化学竞赛(南京)

1、2022-3-232022-3-232022-3-232022-3-232022-3-232022-3-232022-3-23v2003：芥子气，DNA双螺旋，除草剂，绿色化学，光纤通讯系统中，光信息材料钒酸钇v2002：海底金属结核，“吊白块”，酱油中的“氯丙醇”，船只的防腐，组合化学，绿色溶剂v2001：含氯洁污剂，燃料电池，纳米材料，新药麦米诺的合成，布洛芬的合成，燃料电池2022-3-232022-3-23ONOOCOONOOCOOONNNNHHHHIFFFFFNiOONONONCCNNCCNH2H2H2H2H2H2H2H2CCCCCCOOOOOOOOO2022-3-232001题 题

2、最近报道在100的低温下合成了化合物X，元素分析得出其分子式为C5H4，红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环境却有2种，而且，分子中既有CC单键，又有CC双键。温度升高将迅速分解。X的结构式是： 2000题3 1999年合成了一种新化合物，本题用X为代号。用现代物理方法测得X的相对分子质量为64；X含碳93.8%，含氢6.2%；X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在CC、CC和CC三种键，并发现其CC键比寻常的CC短。1X的分子式是_ （2分）2请画出X的可能结构。（4分） CHHCCCHHCCHHCCHCCH2022-

3、3-232022-3-23第第10题题（5分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离于化合物HC60CB11H6CL6。回答如下问题：101 以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟，后者是： 。102 上述阴离子CB11H6Cl6的结构可以跟图101的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，CB11H6Cl6离子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根轴旋转360/5的度数，不能察觉是否旋转过。请在图101右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子

4、。 2022-3-23第第4题题（10分）去年报道，在55令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一离子化合物（C），测得Xe的质量分数为31，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中有B的苯环。C是首例有机氙（IV）化合物，20以下稳定。C为强氟化剂和强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到B。41 写出 C的化学式，正负离子应分开写。答： 42 根据什么结构特征把 C归为有机氙比合物？答： 43 写出 C的合成反应方程式。答： 44 写出 C和碘的反应。答： 45 画出五氟化碘分子的立体结构：答： XeFFFFFFFFFBFFFFFFFXeFFBFFFF2022-3-23202

5、2-3-23乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A。核磁共振谱表明A分子中的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子里存在羰基，而且，A分子里的所有原子在一个平面上。A很容易与水反应重新变成乙酸。回答如下问题：1写出A的结构式。2写出A与水的反应方程式。3写出A与氢氧化钠的反应方程式。4写出A与氨的反应方程式，有机产物要用结构式表示。5写成A与乙醇的反应方程式，有机产物要用结构式表示。2022-3-232022-3-23物质的性质物质的性质物理性质：颜色物理性质：颜色极性极性磁性磁性结构与性质结构与性质化学性质：氧化还原性化学性质：氧化还原性酸碱性酸碱性水解性水解性物质结构物质结构化学

6、键：离子键化学键：离子键共价键（共价键（、）金属键金属键分子间作用力分子间作用力相关理论：价键理论（相关理论：价键理论（VB）分子轨道（分子轨道（MO）金属能带理论金属能带理论离子极化理论离子极化理论2022-3-23(2000)铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂千禧催

7、化剂”（millennium catalysts）。）。下面下面3种方法都可以合成它们：种方法都可以合成它们： l l 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。 l l 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。或烃的卤代物形成的配合物）。 l l 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。 1 合成的化合物的中文名称是合成的化合物的中文名称是_和和_。（共（共4分，各分，各2分）分） 2 为解释这类化合物为什么能代替

8、铂系金属，提出了为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或实验式）是实验式）是_和和_。（。（4分，各分，各2分分) )）2022-3-23 l l C、H 、Mo、W、O l l C、H 、Mo、W、X l l C、Mo、W、O 3种方法都可以合成它们：种方法都可以合成它们： l l

9、 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。的表面。 l l 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。 l l 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物钼的氧化物2022-3-23孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对孤电子对成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对成键电子对 2022-3-232022-3-232 3 4 56 5 4 2022-3-23OOO.4 43 3O3分子的分子的0吗？

10、吗？n=3sp2杂化杂化V型分子型分子O OO OO O2022-3-23某不活泼金属某不活泼金属 X在氯气中燃烧的产物在氯气中燃烧的产物Y溶于盐酸得黄色溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中其中 X的质量分数的质量分数为为50。在。在500mL浓度为浓度为0.10mol/L的的Y水溶液中投入锌水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。X是是 ；Y是是 ；Z是是 。 2022-3-23配合物配合物配合物的化学键理论配合物的化学键理论价键理论：（配位键、杂化、内外价键理论：（配位键、杂化、内外轨、高低

11、自旋）轨、高低自旋）晶体场理论：（静电力、强弱场、晶体场理论：（静电力、强弱场、稳定化能）稳定化能）配位场理论：（分子轨道、配位场理论：（分子轨道、键）键）配合物的构型配合物的构型直线、四边形、四面体、八面体直线、四边形、四面体、八面体键合异构、配位异构、立体异构键合异构、配位异构、立体异构反位效应反位效应配合物的稳定性配合物的稳定性配位取代平衡配位取代平衡配合物的稳定常数配合物的稳定常数软硬酸碱理论软硬酸碱理论螯合效应螯合效应2022-3-231995年（全国）：由顺式年（全国）：由顺式Pt(NH3)2Cl2合成反式合成反式Pt(NH3)2 (Met)2 2022-3-23Pt(NH3)2C

12、l2配合物的问配合物的问题题ClNH3PtClNH3ClNH3PtClNH32022-3-232022-3-232022-3-232022-3-23氧化还原氧化还原氧化剂和还原剂氧化剂和还原剂氧化剂：活泼非金属单质氧化剂：活泼非金属单质高价元素高价元素还原剂：金属单质还原剂：金属单质低价元素低价元素氧化还原性强弱氧化还原性强弱氧化还原反应氧化还原反应电极电位电极电位影响因素：电对的本质、影响因素：电对的本质、溶液的酸碱度溶液的酸碱度氧化还原反应氧化还原反应反应的电动势（根据能斯特反应的电动势（根据能斯特方程进行计算）方程进行计算）元素电位图元素电位图电势电势pH图图2022-3-23镅（镅（A

13、m）是一种用途广泛的锕系元素。是一种用途广泛的锕系元素。241Am的放射性强度是镭的的放射性强度是镭的3倍，在我国各地商场里常常可见到倍，在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪，检测人体是否缺骨密度测定仪，检测人体是否缺钙：用钙：用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的器（制作火警报警器的1片片241Am我国批发价仅我国批发价仅10元左右）。元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（E / /V）如下，图中如下，图中2.62是是Am4/Am3

14、的标准电极电势，的标准电极电势，2.07是是Am3/Am的标准电极电势，等的标准电极电势，等等。一般而言，发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电等。一般而言，发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。势大于还原剂的标准电极电势。试判断金属镅溶于过量稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理试判断金属镅溶于过量稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。由。附：附：E (H/H2)0V；E (Cl2/Cl)1.36V；E (O2/H2O)1.23V。 2022-3-232022-3-23常见的歧化反应：常见的歧化反应：2Cu+ = Cu2+Cu2MnO4

15、24H= MnO4MnO22H2OCl2+2OH= Cl+ClO+ H2O(稀稀)3Cl2+6OH=5Cl+ClO3+3H2O(浓浓)Br2+2OH= Br+ Br O+ H2O(稀、冷稀、冷)3 Br 2+6OH=5 Br+ BrO3+3H2O(浓浓)3 I 2+6OH=5I+IO3+3H2O2S2O322H= SO2S2H2ONa2SO3 = Na2SO4Na2S Hg22+ +S2= HgSHg加热2022-3-232022-3-232022-3-232022-3-23CH2CH N(CH3)3OH2022-3-23不活泼金属的离子与锌反应：不活泼金属的离子与锌反应：X n+ + n/2

16、Zn = n/2Zn 2+ + X消耗消耗Zn的质量的质量( (g)g)0.1000.50065.39n/21.63n得到得到X的质量的质量( (g)g) 0.1000.500 Mx0.05Mx反应后得到的固体质量增加反应后得到的固体质量增加( (g)g) ： 0.05Mx 1.63n 4.95设设n=1, Mx=131.6； X= Xe, Cs n=2, Mx=164.2； X=镧系镧系 n=3, Mx=196.8 ； X= Au n=4, Mx=229.4 ； X= 锕系锕系题示：题示：X为不活泼金属为不活泼金属, X为金，为金，Y=AuCl3，AuCl3溶于盐酸生成溶于盐酸生成HAuCl

17、4得到的黄色晶体为得到的黄色晶体为HAuCl4xH2O。某不活泼金属某不活泼金属 X在氯气中燃烧的产物在氯气中燃烧的产物Y溶于盐酸得黄色溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中其中 X的质量分数的质量分数为为50。在。在500mL浓度为浓度为0.10mol/L的的Y水溶液中投入锌水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。X是是 ；Y是是 ；Z是是 。 2022-3-23(2002)(2002)六配位（八面体）单核配合物六配位（八面体）单核配合物MA2(NO2)2呈电中性；组成分析结果：呈电中性；组成分

18、析结果：M 21.68%, N 31.04%, C 17.74%；配体配体A含氮不含氧；配体含氮不含氧；配体 (NO2)x 的两个氮的两个氮氧键不等长。氧键不等长。51该配合物中心原子该配合物中心原子M是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。52画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。53指出配体指出配体 (NO2)x在在“自由自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。54 除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位？用图形回除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子

19、配位？用图形回答问题。答问题。 设：设：A中含氮原子数为中含氮原子数为y,M的相对原子质量为的相对原子质量为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应有应有2个配位原子）个配位原子） y2，MA = 58.7 (g/mol) ，M = Ni y3 ， MA = 78.2 (g/mol), , M= Sey4 ， MA = 97.8 (g/mol), , M= Tc 由配体由配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长，推断配体为单齿配体，配位原子为的两个氮氧键不等长，推断配体为单齿配体，配位原子为O，故配体故配体为为NO2-，因此，因此，Ni的氧化数为的氧化数为+2。 NOOMONOMMONOMNiOONONONCCNNCCNH2H2H2H2H2H2H2H22022-3-232022-3-232022-3-232022-3-232022-3-23铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量30%30%H H2 2O O2 2加入加入( (NHNH4 4) )2 2CrOCrO