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2008年清北学堂化学竞赛试卷2


2008 年清北学堂化学竞赛试卷 2
(时间:3 小时 满分:100 分)

H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226]

B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

第一题 PHF3+可以画出多种共振结构式 (1) 试画出 PHF3+离子所有可能的 Lewis 结构式(包括共振结构式),标出形式电荷。 (2) 估算 PHF3+中 P-F 键的键级。 (3) 用近代价键理论说明 PHF3+的成键情况。

第二题 一个 Ca 和 C 的二元化合物具有四方晶胞: = b = 3.87?, = 6.37?, = β = γ = 90?) a c (α , 晶胞图如右图,图中钙原子用较大的黑圆圈表示(●) ,碳原 子用空心圆圈表示(○) 。在位于原点的钙原子上面的碳原子 的坐标为为 x = 0,y = 0,z = 0.406。 (1? = 10 –8cm) (1) 导出这个化合物的化学式为 , (2) 一 个 晶 胞 中 所 含 的 化 学 式 单 位 的 数 目 为 , (3) C2 基团中 C—C 键长为 ?, (4) 最短的 Ca—C 距离为 ?, (5) 两个最短的非键 C????????C 间距离为 、 ?, (6) 这一结构与 型离子化合物的结构密切相关。

第三题 金属单晶的结构可用等径圆球的密堆积模拟。常见的最紧密堆积型式有立方最密堆积和六 方密堆积。 (1) 立方最密堆积的晶胞如图一。请用“X”和“Δ”分别标出其中的正四面体空隙和 正八面体空隙的中心位置, 计算晶体中球数、 四面体空隙数和八面体空隙数之比, 并计算此种堆积的空间利用率。

(2) 六方密堆积如图二所示。请用“X”和“Δ”分别标出其中的正四面体空隙和正八 面体空隙的中心位置,计算此晶体中球数、四面体空隙数和八面体空隙数之比, 并计算此种堆积的空间利用率。 (3) 已知离子半径的数据:rTi3+ = 77pm,rCl– = 181pm;在 β-TiCl3 晶体中,取 Cl–六方 密堆积的排列,Ti3+则是填隙离子,请回答:Ti3+离子应填入由 Cl–离子围成的哪 种多面体空隙?它占据该种空隙的百分数为多少(写出推算过程)?它填入空隙 的可能方式有几种?

第四题 四氨合铜(II)离子在微酸性条件下,与二氧化硫反应生成一种沉淀物(A),该沉淀物中 Cu:N:S(原子个数比)=1:1:1,结构分析证实:存在一种正四面体和一种三角锥型的分 子或离子,呈逆磁性。该沉淀物与硫酸混合,受热分解成纳米粒子 B、溶液 C 和气体 D。 (1) 试推断出沉淀物(A)的化学式 (2) 写出生成(A)的离子方程式 (3) 写出 A 与硫酸反应的方程式 (4) 按(3)的操作,B 的最大理论产率为多少? (5) 若在密闭容器中完成(3)操作,B 的最大理论产率为多少?

第五题 RuCl2(H2O)4+有两种异构体:A 和 B;RuCl3(H2O)3 也有两种异构体:C 和 D。C 和 D 分别按下式水解,均生成 A: C 或 D + H2O === A + Cl– 写出 A、B、C、D、的结构并说明 C 或 D 水解产物均为 A 的原因。

第六题 试画出二氯二氨合铂(II)的几何异构体。 如果用 1,2—二氨基环丁烯二酮代替两个 NH3, 与铂配位,生成什么结构的化合物?有无顺反异构体?若把 1,2—二氨基环丁烯二酮 上的双键加氢,然后再代替两个 NH3 与铂配位,生成什么化合物?(画出所有可能的 结构式)

第七题 将下列醛酮用系统命名法命名 (1)
CH3 CH OH COCH3

(2)

CH3

CH Br

CH2CH2CH2CHO

H3C

C

C

CH3 C O
H

C6H5
C CH

C

C

CH3 C O CH2CH3

(3)

H

(4)

CH3

C

CH2CHO

(5)

(CH3)2CH

CH2COCH2CH2OH

(6)
H CH2CHO

(7)

O

第八题 化合物(A) ,分子式为 C5H10O,不溶于水,与溴的四氯化碳溶液和金属钠都没有反应,与 稀盐酸或稀氢氧化钠溶液反应,得到同一化合物(B) ,分子式为 C5H12O2, (B)与等物质量 的 HIO4 水溶液反应得到 HCHO 和化合物(C) ,分子式为 C4H8O, (C)可发生碘仿反应, 请推测(A)(B)(C)构造式。 、 、

第九题 蜂王浆可按如下方法合成: (A) 7H12O 用 CH3MgI 处理后水解生成醇 酮 C (B) 8H16O, C (B)经脱水成为烯烃(C)C8H14, (C)臭氧化然后还原水解得化合物(D)C8H14O2。 (D)与丙二酸二乙酯在碱中反应得到一个产物,此产物经热酸水解得到蜂王浆(E) C10H16O3, (E)经催化氢化得到酮酸(F)C10H13O3, (F)与碘在 NaOH 中反应后酸 化得到碘仿与壬二酸,请写出(A)~(F)的结构。

第十题 以甲苯及必要的试剂合成下列化合物
CH3 (1) CH2 C OH
COCH2CH3 (3) NO2 (4) NO2 CH CH CHO

CH(CH3)2 CH3 H3C (2)


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