2023年第37届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题及答案

第37届中国化学奥林匹克(初赛)试题提示：1)凡题目中要求书写反应方程式，须配平且系数为最简整数比。2)可能用到的常数：法拉第常数F=9.6485×10'Cmol'阿伏伽德罗常数N、=6.0221×10²mol¹玻尔兹曼常数kn=R/NA第2题(12分，占6%)复盐的组成K11.5g,混匀并放置(反应2),用0.02864molL-INa₂mL第3题(13分，占8%)海水中锂的提取电源2电源210.1M电极2第4题(14分，占7%)Pt的多核配合物向H₂Pt(OH)。水溶液中加入足量的Na₂S₂O₁溶pH第5题(32分，占15%)简单的分子复杂的反应5-3-2写出反应4和5的离子方程式。第6题(26分，占13%)层状金属碳化物和MXene材料6-2-4将TiAl,C₂在HF溶液中超声处理，可选择性去除其中的Al层，得到二维结构的MXenc片层Ti;Cx(反应I),TiC、进一步步与F-反应，形成F-MXenc(反应2)。写出反应1和2的化学方程式。Se的Se-MXene(反应4).写出反应3和4的化学方程6-2-6对于6-2-4中用HF水溶液处理得到的F-MXenc,能否发生与6-2-5中反应4类似的反应?简述原第8题有机化合物基本概念和反应(27分，占10%)下来与胺反应形成酰胺)。8-7-10S.8第9题有机合成的选择性(29分，占12%)9-2烯基环氧化合物(烯基与环氧直接相连)是重要的合成前体。如下由消旋底物C为原料制备烯基环氧化合物E的路线具有很好的非对映选择性(非对映选择性过量值>10:1)。随后，E可以在乙酸的作用下转化为内酯9-2-1画出产物D的立体结构式，并判断哪些属于主要产物(在你所画的结构式上陶出即可)。9-2-2由D到E的转化过程属于哪类重排反应类型?9-2-3画出关键中间体F的立体结构式，并判断产物G1中三个手性中心的绝对构型。9-3烯基环氧化合物H在Lewis酸(LA)催化下经中间体I和J转化为产物；但不同的Lewis酸会形成不同的产物，如LA为BF₃·Et₂O时主要产物为K:而TMSOTf催化下则为oNTs9-3-1依据以上信息，画出关键中间体I和J及产物K和L的立体结构式(分离后没有得到六元环并六元环的产物，K含氧杂氮杂五元环L含六元环并七元环)。第10题多组分反应(27分，占13%)利用阴离子传递(ARC)的多组分反应可以高效构筑复杂分子的骨架体系。STUV第1题(14分，占7%)镓的化合物第2题(12分，占6%)复盐的组成醇溶液和一满稀NaOH溶液，再加2mL0.5%淀粉溶液，用0.1036mol·L'AgNO₃溶液滴定(反应1)至出现粉红色，消耗19.52mL:Cu²分析：移取25.00mL溶液，加入1mol·L'H₂SO₄溶液5mL,再加固体KI1.5g,混匀井放置(反应2),用0.02864mol·L¹Na₂S₂O₃溶液滴定(反应3),至棕色较浅时加入2mL0.5%淀粉溶液，继续滴至蓝紫色恰好消失，消耗17.65mL。2-1写出反应1～3的方程式。2-1反应I:Ag⁻+CI→AgCl(2分)2-2通过计算确定A中x和y的值。(NH₄CI式量53.49,CuCl₂式量134.5)则在1.046gA中：n(cr)=n(Ag')=0.1036×19.52×1moln(Cu²)=n(S,O₃²)=0.02864×17.65×1mol认为有1个Cu,则x=(4-2)/1=2(1分)则M=1.046/5.055×10³=206.9(1分)含量的5000倍以上，但海水中锂的质量浓度仅为0.1～0.2ppm,从海水提取锂首先需要对低浓度的Li*进行3-1以Li₂CO₃和MnO₂为原料，充分混合后在720℃下煅烧3h,冷至室温后即可得到复合氧化物LiMn₂LMOmolHCILMOLiHMOHMO化态有所升高，写出副反应对应的化学方程式HMO由于富集有效成分减少，这一副反应会使得再生后的HMO的锂富集性能降低(1分)2)关闭电源1和海水通道，启动电源2,同时向电极2上通入空气，使LisMn₂O,中的Li'脱出进入腔室2。腔室1测水腔室2LiOH1电极23-2-1为衡量MnO₂对Li¹的富集效果，将0.50M的LiCI溶液通入MnO2(4.8mg)所在腔室，启动电源1,3-2-2写出上述过程中发生腔室2中阴极和阳极上的电极反应。向H₂Pt(OH)₆水溶液中加入足量的Na₂S₂O₃溶液，调整pH至114,在高压水热釜中150℃反应17h,得若P¹价态为+4,此时z=2x+2y-12(1分)5-2-1则22.99×(2x+2y-12)+3×195.1+32.07x+80.07y=1根据题干信息，Pt应为八面体的6配位且化学环境均相同，此时无合理结构(1分)故考虑P1被还原至价态为+2,此时z=2x+2y-6(1分)得到多种产物。最简单的一种就是产物中出现两种单质(反应1),而反应过程出现笑气也是绕不开的步骤(反应2),条件适当的时候，还会产生硫化铵(反应3)。写出反应1～3的方程式。计算298K下HSSNO的酸解离常数Ka。应于双核络离子B的生成(反应4)。分别取A和B的溶液，在惰性气体保护下，加入被NO饱和的磷酸RuEDTAOHHSEDTARuSSRuE(EDTARuSSRuEDTANORuEDTANOS(各2分，轨道图1分，填电子1分)(反应1),TisCz进一步与F反应，形成F-MXene(反应2)。写出反应1和2的化学方程式。反应2:Ti3C2+2HF=Ti3C2F2+H2(2分)反应18h,可以得到端基为Sc的Sc-MXcnc(反应4)。写出反应反应4:Ti₃C₂Cl₂+Li,Se=Ti,C₂Se+2LiCl(2分)6-2-6不能(1分)第7题(20分，占10%)生命过程中的物质0磷期分子，角)确面双分子层，期体自由通过(2分)2.81×10-13d=1.3807×10²J-K¹×(273.15+20.0)K/(3π×2.70×10¹⁵J-m¹)=1.5nm蛋白质二聚时，会释放出与其结合的水分子，从而导致熵增(1分)对题自8-1至8-5所提问题进行判断并提供合理解释。对题目8-6和8-7则按所给条件和要求解答。8-1丙酮偶极矩更大(1分)基能够通过超共轭给电子，其所产生的偶极矩与羰基偶极矩方向相同，故丙酮的分子偶极矩更大(2分)高?8-2在正己烷中高(1分),正已烷为非极性溶剂，不会破坏烯醇式里的分子内氢键，因此2,4-戊二酮在正己烷中烯醇含量更高(1分)pK、升高(1分)由于水为极性质子溶剂而二甲亚佩为极性非质子溶剂，无法稳定升高(1分)8-3反式(1分)环，两个甲基处于反式(2分)8-4乙酰氯(1分)由于共轭给电子能力C1<O<N,因此三个化合物中羰基缺电子程度为乙酰氯>乙酸乙酯>N,N-二甲基乙酰胺，故乙酰氯的a-氢酸性最强(2分)8-5吡啶偶极矩史大(1分)应，因此吡啶偶极矩更大(2分)三氟甲基吡啶史加缺电子，更易发生芳香亲核取代反应(2分)8-7-1物E的路线具有很好的非对映选择性(非对映选择性过量值>10:1