2008年清北学堂化学竞赛试卷

2008年清北学堂化学竞赛试卷1

（时间：3小时 满分：100分）

第一题

NO的生物活性已引起科学家高度重视，它与O2反应，生成A。在生理pH条件下，A的t 1/2= 1～2秒。

(1) 写出A的可能的Lewis结构式，标出形式电荷。判断它们的稳定性。

(2) A与水中的CO2迅速一对一地结合，试写出此物种可能的路易斯结构式，表示出形式电荷，判断其稳定性。

(3) 含Cu的酶可把NO2转化为NO，写出此反应方程式。

(4) 在固定器皿中，把NO压缩到100atm，发现气体压强迅速降至略小于原压强的2/3，写出反应方程式，并解释为什么最后的气体总压略小于原压的2/3。

第二题 +－－

下列几种具有NaCl结构的化合物，它们之间的阳—阴离子距离列表如下：

MgO 2.10? MgS

MnS 2.60 ? 2.59 ? MgSe MnSe 2.73 ? 2.73 ? MnO 2.24 ?

(1) 你如何解释这些数据？

2–(2) 从这些数据中，计算S离子的半径。

第三题

C60分子晶体属于NaCl型，根据C60分子晶体的晶胞图，回答下列问题：

(1) C60分别占据立方体的什么位置？

(2) 在晶胞中C60分子可以围成哪几类空隙？

(3) C60分子数与这些类型空隙数之比（最简单整数比）为多少？

(4) 当碱金属元素全部占满C60晶体中所有空隙，这类C60掺杂物才有超导性。若用金

属铯填满后，请写出该掺杂物的化学式。

(5) 室温下，C60晶体的晶胞参数a = 14.20Å(1Å = 10–8cm)，计算金属填隙前，C60分

子晶体的密度是多少？填满Cs后，该晶体的密度是多少？（Cs的相对原子质量：132.9）

第四题

锇的名称源自拉丁文，愿意“气味”，这是由于锇的粉末会被空气氧化为有恶臭的OsO4（代号A，熔点40℃、沸点130℃）。A溶于强碱转化为深红色[OsO4(OH)2]2 –离子（代号B）。向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的颜色转为淡黄色。C十分稳定，是A的等电子体，其中锇的氧化态仍为+8。红外谱图可以检出分子中某些化学键的振动吸收。红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有的振动吸收。C的含钾化合物是黄色的晶体，与高锰酸钾类质同晶。

(1) 给出C的化学式。

(2) 给出A、B、C最可能的立体结构。

第五题

化合物的种类繁多，一个重要的因素是许多化合物存在同分异构现象(isomerism)，试画出(Me2PCH2CH2PMe2)2Fe(CO)的所有可能的立体异构体。(Me = CH3)。

在结构式中Me2PCH2CH2PMe2可简化成 　P （双齿配体）

第六题

铂的配合物{Pt(CH3NH2)(NH3)[CH2(COO)2]}是一种抗癌药，药效高而毒副作用小，其合成路线如下：

(I)(II)(III)(IV) K2PtCl4???A(棕色溶液)????B(黄色晶体)????C(红棕色固体)????D(金

黄色晶体)???E(淡黄色晶体)

在( I )中加入过量KI，反应温度为70℃；( II )中加入CH3NH2，A与CH3NH2的反应摩尔比为1:2；( III )中加入HClO4和乙醇，红外光谱显示C中有两种不同振动频率的Pt?I键，而且C分子呈中心对称，经测定C的相对分子质量为B的1.88倍；在( IV )中加入适量的氨水，得到极性化合物D；在( V )中加入Ag2CO3和丙二酸，滤液经减压蒸馏得到E。在整个合成过程中铂的配位数不变，铂原子的杂化轨道类型为dsp2。

(1) 画出A、B、C、D、E的结构式

(2) 从目标产物E的化学式中并不含碘，请问：将K2PtCl4转化为A的目的何在？

(3) 合成路线的最后一步加入Ag2CO3起到什么作用？ (V)

第七题

用系统命名法命名下列不饱和烃

(1)

H3H

HH3(2)

CH2

(3)

ClCH2CH2CH3

(4)

3

3H

H

(5)

CH3

(6)

H3

CH3

(7)

CH2(8)

H3C

第八题

化合物（A），分子式为C16H16，能使Br2/CCl4及冷稀KMnO4溶液褪色。在温和条件下

催化加氢，（A）能与等物质量的氢加成。用热的KMnO4氧化时，（A）只能生成一种二元酸C6H4(COOH)2，其一硝化取代物只有一种，推测（A）的构造式。

第九题

化合物（A），分子式为C10H16O，与吐伦试剂作用生成银镜，（A）经Ni催化加氢可先后得到化合物（B），分子式为C10H20O和化合物（C），分子式为C10H22O，（A）经O3，Zn/H2O处理得到乙二醛、丙酮和化合物（D），（D）被AgNO3的氨水溶液氧化为化合物（E），分子式为C5H8O3，（E）经I2—NaOH溶液作用生成碘仿，（A）与H2SO4共热可得到对异丙基甲苯，请推测（A）的结构式，并写出各步反应。

第十题

从苯、甲苯及其它易得有机试剂合成下列化合物

CH2OH

O

(1)

NO2

(2)CH2CH3

(3)

CH

CH2OH

CH3

(4)

NO2

3

(5)

CHCH2

CH3

2008年清北学堂化学竞赛试卷1答案

第一题

(1)

(I)的稳定性大于(Ⅱ)。 N

(I)

(II)

(2)

OO

O(I)

OO

ONO(II)

N

NO(III)

ON(IV)

第(III)式最稳定。

(3) Cu+ + NO2–+ 2H+ Cu2+ + NO + H2O

(4) 若压强降到原来的2/3，则说明3 mol NO变成2 mol气态物质：

3NO NO2 + N2O，又由于2NO2N2O4，所以最后的气体总压还要略小于原

N

(I)

(II)

(III)