：49.30，（原子量：C 12.00 H 1.01 N14.01 O 16.00 Pt 1

5、95.08）15写出Pt（II）离子的电子结构，说明配合物A有无磁性。16写出B的平面结构式并命名17写出配合物A的分子式及结构式五、18最精确的写出2-丁炔HCl及甲苯2HCl的结构式（提示：注意分子内的作用力）19比较下面的等电子系列的熔点，说明H3NBH3熔点高的原因并图示之。 H3CCH3 H3CF H3NBH3 180 141 10420图示出分子间及分子间的氢键21谷胱甘肽（GSH）其结构为：画出其中所有氨基酸的结构，用*标示出手性中心。并指出GSH有几种同分异构体。（提示：肽是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合而成的）六、已知铜的原子半径为128.0pm，单晶铜属面心立方

6、晶胞。以单晶铜为阴极电沉积锌时，由于欠电势沉积效应，在未达到锌的析出电势时，金属锌就可以在铜上析出，但此时析出的锌仅能在铜表面上形成单原子层，且具有单晶铜完全相同的原子排列。已知铜、锌的原子量分别为63.55和65.38。22确定每个铜晶胞中所含的铜原子的个数，标出各铜原子坐标23确定晶胞中空隙的种类和数量24计算铜单晶的晶体密度和空间占有率25计算在表面积为1cm2铜单晶（100）面上形成一整层欠电势沉积锌时所消耗的电量。七、近年来，在超临界CO2（临界温度Tc304.3K；临界压力Pc72.8105Pa）中的反应引起广泛关注。该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿

7、色溶剂，该溶剂早已用于萃取咖啡因。然而，利用超临界CO2的缺点之一是CO2必须压缩，26计算将CO2从1bar压缩到50bar所需的能量，其最终体积为50ml，温度为298K，设为理想气体。27实际气体用如下方程描述（近似的）：p+a(n/V)2(Vnb)=nRT 对于CO2：a3.59105Padm6mol2 b0.0427dm3mol1分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220gdm3，330 gdm3，440 gdm3所需的压力。28超临界流体的性质，如二氧化碳的溶解能力和反应物的扩散性与液体的密度关系密切，上问的计算表明，在哪一区域近临界点还是在较高压力或温度下更容易调制流体

8、的密度？29在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺，反应在催化选择性效率为95的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。（a）写出主要反应过程的配平的反应式。（b）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？30在另一超流体工艺合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂又可作为反应物替代光气或一氧化碳。（a）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的化学反应方程式，如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？（b）用适当的催化剂可用吗啉和二氧化碳合成甲酰基吗啉。该反应还需添加什么反应物？写出反应式；若用一氧化碳替代，反应式如何？31用绿色化学的观念给出用二氧化碳代替一氧化碳

9、和光气的两个理由。与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）注：吗啉的分子式为C4H9NO；结构式为： 八在一次呼吸测醉分析中，取50 cm3人的呼吸样品鼓泡通过重铬酸盐溶液。由于乙醇的还原作用产生了3.3010-6mol的，反应为： 重铬酸盐的消耗可用分光光度法测定，法律上规定血液中的乙醇含量超过0050(质量百分数)便算酒醉，请确定此人是否是法定的酒醉。已知在36.9时，含有0.45乙醇的血液上面的乙醇的分压为1.00104Pa。设乙醇在血液中的溶解服从亨利定律。（九十两题任选一题）九从茴香籽中按下列程序分离纯化，得到未知物X：测定

10、表明：X只含C、H、O三种元素，相对分子量为150，含碳量为72.00%，含H量为6.67%。X为无色油状液体，不溶于水、稀碱和稀酸，但微溶于浓硫酸，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。化学实验显示：X可被浓氢碘酸分解，分解产物Y可溶于稀碱；X和Y都可能羟胺反应生成白色沉淀，但不能发生银镜反应。（1）请把未知物X的可能的结构和系统名称填入下表：(2)选择X的一种可能的结构，写出其题目中“化学实验”涉及的所有反应式。十、麻黄素是从药材麻黄中提取的一种低熔点（38C）生物碱，比旋光度为-6.8(乙醇为溶剂)，在实验式可以按下列路线合成合成它的外消旋体：(1)把麻黄素及AF的结构式填入下表：(2)以*

11、标出麻黄素分子中的手性碳。(3)写出麻黄素所有的立体异构体的费歇尔投影式，并系统命名。2004年化学奥林匹克夏令营试题（二）答案一、 1 nPCl5nNH4Cl (Cl2PN)n4nHCl2 3 4 无机橡胶中PCl键易水解5 采用有机基团（比如烷氧基等）取代P上的Cl以消除对水的不稳定性。6 低温弹性材料，阻燃，防火材料，生物医学材料等二、 1 （1） CaCO3CaOCO2（2） CaO3CCaC2CO（3） CaC2N2CaCN2C2 CaCN23H2OCaCO32NH33 三、 1 阴 极：2H2eH2阳 极：2SO422e2NH42NH4S2O82总反应：2NH42HSO42NH4S

12、2O82H2或 ：2SO422HS2O82H22 生成难溶的K2S2O8 ， (NH4)2S2O83 (NH4)2S2O82KHSO4K2S2O82NH4HSO4K2S2O82H2O 2KHSO4H2O24 1005 原子利用率高，环境友好，工艺简单可行等四、 1 5d8 无磁性2 顺-1,2-二氨基环己烷 反-1,2-二氨基环己烷3 Pt(C6H14N2)(COO)2 / PtC8H14N2O4五、 1 H3NBH3H3NBH3形成氢键2 3 GSH 共有6个同分异构体六、 1 铜原子个数为864 其坐标为（0,0,0）（, ,0）（,0,）（0, ,）2 八面体空隙，4个；四面体空隙 8个

13、3 铜晶胞德摩尔质量为4mol63.55g/mol254.2g晶胞边长：a2rCu362.0pm晶胞mol体积a328.57cm3d8.897g/cm31mol晶胞中Cu原子体积为：r3NA421.15cm3空间占有率10074.034 铜单晶（100）面的面积为：(362.01010)21.3101015cm21cm2的面积有7.631014个（100）面每个（100）面有412个原子总共原子数为7.63101421.5261015（个） Zn与Cu的半径和体积可以认为近似相等，所以电量Q1.526101521.61019C4.88104C七、 1 wnRTln（P1/P2）nPV/（RT）

14、0.10molw0.10mol8.314JK1mol1298.Kln（1/50）969J2 摩尔体积VmM1 等式Pa(nV-1)2(V-nb)nRT变换为PaVm2(Vmb)RT，将Vm、T代入上式，得P83.5105Pa，同理可得其它压力值(gdm-3)Vm(dm3mol1)T(K)P(105Pa)2200.20030571.53300.13330577.94400.10030583.52200.20035095.23300.133350119.34400.100350148.83 在近临界点，通过适当调节压力更容易调制流体的密度4 A C6H5CH2OHO2C6H5CHOH2OB C6H

15、5CHOO2C6H5COOHC6H5COOHC6H5CH2OHH2OC6H5COOCH2C6H55 （a）CH3OHCO2CH3OCOOCH3H2OCH3OHCOCl2CH3OCOOCH32HCl（b）C4H8ONHCO2Red C4H8ONRedO还需要还原剂，如H2等C4H8ONHCO2H2C4H8ONCHOH2OC4H8ONHCOC4H8ONCHO6 （a）使用CO2与CO和光气相比，无毒、安全，CO2既是溶剂又是反应物，等等（b）使用CO2与CO和光气相比能找到的催化剂及参加的反应更少。八、解：根据反应方程式50 cm3呼气样品中含有乙醇物质的量为 血液上方乙醇的分压为 根据亨利定律： 或 则 当时血液中乙醇的浓度为 所以属于醉酒。九、(1)(2) 十、1、2、手性碳1分，异构体数目1分，共2分，3、每个投影式1分，每个名称0.5分，共6分：