第6届百度化学吧竞赛试题

第六届化学竞赛吧吧赛试题

把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。

·试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。

·姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ·允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1题（10分）

1-1 用KMnO 4做滴定剂滴定草酸，写出反应方程式。

1-2 B 12H 122-是具有封闭笼型结构的硼烷，可由NaBH 4和B 5H 9反应制备。写出制备反应方程式。

1-3 在铝和三氯化铝存在下，由H 2直接氢化B 2O 3，可以制备乙硼烷。写出制备反应方程式。 1-4 用四氢呋喃做溶剂，用Li 还原Mn 2(CO)10，写出反应方程式。

1-5 某有机化学中的常用氯代试剂具有角锥形结构，可用SO 2和PCl 5反应可以制备，写出制备反应方程式。 第2题（7分）

合成并测定正丁基锂的产率是一个经典的有机化学实验，步骤如下。在氮气保护下以2.14g 金属锂和17.20g 正丁基溴在保持-10℃以下乙醚中反应制备正丁基锂，将反应后溶液以乙醚稀释至100.0mL ，并以该溶液作如下测定：移取该溶液 5.00mL ，加入到10mL 水中，用0.273mol/L 盐酸标准溶液滴定至酚酞褪色终点，消耗20.4mL 。另外移取该溶液5.00mL ，加入到1mL 氯化苄（经P 2O 5干燥后减压蒸馏）和10mL 乙醚的溶液中，此时放热并导致乙醚沸腾。放置1min 后加入10mL 水，以上述盐酸溶液滴定至酚酞褪色终点，消耗1.0mL 。 2-1 如果反应温度过高，则有一种副产物显著增多，请问是哪种副产物？

2-2 除了上述副产物外，由于体系不可能完全无水无氧，还会发生其他副反应，写出两种主要副产物。

2-3 在滴定过程中，特别是观察到指示剂变色后，为何需要剧烈振摇锥形瓶？ 2-4 由实验数据，计算丁基锂的产率。 第3题（11分）

DNA 分子是一类重要的生物大分子，两条链依靠碱基之间的“互补配对”作用，形成氢键，

1.008

Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd

In Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H

Li Be

B C N O F Na Mg

Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba

Ra

Y La Lu -6.9419.01222.9924.31

39.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210]126.979.9035.454.003

20.18

39.9583.80

131.3

[222]

He Ne Ar Kr

Xe Rn 相对原子质量

Rf Db Sg Bh Hs Mt

进而形成反向平行双螺旋结构。下面给出了四种碱基的结构式：

3-1 根据高中生物知识，写出碱基互补配对原则。

3-2 在两种配对中，碱基都是依靠氢键相互作用识别的，一种配对模式中，两个碱基之间形成了2对氢键；另一种配对模式中，两个碱基之间形成了3对氢键。请画出这两种氢键形成方式。提示：在DNA中碱基互补配对时，并没有发生互变异构。

3-3在胞嘧啶C中，3个N原子碱性强弱排序。请在结构式中自行为N原子编号。

3-4在DNA分子中，碱基要通过一个N 原子连接到戊糖骨架上，请在C、A、G、T的结构式中分别圈出连接糖环的N原子。

3-5两个单链DNA在形成双螺旋结构时，它们之间除了碱基的氢键外，还有哪些作用力？第4题（11分）

铜酸镧晶体可以看做是钙钛矿的衍生结构，属于四方晶系，为体心点阵形式，并且具有对称中心，晶胞参数a = b = 0.381 nm，c = 1.324 nm，铜原子占据八面体空隙。晶体结构如下图：

图2 小红球代表的是La原子

4-1 写出铜酸镧的化学式。

4-2该化合物可以看做是层形结构，通过CuO6八面体连接成层，试画出一层CuO6多面体及其相邻的两层La原子沿c轴的投影图，其中，配位多面体的表示方法与图2相同。

4-3若Cu原子位于晶胞顶点，其中一个O原子的坐标为：(0,0,0.15)，一个La原子的坐标为(0,0,0.34)，写出一个正当晶胞中其余所有原子的分数坐标。

4-4 计算铜酸镧晶体的密度。

第5题（6分）

5-1 活性分子BF可以与2-丁炔反应，生成中性分子A，A中有一个六元环，具有对称中心，且A能够得电子生成稳定的双负离子，试画出分子A的结构。

5-2 画出A2-中的大π键，需明确标出其共轭部分，并解释为何其双负离子是稳定的。

5-3 分子A可以与Ni(CO)4发生配体取代反应，生成一个4配位的单核配合物X，X中含有羰基配体。试画出X的结构。

第6题（10分）

称取0.100 g钼的羰基化合物Mo(CO)6在圆底烧瓶中，加入2.0 mL的均三甲苯，加热反应，经过分离可以得到一种黄色固体粉末A，已知在A中含有羰基配体。

6-1 试写出生成A的反应方程式。指出其反应类型。

6-2 写出A分子除了反轴（映轴）以外的全部对称元素，并用画图或者文字说明指出各对称元素的位置。

6-3 试计算说明A是否满足EAN规则。计算公式中，需要分开计算各个配体的贡献，并配上文字说明（如a+b+c，需说明a,b,c代表的意思）。

6-4 在反应过程中，发现烧瓶颈部和上部逐渐变黑，并且有金属光泽。写出方程式解释原因。6-5 国家标准规定空气中的CO浓度不得超过30mg/m3，试假设在一间长宽为10.0米，高度为4.0米的实验室内，有12名学生同时进行该实验，实验规模和题干相同，试估算空气中CO浓度是否超标（不考虑空气流通和实验室里开通风橱的情况）。假设室温为15℃，气压为101.3kPa。

第7题（11分）

2011年，Science杂志报道了Jeremiah J.及其同事发现的如下反应：

7-1 写出生成配合物1的总化学反应方程式。

7-2 写出配合物1和2中Fe的氧化数。已知与Fe配位的C原子上没有H。

7-3 假设化合物2中配离子的配位环境近似为四面体场，且存在一个未成对电子，写出或画出化合物2的电子构型，并估算其磁矩。

7-4 化合物2可以结晶为紫色晶体，XRD表明，B-Fe-N键角近似为180°，3根Fe-C键长近似相等，Fe-N键长为1.506 A，Fe-B距离为2.949 A。请分析有机硼配体中硼原子在这里有什么作用。

7-5 化合物2在无水无氧条件下比较稳定，空气中会降解，在25℃半衰期为4h。假设分解反应为一级反应，试求反应的速率常数，并计算分解99%大概需要几个小时。

7-6 紫外-可见吸收光谱数据表明，化合物1在563nm处有一个吸收峰，摩尔消光系数为1400 mol-1·L-1·cm-1。化合物2在452 nm处有一个吸收峰，摩尔消光系数为1500 mol-1·L-1·cm-1。请推测化合物2紫色产生的跃迁机制。

第8题（6分）

金属A溶于酸B得到绿色溶液C，加入碱后得到沉淀D，D能和Br2在NaOH得到强氧化性物质E。E能氧化B得到黄绿色气体F。鉴别C离子的方法是用C和G反应得到鲜红色沉淀J，G可以通过H和I缩合脱水制取。

8-1给出A~J的化学式。

8-2写出E氧化B的化学反应方程式。

第9题（10分）

卡宾是一种重要的有机合成中间体，右图表示了单线态卡宾和三

线态卡宾碳原子上的电子排布。

单线态三线态