【化學競賽試題】2001-2010年十年化學賽題重組卷3

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2001-2010年十年化學賽題重組卷3 有機化學（三） 第1題（6分）2003年5月報道，在石油中發(fā)現(xiàn)了一種新的烷烴分子，因其結(jié)構(gòu)類似于金剛石，被稱為“分子鉆石”，若能合成，有可能用做合成納米材料的理想模板。該分子的結(jié)構(gòu)簡圖如下： 1-1 該分子的分子式為 ； 1-2 該分子有無對稱中心？ 1-3該分子有幾種不同級的碳原子？ 1-4 該分子有無手性碳原子？ 1-5 該分子有無手性？ 第2題（5分） 二戰(zhàn)期間日本是在戰(zhàn)場上唯一大量使用毒氣彈的國家，戰(zhàn)爭結(jié)束日軍撤退時，在我國秘密地遺棄了大量未使用過的毒氣彈，芥子氣是其中一種毒氣。芥子氣的分子式為 (ClCH2CH2)2S。人接觸低濃度芥子氣并不會立即感受痛苦，然而，嗅覺不能感受的極低濃度芥子氣已能對人造成傷害，而且，傷害是慢慢發(fā)展的。 2－1 用系統(tǒng)命名法命名芥子氣。 2－2 芥子氣可用兩種方法制備。其一是ClCH2CH2OH與Na2S反應，反應產(chǎn)物之一接著與氯化氫反應；其二是CH2=CH2與S2Cl2反應，反應物的摩爾比為2 : 1。寫出化學方程式。 2－3 用堿液可以解毒。寫出反應式。 第3題（8分）組合化學是一種新型合成技術。對比于傳統(tǒng)的合成反應如A＋B＝AB，組合化學合成技術則是將一系列Ai（i＝1，2，3，…）和一系列 Bj（j＝1，2，3，…）同時發(fā)生反應，結(jié)果一次性地得到許多個化合物的庫（library），然后利用計算機、自動檢測儀等現(xiàn)代化技術從庫中篩選出符合需要的化合物。今用21種氨基酸借組合化學技術合成由它們連接而成的三肽（注：三肽的組成可以是ABC，也可以是AAA或者AAB等等，還應指出，三肽ABC不等于三肽CBA：習慣上，書寫肽的氨基酸順序時，寫在最左邊的總有未鍵合的α－氨基而寫在最右邊的總有未鍵合的羧基）。 3-1．該組合反應能得到多少個三肽的產(chǎn)物庫。答： 個。 3-2．假設所得的庫中只有一個三肽具有生物活性。有人提出，僅需進行不多次實驗，即可得知活性三肽的組成（每次實驗包括對全庫進行一次有無生物活性的檢測）。請問：該實驗是如何設計的？按這種實驗設計，最多需進行多少次實驗，最少只需進行幾次實驗？簡述理由。 第4題（8分） 有一種測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物大分子的相對分子質(zhì)量的新實驗技術稱為ESI/FTICR－MS，精度很高。用該實驗技術測得蛋白質(zhì)肌紅朊的圖譜如下，圖譜中的峰是質(zhì)子化肌紅朊的信號，縱坐標是質(zhì)子化肌紅朊的相對豐度，橫坐標是質(zhì)荷比m/Z，m是質(zhì)子化肌紅朊的相對分子質(zhì)量，Z是質(zhì)子化肌紅朊的電荷（源自質(zhì)子化，取正整數(shù)），圖譜中的相鄰峰的電荷數(shù)相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分別為1542和1696。求肌紅朊的相對分子質(zhì)量(M)。 第5題（9分）2004年是俄國化學家馬科尼可夫（V. V. Markovnikov，1838－1904）逝世100周年。馬科尼可夫因提出C＝C雙鍵的加成規(guī)則（Markovnikov Rule）而著稱于世。本題就涉及該規(guī)則。給出下列有機反應序列中的A、B、C、D、E、F和G的結(jié)構(gòu)式，并給出D和G的系統(tǒng)命名。 A: C: D: B: E: F: G: D的系統(tǒng)命名 G的系統(tǒng)命名 A: 第6題 （10分） 以氯苯為起始原料，用最佳方法合成1-溴-3-氯苯(限用具有高產(chǎn)率的各反應，標明合成的各個步驟)。 第7題 (7分) 化合物A、B和C互為同分異構(gòu)體。它們的元素分析數(shù)據(jù)為：碳 92.3%, 氫 7.7%。1 mol A在氧氣中充分燃燒產(chǎn)生179.2 L二氧化碳（標準狀況）。A是芳香化合物，分子中所有的原子共平面；B是具有兩個支鏈的鏈狀化合物，分子中只有兩種不同化學環(huán)境的氫原子，偶極矩等于零；C是烷烴，分子中碳原子的化學環(huán)境完全相同。 7-1 寫出A、B和C的分子式。 7-2 畫出A、B和C的結(jié)構(gòu)簡式。 A B C 第8題 (11分) 化合物A、B、C和D互為同分異構(gòu)體，分子量為136，分子中只含碳、氫、氧，其中氧的含量為23.5%。實驗表明：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和D的芳環(huán)側(cè)鏈上只含一個官能團。4個化合物在堿性條件下可以進行如下反應： 8-1 寫出A、B、C和D的分子式。 A B C D 8-2 畫出A、B、C和D的結(jié)構(gòu)簡式。 A B C D 8-3 A和D分別與NaOH溶液發(fā)生了哪類反應？ 8-4 寫出H分子中官能團的名稱。 8-5 現(xiàn)有如下溶液：HCl、HNO3、NH3 ? H2O、NaOH、NaHCO3、飽和Br2水、FeCl3和NH4Cl。從中選擇合適試劑，設計一種實驗方案，鑒別E、G和I。 第9題 (11 分) 9-1畫出下列轉(zhuǎn)換中A、B、C和D的結(jié)構(gòu)簡式（不要求標出手性）。 A B C D 9-2 畫出下列兩個轉(zhuǎn)換中產(chǎn)物1、2和3的結(jié)構(gòu)簡式，并簡述在相同條件下反應，對羥基苯甲醛只得到一種產(chǎn)物，而間羥基苯甲醛卻得到兩種產(chǎn)物的原因。 原因： 第10題 (15分) 高效低毒殺蟲劑氯菊酯(I)可通過下列合成路線制備： 10-1 (1) 化合物A能使溴的四氯化碳溶液褪色且不存在幾何異構(gòu)體。 A的結(jié)構(gòu)簡式 B的結(jié)構(gòu)簡式 10-2 化合物E的系統(tǒng)名稱 化合物I中官能團的名稱 10-3 由化合物E生成化合物F經(jīng)歷了 步反應，每步反應的反應類別分別是 。 10-4 在化合物E轉(zhuǎn)化成化合物F的反應中，能否用NaOH/C2H5OH代替C2H5ONa/C2H5OH溶液?為什么？ 原因： 10-5 (1) 化合物G和H反應生成化合物I、N(CH2CH3)3和NaCl，由此可推斷： H的結(jié)構(gòu)簡式 H分子中氧原子至少與 個原子共平面。 　 10-6 芳香化合物J比F少兩個氫，J中有三種不同化學環(huán)境的氫，它們的數(shù)目比是9 : 2 : 1，則J可能的結(jié)構(gòu)為(用結(jié)構(gòu)簡式表示)： J的結(jié)構(gòu)簡式 第11題（10分） 環(huán)磷酰胺是目前臨床上常用的抗腫瘤藥物，國內(nèi)學者近年打破常規(guī)，合成了類似化合物，其毒性比環(huán)磷酰胺小，若形成新藥，可改善病人的生活質(zhì)量，其中有一個化合物的合成路線如下，請完成反應，寫出試劑或中間體的結(jié)構(gòu)。 （C16H25N5O4PCl） 注：NBS 即N-溴代丁二酰亞胺 A: C: D: B: E: F: G: 6