第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考案_第1頁
第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考案_第2頁
第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考案_第3頁
第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考案_第4頁
第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考案_第5頁
已閱讀5頁,還剩25頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

第38屆中國化學奧林匹克(決賽)第二場參考答案(2024年10月27日13:00~17:00)第1題(11分)鈹類化合物的結構和性質1-1-1畫出Be(C?H?)2的結構;1-1-2解釋'H和13CNMR圖譜為何均只有一個信號峰。答案:這是由兩個快速重排引起的:1.與鈹連接的n1-C?Hs可以快速發生1,5-o遷移(1分);2.n?和η'1.2.1確定此反應的氧化劑。答案:Be(C?Hs)2;共1分1-2-2-1Be氧化態高的是__;答案:Be(C?H?)2,1分1-2-2-2Be-C?Hs的鍵長更長的是_答案:Be?(C?Hs)2,1分1-3畫出B的結構,并確定A中鈹的氧化態。答案:B:RRRRRRRRRARRRRRRRRRRCRRRRRRRRDRRRRRRF干MRRRRGRRRRHE共15頁.第1頁掃描全能王3億人都在用的掃描AppRRRRIJKRRRRRMMN分,其他答案不得分(K、L、N中沒有與R相連的Si原子之間有連線就不得分),共8分。第3題(30分)同位素3-1若H?分子的振動頻率為4400cm-1,HI的振動頻率為2310cm-1,計算HD與DI分子的振動頻率(單VHD=VHH√HHH/HHD=4400×√0.5040/0.6718=3811cm-1(計算式正確1分,答案1分)VDr=VHIVHHu/ADi=2310×√1.000/1.983=1640cm-1(計算式正確1分,答案1分)如果原子量使用H=1,D=2計算,整體再扣1分,扣完為止。本問共4分3-2-1利用所給數據和3-1的結果,估算該反應的焓變(單位:kJmol-1)。解:反應H?(g)+DI(g)=HD(g)+HI(g)的得分=0.005981(/cm-1)(2分)(2分)因此,反應H?(g)+DI(g)=HD(g)+HI(g)的焓變=(ED-En)+(E-E?)=22.795-26.318+13.817-9.809=(0.484-0.485),2分;不要3-2-2估算極高溫度下該反應的平衡常數;答案:InK=一△rHm/RT+△Sm/R(*)(1分)氣體可視為理想氣體,雙分子理想的熱容相同,等分子反應,焓變為常數。(1分)在極高溫度T時,(*)的右式中的第一項趨近于零,InK趨近于△Sm/R(1分)反應前后微觀狀態數增加,體現在HD(1)的Ω=2,有△Sm=NAkslnΩ=Rln2(1分)此時K=2。(1分);共5分3-2-3估算接近0K時該反應的平衡常數。答案:溫度T趨近于0時,焓變約等于零點能的差值,為正數。(2分)因此InK趨近于一co,此時K=0.(1分);共3分3-3-1定性判斷該反應是焓驅動還是熵驅動?簡要解釋原因。答案:熵驅動。(1分)O-H,O-D數目反應前后不變,焓變近似為零。(1分);產物對稱性減小,熵增加(1分)。因此為熵驅動反應。共3分3-3-2將80.00mL水和20.00mL重水在298K下混合,計算各物種的平衡濃度(假設液體混合過程體積具有加和性,發生反應前后體積不變)。有加和性,發生反應前后體積不變)。設平衡體系中HOD(I)的平衡濃度為2xmolL1,有:K?=(2x)2/[(44.27—x)(11.02-x解得x=8.773molL-1故平衡體系中:[HOD(DI=2*8.773=17.5molL1(1分);共6分3-4判斷電解過程中哪個電極(陰極、陽極)處HOD(I)的濃度更高,并給出合適的解釋。答案:陰極附近HOD(1I)的濃度更高。(1分)陰極發生還原反應,(1分)H+/H?電極電勢更正,H?優先析出(1分)。共3分第4題(35分)N-H鍵的活化4-1-1確定反應前后金屬Ir的氧化數,并畫出產物的結構答案:rt.NH?(1分)Ir的氧化數為+1,發生氧化加成反應后,其氧化數變為+3。(2分);共3答案:+4(1分),沒有(1分)。(2分)答案:+4(1分),沒有(1分)。(2分)4-2-1畫出當P的形式電荷為-1時化合物C所有穩定的共振結構每個1分,共3分4-2-2畫出當P的形式電荷為-2時化合物C所有穩定的共振結構答案:P的形式電荷為-2時:共15頁,第4頁習習答案:依題意可知,PITpy為三齒鰲合配體,會與M(THF)?Cl?發生取代反應。M(THF)?Cl?中的氧化數為+3,而PTpy和THF均為中性配體,且不存在劑或還原劑,可推知產物中仍含有3個CI-,可假設產物M(PhTpy)Cl?,設的原子量為Mr,列方程如下:可計算得出M=95.98,96.83.96.22,(2分)結合題目中所給出的磁矩可推出金屬元素M為Mo,(2分)(此處只需要有正確的計算過程,能推出是Mo元素即得4分;共4分。4-3-2寫出產物G的分子式,確定金屬中心的價電子構型,并計算反應產率。答案:[(PhTpy)(PPh?Me)?Mo(CID)],(2分),其他答案不得分4d?,(2分),其他答案不得分產率計算過程,由題意可知配體PPh?Me略微過量,所以以C作為計算標準:共6分4-3-3寫出配合物H和I陽離子的化學式,確定I中金屬中心的氧化數。答案:H:[I(PITpy)(PPh?Me)?Mo(NH?)I+;2分;I:[(PITpy)(PPh?Me)?Mo(NH?)+,(2分)+2,(2分),其他答案不得分;共15頁,第5頁4-3-4計算以THF為溶劑時,H中N-H鍵的解離吉布斯自由能。△G?=-zE?F=96485×0.556Jmol1=+53.65kJmol-1(1分)△G照2=-RTInK2=(RTIn10)pK。=5.71×3.6kJmol1=20.56kJmol-1(1分)反應(2)-(1)+(3)+(4)得反應(5)[M-NH?]"+(sol)=[M-NH?]m+(sol)+H(sol)(5)(正確設計熱力學循環)(4分)因此△G?5=△Gm?-△G?+△G?+△G?4=20.56-53.65+203.3+21.42kJmol-1=191.63(kJmol-1)(2分)共8分E和pKa計算吉布斯自由能的計算式各1分,共2分;熱力學循環4分(設計有錯就不得分);結果25-1答案:電池表示式:-)Pt|CH?CHO(aq),CH?COOH(aq)||Rib(aq),RibO(aq)|Pt(+(2分)其中未寫雙豎線扣1分;未寫惰性電極:1分;逗號錯誤扣1分。正負極:CH?CHO(aq)+H?O①→CH?COOH(aq)+2H++2e(1分)正極:RibO(aq)+2H+(aq)+2e→Rib(aq)+H?O①(1分)電極反應式正確,但未正確標明正、負極,扣1分;共4分5-2答案:電池總反應為RibO(aq)+CH?CHO(aqRib(aq)+CH?COOH(aq)(*)與氫離子的濃度沒有關系,因此,E=E?=φ+-φ_=-0.21V-(-0.60V)=0.39V(2分)分。公式中標準號沒寫扣1分)共15頁,第6頁5-3答案:根據5-2的結果,反應幾乎可以進行到底(1分)。反應未能發生的原因,是動力學因素,具體來說,乙醛要被氧化,會涉及雙鍵的斷裂,即反應的活化能較大(1分)。(熱力學和動力學解釋各1分)共2分5-4-1推導有序順序機理對應的酶促反應動力學方程。[E]?=[E]+[ES,]+[ESS?](1分)米氏常數公式1分由(①最后一步是速控步,4分,速率方程正確,有合理的推導過程,均可給4分;5-4-2推導隨機順序機理對應的酶促反應動力學方程。(1)(1分)米氏常數公式1分注:可以看到KM?KMI2=KM?KMZ1(2)(1分)共15頁.第7頁式(3)、(4)、(5)均為所求的酶促反應動力學方程,寫出任意一個,本步均給2分。使用游離酶的濃度本步不給分;如沒有正確推出(3)(4)(5),但明確寫出了KmKM2=KnKm1,可得1分。共5分,速率方程正確,有合理的推導過程,均可給5分。5-5-1對有序順序機理,固定其中一個底物(如SI)的濃度,以1/r對1/[Sz]作圖得到一組直線。利用5-4的結論,推導這組直線的斜率、截距分別與底物濃度[Si]的關系答案:令mmx=k?[E]。固定[S],(2分)公式變形為1/r~1/Sz]的形式2分以1/r~1/[S?]作圖,截距為常數與[S1]無關,(1分)截距與1/IS|的關系1分1/S]星形加的(線性)關系,。(1分)斜率與1/[S的關系1分.若作答為關系,不給分)。本題中SI和S?不可替換!5-5-2對隨機順序機理,固定其中一個底物(如S)的濃度論,推導這組直線的斜率、截距分別與底物濃度[S1]的關系式。答案:令rmx=k?[E]。,固定[S1],1/t~[S2]的關系為(2分)公式變形為1/r~1/Sz]的形式2分可以看到斜率與截距均與另一底物S?的濃度有關。斜率與另一底物濃度的倒數1/[Si]為形如的直線。(1分)斜率與1/[Si]的關系1分截距對另一底物濃度的倒數1/[S]做圖為形的直線。(1分)截距與1/S|的關系1分注:因隨機順序機理中,Si與S?是等價的,因此,Si與S?互換,截距、斜率的上述線性關系仍成立。5-6利用實驗結果分析此反應遵從以上兩種機理中的哪一個(不要求計算具體的動力學參數)?共15頁,第9頁固定NAD濃度,1/r~1/[CH?CH?OH]作線性回歸,有若固定CH?CH?OH濃度,以/r~1/[NAD']作線性回歸,有(1分)(1分)(1分)(1分)可見,兩種作圖中,截距均不是常數,結合5-5中的結論,反應機理為隨機順序機理。(2分)共10分。8個線性關系,每個1分;隨機順序機理的結論2前述8個回歸關系,只固定其中一個濃度,得到4個線性關系的話,可給4分第6題(22分)高壓N?和氮化物結構6-1答案:立方體心/體心立方(2分)N10結構中平行邊中,距離最短的為晶胞中體心N與頂點N原子之間的長度,其求得a=3.454(A)。(1分)從所繪晶胞可知,cg-N的化學式為N8其密度p=8×14/(Naa3)(1分)共6分,點陣類型2分,晶胞參數和密度,計算式1分,答案1分,沒有過程只有6-2-1答案:(4分)虛線扣1分;用其他形式的圖形或線型表示只要能明確區分也得滿分。其他答案不得分6-2-2答案:據等效點的分數坐標,二維層厚度為(1-y-y)b=(1-0.4011-0.4011)×6.534=1.292(A)二維層之間得空隙距離為:b/2-1.292=6.534/2-1.975A6-3-1答案:18(2分)6-3-2答案:層間最近的兩個N原子之間的距離=(1-z-2)3h=(1-0.35-0.35×3×=2.07(A)(3sp3N配位數:4(2分)共4分。7-1答案:根據公式分子總自旋磁矩與總自旋量子數S之間關系對于1s、當取S=1/2,理論值μ(1s)=1.73對于1s,當取S=3/2,理論值μ(1n)=3.87μe,略低于實測值433。(1分)共2分,正確回答未成對電子數n=1,3,但未寫出S,本小問得1分。7-2答案:個單電子→共10分。每個正確的結構式5分,其中DTBSQ形態正確1分,Co氧化1s→1hs,Co-0、Co-N配位鍵的鍵長均變長(2分),因中心原子氧化態降低導致配鍵削弱(1分)。共3分,寫一個變長另一個變短的本7-4答案:>,>;各1分。本小問共2分7-5答案:共15頁,第11頁K轉變溫度時,K=[1ha]/[1s]=1,求得T=272K(1分,在271~276K范圍內均得滿分)共7分。得出正確的平衡常數表達式2分;得出正確的InK~1/T關

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論