中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛试卷及评分标准(2)

2018-12-01 16:02

7-4 说明以下事实的原因:

① 硅铝比(有时用SiO2/Al2O3表示)越高,分子筛越稳定;②最小硅铝比不小于1。 硅氧四面体和铝氧四面体无序地按硅铝原子比交替排列。① 硅-氧键强于铝-氧键;② 若Al数超过Si4+数,必出现铝氧四面体直接相连的情况,结构中引入不稳定因素,导致骨架强度削弱。 3+ 各1分 (2分) 7-5 人工合成的A型分子筛钠盐,属于立方晶系,正当晶胞参数a=2464 pm,晶胞组成为Na96[Al96Si96O384]·xH2O。将811.5克该分子筛在1.01325×105 Pa、700℃加热6小时将结晶水完全除去,得到798.6升水蒸气(视为理想气体)。计算该分子筛的密度D。 811.5 g分子筛含水量为 n?pVRT?1.01325?10Pa?798.6?10m8.3144JKmol?973.15K-1-15?33?10.00mol 一个晶胞的质量为 (2207+2590+2697+6144+18.02x)6.022?1023=1.364?10+18.02x6.022?10234(g) 13638+18.016x24811.5:?6.022?10:x x?216 236.022?10分子筛密度为 D=1.364?10+18.02x6.022?10a2334?1.364?10?18.02?2166.022?10234?(2464?10?10)3?1.946(gcm?3) n=10.00 mol 1分;x = 216 1分; D = 1.946 g cm?3 2分。 (4分) 用另外的算法,算式与结果皆正确(包括有效数字和单位),亦得满分。

第8题 ( 6分) 在25℃和101.325 kPa下,向电解池通入0.04193 A的恒定电流,阴极(Pt,0.1 mol L?1 HNO3)放出氢气,阳极(Cu,0.1 mol L?1 NaCl)得到Cu2+。用0.05115 mol L?1的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+,消耗了53.12 mL。

8-1 计算从阴极放出的氢气的体积。

阳极反应: Cu (s) → Cu2++2e 阴极反应: H2O+e → 1/2 H2(g)+OH- 电池反应: Cu (s) + 2H2O → Cu2+ + H2(g) + 2OH- Cu与EDTA按1 : 1络合,因此,阴极放出的氢气的摩尔数等于阳极产生的Cu等于消耗的EDTA的摩尔数: nH2?nCu2?2+2+ 的摩尔数,即?MEDTAVEDTA?0.05115molL?53.12mL?2.717?10-1?3mol 给定条件下的体积为 VH2?nH2?R?Tp?2.717?10?3mol?8.314JKmol?298.2K1.01325?10Pa5?1?1?66.48mL

整式计算,算式和结果全对,得满分。分步计算:氢的摩尔数算式正确得1分;氢体积的算式正确得1分,结果正确(含单位和有效数字)各得1分。 (4分) 8-2 计算电解所需的时间(以小时为单位)。

生成66.48 mL氢气需2.717 mmol×2=5.434 mmol电子,电解所需时间为 t?5.434?10?3mol?96485Cmol?14?1.250?10s?3.472h 0.04193A 计算过程与结果各1分。 (2分) 第9题 (11 分)

9-1画出下列转换中A、B、C和D的结构简式(不要求标出手性)。

1. LiAlH41. Mg/苯 无水醚回流A (C14H26O4)B (C12H22O2)C (C12H24O2)2. H2O2. H2OD (C12H22Br2)

D OHOH A COOCH3COOCH3B OC Br OH Br 每个结构简式1分,其他答案不得分。 (4分) 9-2 画出下列两个转换中产物1、2和3的结构简式,并简述在相同条件下反应,对羟基苯甲醛只得到一种产物,而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。 CHOCH3(CH2)11Br, K2CO3丙酮,回流OH1

CHOCH3(CH2)11Br, K2CO3OH丙酮,回流23+

1 2 3

CHOCHOOO(CH2)11CH3 O(CH2)11CH3 O(CH2)11CH3 结构简式1和2各1分;结构简式3,3分(没有烷氧基只得1分,β-羟基酮只得1分)。若2,3对换,则得分也对换。其它答案不得分,例如丙酮自身缩合不得分。 (5分) 原因: 连在苯环的烷氧基对苯环的对位比对苯环的间位有更强的给电子共轭效应(0.5分)和更弱的吸电子诱导效应(0.5分),致使羟基间位的醛基比对位的醛基有更强的亲电性(0.5分),所以在碳酸钾的弱碱条件下,对羟基苯甲醛与丙酮不发生缩合反应而间位羟基苯甲醛可与丙酮发生羟醛缩合反应(0.5分)。 (2分)

第10题 ( 7 分) 灰黄霉素是一种抗真菌药,可由A和B在三级丁醇钾/三级丁醇体系中合成,反应式如下:

OCH3OOCH3OOOCH3CH3OClHO+H3COClOH3COC (CH3)3COK/ (CH3)3COHCCCHCHCH3H3COAB灰黄霉素

10-1在下面灰黄霉素结构式中标出不对称碳原子的构型。 OCH3OOCH3SH3COClOCH3RHO 每个构型1分,构型错误不得分。 (2分) 10-2 写出所有符合下列两个条件的B的同分异构体的结构简式:

① 苯环上只有两种化学环境不同的氢;② 分子中只有一种官能团。 B的同分异构体: HOH3CHOH3COHOHHOH2COHH3COOH 每个结构简式1分。 (4分) 10-3写出由A和B生成灰黄霉素的反应名称。 麦克尔加成。 答1,4-共轭加成或共轭加成都得满分,答加成只得0.5分。 (1分)

第11题 ( 9分) 化合物A由碳、氢、氧三种元素组成,分子量72,碳的质量分数大于60%。A分子中的碳

3

原子均为sp杂化。A与2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成B。B在质子酸的催化作用下生成C。经测定B分子只含1个不对称碳原子,其构型为R。请根据上述信息回答下列问题: 11-1 写出A的分子式。 C4H8O 其它答案不得分。 (1分) 11-2 画出A、B和C的结构简式(列出所有可能的答案)。 A OC2H5HB C2H5C CH3OHPh(H2C)3CH3HOH C2H5( ) Ph(H2C)4HOH H3C( ) 每个结构简式1分。未正确标明手性化合物A和B的构型,每个只得0.5分。C为外消旋体,没有表示出外消旋体,每个只得0.5分。 (6分)

11-3 简述由手性化合物B合成C时手性能否被保留下来的理由。 B在质子酸的催化作用下生成平面型的碳正离子(1分),它的两侧均可与苯环反应,从而生成一对外消旋体,所以B的手性不能完全被保留下来(1分)。 (2分)

郑重声明;本试题及答案的版权属中国化学会所有,不经中国化学会化学竞赛负责人授权,任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利,违者必究。本试卷和答案将分别于2010年9月12和15日12:00在网站 http://edu.sina.com.cn/ 和 http://www.ccs.ac.cn/ 上公布。


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