化学竞赛南京全解

知识：化学环境、化学键 能力：分子空间构型的分析
2020/12/5
HC CH
C
HC
CH
HC
CH
CH C
CH
化学竞赛主要考查选手的能力
➢接受未知知识的能力 ➢处理加工信息的能力 ➢空间思维和想象能力 ➢根据情景大胆假设能力
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➢接受未知知识的能力
第10题（5分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反 应，使C60获得一个质子，得到一种新型离于化合物[HC60]＋[CB11H6CL6]－。回 答如下问题：
化学竞赛南京全解
❖ 近年化学竞赛试题分析 ❖ 化学竞赛主要考查选手的能力 ❖ 成功参赛需要：知识+能力+运气 ❖ 化学竞赛重在参与
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❖ 近年化学竞赛试题分析
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近年化学竞赛试题的特点
特点之一：与生产、生活科技前沿相联系
2 为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了 一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结 合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原 子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或 2实020验/12式/5 ）是_______和_______。（4分，各2分)）
3种方法都可以合成它们：
(2000)铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已 几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有 一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体 ，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂”（ millennium catalysts）。下面3种方法都可以合成它们：
l 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。 l 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃 或烃的卤代物形成的配合物）。 l 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物 。 1 合成的化合物的中文名称是______和__________。 （共4分，各2分）
2000题3 1999年合成了一种新化合物，本题用X为代号。用现代物理方 法测得X的相对分子质量为64；X含碳93.8%，含氢6.2%；X分子中有3种 化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在 C—C、C＝C和C≡C三种键，并发现其C＝C键比寻常的C＝C短。
1．X的分子式是____ （2分）2．请画出X的可能结构。（4分）
❖2003：芥子气，DNA双螺旋，除草剂，绿色 化学，光纤通讯系统中，光信息材料钒酸钇 ❖2002：海底金属结核，“吊白块”，酱油中 的“氯丙醇”，船只的防腐，组合化学，绿色 溶剂 ❖2001：含氯洁污剂，燃料电池，纳米材料， 新药麦米诺的合成，布洛芬的合成，燃料电池
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特点之二：题目信息量大，但书写量小
10－1 以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一
个化学反应相比拟，后者是：
。
10－2 上述阴离子[CB11H6Cl6]－的结构可以跟图10－1的硼二十面体相比拟， 也是一个闭合的纳米笼，而且，[CB11H6Cl6]－离子有如下结构特征：它有一根 轴穿过笼心，依据这根轴旋转360°/5的度数，不能察觉是否旋转过。请在图10
2020/12/5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特点之三：注重物质的空间构型
N
N
N
N
H H
H H
F
F
F
I
F
F
N O
O O
O C
O
N O
O
O OC
O
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特点之四：考查选手的知识，更考查学生的能力
2001题 题最近报道在－100℃的低温下合成了化合物X，元素分析得出其 分子式为C5H4，红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境 没有区别，而碳的化学环境却有2种，而且，分子中既有C－C单键，又有 C＝C双键。温度升高将迅速分解。X的结构式是：
l 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物 的表面。
l C、H 、Mo、W、O
l 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即： 钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。
l 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或 钼的氧化物
l C、H 、Mo、W、X l C、Mo、W、O
Pt 5d86s2 (10) ；
MoxCy的价电子数等于钌原子的价电子数。 WxCy的的价电子数等于铂原子的价电子数。
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❖ 成功参赛需要：知识、能力、运气
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物质的结构与性质
结构与性质
物质的性质 物质结构
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物理性质：颜色 极性 磁性
化学性质：氧化还原性 酸碱性 水解性
化学键：离子键 共价键（σ、π、δ） 金属键
分子间作用力
相关理论：价键理论（VB） 分子轨道（MO） 金属能带理论 离子极化理论
－1右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴
离子。
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➢处理加工信息的能力
第4题（10分）去年报道，在－55℃令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合 ，得一离子化合物（C），测得Xe的质量分数为31％，阴离子为四氟硼酸 根离子，阳离子结构中有B的苯环。C是首例有机氙（IV）化合物，－ 20℃以下稳定。C为强氟化剂和强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放 出氙，同时得到B。
4－1 写出 C的化学式，正负离子应分开写。答： 4－2 根据什么结构特征把 C归为有机氙比合物？答： 4－3 写出 C的合成反应方程式。答： 4－4 写出 C和碘的反应。答： 4－5 画出五氟化碘分子的立体结构：答：
F
F
Xe
F
F
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F
F
F
F F
B FF
F
F
F
F F
Xe FF
F
B
F
F F
W 5d46s2 (6) Ru 4d65s2 (8); Mo 4d55s1 (6)
➢空间思维和想象能力
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➢根据情景大胆假设能力
乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A。 核磁共振谱表明A分子中的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子 里存在羰基，而且，A分子里的所有原子在一个平面上。A很容易 与水反应重新变成乙酸。回答如下问题：
1．写出A的结构式。 2．写出A与水的反应方程式。 3．写出A与氢氧化钠的反应方程式。 4．写出A与氨的反应方程式，有机产物要用结构式表示。 5．写成A与乙醇的反应方程式，有机产物要用结构式表示。