2024年清北学堂化学竞赛试卷

（时间：3小时满分：100分）

第一题。phf3+可以画出多种共振结构式。

(1) 试画出phf3+离子所有可能的lewis结构式(包括共振结构式)，标出形式电荷。

(2) 估算phf3+中p－f键的键级。

(3) 用近代价键理论说明phf3+的成键情况。

第二题。一个ca和c的二元化合物具有四方晶胞：a = b = 3.

87，c = 6.3790），晶胞图如右图，图中钙原子用较大的黑圆圈表示（●）碳原子用空心圆圈表示（○）在位于原点的钙原子上面的碳原子的坐标为为x = 0，y = 0，z = 0.406。

（1 = 10 –8cm）

1) 导出这个化合物的化学式为。

2) 一个晶胞中所含的化学式单位的数目为。

3) c2基团中c—c键长为。

4) 最短的ca—c距离为。

5) 两个最短的非键cc间距离为。

6) 这一结构与型离子化合物的结构密切相关。

第三题。金属单晶的结构可用等径圆球的密堆积模拟。常见的最紧密堆积型式有立方最密堆积和六方密堆积。

1) 立方最密堆积的晶胞如图一。请用“x”和“δ”分别标出其中的正四面体空隙和正八面体空隙的中心位置，计算晶体中球数、四面体空隙数和八面体空隙数之比，并计算此种堆积的空间利用率。

2) 六方密堆积如图二所示。请用“x”和“δ”分别标出其中的正四面体空隙和正八面体空隙的中心位置，计算此晶体中球数、四面体空隙数和八面体空隙数之比，并计算此种堆积的空间利用率。

3) 已知离子半径的数据：rti3+ =77pm，rcl– =181pm；在β-ticl3晶体中，取cl–六方密堆积的排列，ti3+则是填隙离子，请回答：ti3+离子应填入由cl–离子围成的哪种多面体空隙？

它占据该种空隙的百分数为多少（写出推算过程）？它填入空隙的可能方式有几种？

第四题。四氨合铜(ii)离子在微酸性条件下，与二氧化硫反应生成一种沉淀物(a)，该沉淀物中cu:n:

s（原子个数比）=1:1:1，结构分析证实：

存在一种正四面体和一种三角锥型的分子或离子，呈逆磁性。该沉淀物与硫酸混合，受热分解成纳米粒子b、溶液c和气体d。

(1) 试推断出沉淀物(a)的化学式。

(2) 写出生成(a)的离子方程式。

(3) 写出a与硫酸反应的方程式。

(4) 按(3)的操作，b的最大理论产率为多少？

(5) 若在密闭容器中完成(3)操作，b的最大理论产率为多少？

第五题。rucl2(h2o)4+有两种异构体：a和b；rucl3(h2o)3也有两种异构体：c和d。c和d分别按下式水解，均生成a：

c或d + h2o ==a + cl–

写出a、b、c、d、的结构并说明c或d水解产物均为a的原因。

第六题。试画出二氯二氨合铂(ii)的几何异构体。如果用1,2—二氨基环丁烯二酮代替两个nh3，与铂配位，生成什么结构的化合物？

有无顺反异构体？若把1,2—二氨基环丁烯二酮上的双键加氢，然后再代替两个nh3与铂配位，生成什么化合物？(画出所有可能的结构式)

第七题。将下列醛酮用系统命名法命名。

第八题。化合物（a），分子式为c5h10o，不溶于水，与溴的四氯化碳溶液和金属钠都没有反应，与稀盐酸或稀氢氧化钠溶液反应，得到同一化合物（b），分子式为c5h12o2，（b）与等物质量的hio4水溶液反应得到hcho和化合物（c），分子式为c4h8o，（c）可发生碘仿反应，请推测（a）、（b）、（c）构造式。

第九题。蜂王浆可按如下方法合成：酮（a）c7h12o用ch3mgi处理后水解生成醇（b）c8h16o，（b）经脱水成为烯烃（c）c8h14，（c）臭氧化然后还原水解得化合物（d）c8h14o2。

（d）与丙二酸二乙酯在碱中反应得到一个产物，此产物经热酸水解得到蜂王浆（e）c10h16o3，（e）经催化氢化得到酮酸（f）c10h13o3，（f）与碘在naoh中反应后酸化得到碘仿与壬二酸，请写出（a）～（f）的结构。

第十题。以甲苯及必要的试剂合成下列化合物。

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2024年清北学堂化学竞赛试卷1答案

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