全國高中學(xué)生化學(xué)競賽(江蘇省賽區(qū))夏令營選拔賽試題

1、2010年“揚子石化”杯第24屆全國高中生化學(xué)競賽(江蘇賽區(qū))夏令營暨選拔賽試題（2010年7月22日 8:3011:30 共計3小時）題 號12345678910總分滿 分9968121012101014100得 分評卷人·競賽時間3小時。遲到超過30分鐘者不能進(jìn)入考場。開考后1小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場。·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。·允許使用非編程計算器以及直尺等文具。第1題（9分）將氟氣通入氫氧化鈉溶液中，可得到O

2、F2。OF2是一種無色、幾乎無味的劇毒氣體，主要用于氧化、氟化反應(yīng)、火箭工程助燃劑等。請回答下列問題：1-1 OF2的中文名稱是 ，OF2中O的化合價為 ，OF2中O原子的雜化軌道類型是 ，OF2分子的空間構(gòu)型為 。1-2 與H2O分子相比，OF2分子的鍵角更 （填“大”或“小”）。1-3 與H2O分子相比，OF2分子的極性更 （填“大”或“小”），原因是 。1-4 OF2在常溫下就能與干燥空氣反應(yīng)生成二氧化氮和無色氣體氟化氮，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為（已知反應(yīng)中N2和O2的物質(zhì)的量之比為4:1） 。第2題（9分）金屬鈦無毒、密度小而強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于航天材料、人造骨骼的制造等，有航天金屬和生命金

3、屬的美譽。2-1 A為+4價鈦的鹵化物，A在潮濕的空氣中因水解而冒白煙。向硝酸銀-硝酸溶液中滴加A，有白色沉淀B生成，B溶于氨水。取少量鋅粉投入A的鹽酸溶液中，可得到含TiCl3的紫色溶液C。將C溶液與適量氯化銅溶液混合有白色沉淀D生成，混合溶液褪為無色。 B的化學(xué)式為： ；B溶于氨水所得產(chǎn)物為： ；A水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為： ，理論計算可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，增加HCl濃度不足以抑制反應(yīng)的進(jìn)行，可是在濃鹽酸中，A卻幾乎不水解，原因是： ；C溶液與適量氯化銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。2-2 已知鈦的元素電勢圖（E/V）為： 則：Ti2+ （填“能”或“不能”）在水溶液中穩(wěn)定存在；Ti溶于

4、熱濃鹽酸的化學(xué)方程式為： 。第3題（6分） 具有獨特的P、N雜化結(jié)構(gòu)和突出的熱學(xué)、電學(xué)性能的環(huán)境友好的磷腈化合物是目前無鹵阻燃研究的熱點之一，尤其是HPCTP更引起人們的關(guān)注。HPCTP的合成路線如下： Pyridine、TBAC和PhOH分別為吡啶、四丁基溴化銨和苯酚。HPCTP的紅外光譜表明分子中存在PN、POC、P=N的吸收峰以及單取代苯環(huán)的特征峰；HPCTP的核磁共振譜表明分子中只有一種化學(xué)環(huán)境的磷；X射線衍射分析表明A和HPCTP分子結(jié)構(gòu)均具有很好的對稱性。3-1分別寫出化合物A、HPCTP的結(jié)構(gòu)式： A HPCTP 3-2 化合物A反應(yīng)生成HPCTP的反應(yīng)類型是 。 第4題（8分）

5、 葡萄糖是自然界分布最廣且最為重要的一種單糖，它是一種多羥基醛。葡萄糖是生物體內(nèi)新陳代謝不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)?？诜咸烟牵∣RAL GLUCOSE）一般呈粉狀，是最基本的醫(yī)藥原料，它能迅速增加人體的能量、耐力，可用作血糖過低、感冒發(fā)燒、頭暈虛脫、四肢無力及心肌炎等癥的補充液。葡萄糖含量的測定可用碘量法，某樣品測定過程如下：稱取約10.00g葡萄糖試樣于100mL燒杯中，加入少量水溶解后定量轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，定容并搖勻。用移液管吸取該試樣50.00mL于250mL碘量瓶中，準(zhǔn)確加入0.05000mol/L I2標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL（過量）。在搖動下緩緩滴加1.0mol/LNaOH溶液，直

6、至溶液變?yōu)闇\黃色。蓋上表面皿，放置約15min，使之反應(yīng)完全。用少量水沖洗表面皿和碘量瓶內(nèi)壁，然后加入8mL0.5mol/LHCl，析出的I2立即用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色。加2mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色恰好消失即為終點，消耗了Na2S2O39.96mL。M(C6H12O6)=180.24-1 寫出下列離子反應(yīng)方程式： 碘標(biāo)準(zhǔn)溶液與NaOH溶液反應(yīng)： ；葡萄糖在堿性條件下與IO反應(yīng)： ；硫代硫酸鈉與碘反應(yīng)： ；4-2 該樣品葡萄糖含量為 。第5題（12分）5-1 CaC2的晶體結(jié)構(gòu)如右圖所示，其中CC鍵長為0.119nm，圖中所給的晶胞 （填“是”或“不是

7、”）正當(dāng)晶胞。該結(jié)構(gòu)有 個對稱面。 堿金屬或堿土金屬都可以和氧原子形成具有與CaC2相同結(jié)構(gòu)的化合物如KO2、BaO2。若KO2、BaO2中OO鍵長、CaC2中CC鍵長分別為a、b、c，其相對大小為 。5-2 以CaC2為還原劑，以MgO為原料可以冶煉鎂，還原溫度為1150左 右，反應(yīng)產(chǎn)物中基本沒有CO的原因是： ；反應(yīng)需要抽真空進(jìn)行的理由是： 。5-3 工業(yè)用焦炭和生石灰在2000左右制備CaC2，原料中往往含有MgO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、S、P等雜質(zhì)，這些都不利于電石的生產(chǎn)。其中S的存在形式一般為FeS2或硫酸鹽，產(chǎn)品中S的主要存在形式是 。5-4 欲分析電石中CaC2含量，

8、可稱取mg試樣于150mL錐形瓶中，加5mL水、再加8mL硝酸（濃度c1mol/L）、45滴氫氟酸（濃度c2mol/L）、5mL高氯酸（c3mol/L），在電熱板上加熱溶解并蒸發(fā)冒白煙至試液體積約為23mL，取下稍冷卻加15mL鹽酸（濃度c4mol/L）使鹽類溶解后，移入250mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。準(zhǔn)確移取25mL試液于500mL錐形瓶中，加100mL水、5mL硫酸鎂溶液，搖勻，加鈣指示劑少許，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（溶度cmol/L）滴定至紫紅色變藍(lán)色為終點，用去VmLEDTA（已知EDTA與Ca2+反應(yīng)時物質(zhì)的量之比為1:1） （1）寫出CaC2百分含量的表達(dá)式（注：表達(dá)式中只允

9、許有一個具體的數(shù)值）： （2）為什么要先加5mL水？否則將會發(fā)生什么結(jié)果？第6題（10分） ZnSe是一種光電性能優(yōu)異的-族半導(dǎo)體材料，人們開發(fā)出了多種制備ZnSe納米粒子的方法。某研究小組用如下方法制備了ZnSe納米粒子：將1 mmol的Zn(NO3)2·6H2O溶于水中形成無色溶液，往該溶液中加入1 mmolSeO2，超聲完全溶解后形成無色澄清溶液；再加入過量的水合肼（N2H4·H2O），超聲幾分鐘后將溶液轉(zhuǎn)移到內(nèi)襯聚四氟乙烯套的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，將高壓反應(yīng)釜擰緊密封后放在160的恒溫干燥箱中保溫12小時（已知肼有強(qiáng)還原性，Se在堿性條件下可以發(fā)生歧化反應(yīng)）；反應(yīng)結(jié)束

10、后自然冷卻至室溫，得到淡黃色沉淀，將產(chǎn)物用蒸餾水和無水乙醇洗滌數(shù)次，干燥后得到產(chǎn)物。將產(chǎn)物用X射線粉末衍射儀（XRD）和X射線能譜儀進(jìn)行物相和成分分析，發(fā)現(xiàn)其ZnSe和Se的原子個數(shù)比接近1:1。6-1 寫出過程中的化學(xué)方程式：6-2 寫出中的離子方程式：6-3 產(chǎn)物樣品的紅外光譜分析結(jié)果如圖1所示，該譜圖反映出產(chǎn)物有明顯的NH、NN吸收峰。這是因為產(chǎn)物中可能含有： 。6-4 產(chǎn)物樣品的熱重（重量溫度關(guān)系圖）分析結(jié)果如圖2所示，根據(jù)圖1和圖2提供的信息，推測產(chǎn)物的化學(xué)式可能為： 。第7題（12分） 癌癥是威脅人類健康的主要疾病之一。腫瘤的發(fā)病涉及到多種因素多個步驟的病理過程。研究表明，腫瘤的發(fā)

11、生與核小體核心蛋白N端的賴氨酸殘基的乙?；腿ヒ阴；氖Ш庥兄芮械年P(guān)系。組蛋白去乙酰化酶（histone deacetylases，HDACs）抑制劑通過調(diào)節(jié)組蛋白N端的賴氨酸殘基的乙?；腿ヒ阴；?，激活抑癌基因，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，因此是近幾年來抗腫瘤藥物的研究熱點之一。下面是一種HDAC抑制劑（F）的合成路線，請根據(jù)該路線回答問題：7-1 寫出A、B、D、E的結(jié)構(gòu)式：A B D E 7-2 F與Zn2+配位是其發(fā)揮作用的前提之一。F中哪個部位最易與Zn2+配位？為什么？7-3 以3-（2-異丁基-4-羥基）苯基丙酸為原料，也可以合成一種HDAC，該原料可能的立體異構(gòu)體

12、有 種。第8題（10分）卡巴拉丁（合成路線中化合物G）是老年人認(rèn)知障礙的重要治療藥物。國外臨床試驗證明該藥物對改善癡呆患者的認(rèn)知癥狀及日?；顒幽芰哂幸欢ǖ淖饔?，且副作用少。它的合成方法如下：請回答下列問題：8-1 由A到B的試劑和反應(yīng)類型是：8-2 由B到C的試劑為： 。8-3 H的結(jié)構(gòu)簡式為： 。8-4 如何由E獲得F？8-5 用系統(tǒng)命名法命名F： 。第9題（10分）替米呱隆（Timiperone）是一種抗精神病藥，主要用于治療精神分裂癥。其合成路線如下：9-1 寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)式： A B C 9-2 將A轉(zhuǎn)化為B的目的是：9-3 4氨基吡啶與B的反應(yīng)中是環(huán)上的N而不是氨基N參加了反

13、應(yīng)，原因是： 。第10題（14分） 隨著哥本哈根氣候大會的結(jié)束，氣候全球變暖牽動全球，“低碳生活”漸進(jìn)人心。世界各國也紛紛將發(fā)展解決化石能源危機(jī)和緩解環(huán)境污染問題的綠色能源作為21世紀(jì)的國家戰(zhàn)略之一。氫能是最為理想的能源之一，氫能的發(fā)展最關(guān)鍵的技術(shù)難題是氫的儲存。在儲氫材料研究領(lǐng)域，新加坡國立大學(xué)Ping Chen等人的研究成果成為一個重要的里程碑，他們在Nature上撰文，宣布Li3N可以作為一種新型無機(jī)貯氫材料，并指出Li3N的吸氫反應(yīng)過程按如下兩步進(jìn)行： 在這兩步反應(yīng)中，四種固體化合物之間的轉(zhuǎn)化也伴隨四種不同的晶體結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)化。10-1 LiH屬于立方晶系，晶胞參數(shù)a=4.075

14、7;。晶體中H原子作Al堆積，A、B、C表示H的堆積層，a、b、c表示Li的堆積層，那么LiH沿正當(dāng)晶胞體對角線方向的堆積周期是|AcBaCb|。則：LiH的晶胞類型是 ；請畫出LiH正當(dāng)晶胞沿著體對角線方向的投影（用實線圓圈“”表示H的投影、用虛線圓圈“ ”表示Li的投影，如投影重合則用“ ”表示，每種原子不少于7個）10-2 Li2NH是吸氫反應(yīng)過程中的關(guān)鍵產(chǎn)物，確定Li2NH晶體中各原子的存在狀態(tài)是揭示其儲氫機(jī)理和對該類材料進(jìn)行改進(jìn)的關(guān)鍵。實驗已經(jīng)確定Li以正離子Li+形式存在。然而，由于目前實驗手段的限制，H的位置很難準(zhǔn)確確定，因而Li2NH的結(jié)構(gòu)目前還存在爭議?，F(xiàn)在普遍認(rèn)可的是日本學(xué)者Noritake等利用同步加速器X射線衍射方法測得的結(jié)構(gòu)：Li2NH屬于立方晶系，晶胞參數(shù)a=5.074 Å；N和H的原子坐標(biāo)：N（0.00，0.00，0.00）H（0.11，0.11，0.00）。已知H和N的共價半徑分別為0.37 Å和0.74 Å，試通過計算說明Li2NH中N 和H的存在狀態(tài)。10-3 若Li2NH晶體中Li填充在四面體空隙中，并采取