化学教育（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈＸｊｙ．ｏｒｇ）２０１５年第２３期第４７届国际化学奥林匹克理论试题（５—８题）段连运’编译（北京大学化学与分子工程学院北京１００８７１）Ｄ０ｌ：１０．１３８８４／ｊ．１００３—３８０７ｈｘｊｙ．２０１５１ｌＯｏＯＬ第５题不可或缺的葡萄糖碳水化合物是生命体的最重要的能量来源。单糖葡萄糖是活细胞的能量来源之一，但是对于糖尿病患者而言却非常危险。高含量的葡萄糖可能会导时，加入过量的氢氧化钠溶液。将锥形瓶盖上表面皿并置于暗处。所得溶液酸化后，用Ｏ．１０８９ｍｏｌ／Ｌ的硫代硫酸钠溶液滴定，所用滴定剂的平均体积是２３．４３ｍＬ。注意：此条件下，果糖不会转变为葡致高血糖症甚至死亡。这就是为什么人们尽可能避免摄人过多碳水化合物特别是葡萄糖的原因。１．果汁中还原糖的测定测定不同样品中还原糖含量的一种技术是采用菲林试剂（Ｆｅｈｌｉｎｇ’ｓｒｅａｇｅｎｔ）。将１０．００ｍＬ的果萄糖。１．４．写出发生的所有反应的方程式，配平。分子式或者离子式均可。１．５．计算果汁中每种糖的质量含量（以ｇ／Ｌ表示）。１．６．１面包交换单位（ｂｒｅａｄ汁（２００ｍＬ）中含多少ＢＥＵ？２．疾病的诊断ｅｘｃｈａｎｇｅｕｎｉｔ，汁（假设其中只含葡萄糖和果糖）加到锥形瓶中，并加入菲林试剂。这种试剂由５０．００ｍＬ０．０４０００ＢＥｕ）相当于１２ｇ可消化的碳水化合物。一杯果ｍｏｌ／Ｌ的硫酸铜（溶液Ａ）和酒石酸钠钾的氢氧化钠溶液（溶液Ｂ）混合而成。得到溶液Ｃ，加热生成红色沉淀。葡萄糖的衍生物，２一脱氧一２一（１８Ｆ）氟一分葡萄糖（２一ｄｅｏｘｙ一２一（１８Ｆ）ｆｌｕｏｒｏ—Ｄｇｌｕｃｏｓｅ，ＦＤＧ），是利用正电子发射断层扫描诊断癌症时最常用的放射Ｈ药物。ＦＤＧ制备的第一步是在回旋加速器中通过ＯＨ核反应产生放射性的氟一１８核。接下来是放射化学合成。通过亲核取代，将氟一１８引入Ｄ葡萄糖分子。２一脱氧一２一（１８Ｆ）氟一Ｄ葡萄糖注射到患者的体Ｈ０Ｈ０Ｈ内后，就会自动在恶性肿瘤细胞中富集，此过程伴随着氟一１８的衰变。这种放射性核是一种旷发射体——核中放出正电子（反电子）。正电子和电子作用而发生湮灭，可以探测到。这样便可以准确判断肿瘤的大小和类型。葡萄糖１．１．写出加热溶液Ｃ所发生化学反应的离子方程式，配平。起始溶液中的铜用Ｃｕ２十表示。然后，在上述锥形瓶中加入１０ｍＬ１０％的碘２．１．完成如下形成各种氟同位素的核反应。ａ）１８０＋ｊＨ一…＋１８Ｆｂ）…＋｝Ｄ一１８Ｆ＋ａ化钾和１ｍｏｌ／Ｌ硫酸的溶液，盖上表面皿，将混合体系置于暗处。剩余的碘用ｏ．０５０７８ｍｏｌ／Ｌ的硫代硫酸钠溶液滴定，达终点需要滴定剂１１．８７平。分子式或者离子式均可。１．３．假设在实验条件下所有的果糖均转化为葡萄糖，计算果汁中糖的总质量含量（以ｇ／Ｌ表示）。Ｍ一１８０．１６ｇ／ｍｏｌ。另取１份１０．００ｍＬ同一果汁的样品，加入１０．ｏｏ１０ｍＬｍＩ。。ｃ）１９Ｆ＋｝Ｄ一２０Ｆ＋…１．２．写出锥形瓶中所发生反应的方程式，配ｄ）１６０＋…一１８Ｆ＋｝Ｈ＋，２２．２．不稳定轻核的衰变与中子数和质子数的比值有关。如果２者的比例大于稳定同位素的值，则核以ｐ一方式衰变，若该比值较小，则以ｐ＋方式衰变。ｍＬ酸化的碘酸钾溶液（ｏ．０１５０２ｍｏｌ／Ｌ）和１０％的碘化钾进行处理。当混合物变棕色确定下表中所列核的衰变方式。衰变方式Ｉ＊通信联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｕａｎｌｙ＠ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ万方数据２０１５年第２３期化学教育（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ）回八品：嚣黑Ｉｆ…ｒ，、堡！生垦！：！兰：。兰呈生＼｝：／之篙’△旷“ｏ堡！生垒垒！翌Ｅ竺型！兰２：兰：！ｘ＋Ｙ万方数据以及Ｂ和Ｃ转变为Ｄ的活性中间体。化合物Ａ，Ｂ和Ｃ具有相同的元素组成：（ｃＪｃ一７２．２４％，∞Ｈ一１０．９ｌ％，叫Ｎ一１６．８５％。１．写出化合物Ａ～Ｅ，Ｘ，Ｙ的结构式。在ｏ℃下，化合物Ｅ和ＣＨ。Ｌｉ·ＬｉＢｒ复合物在乙醚中反应，没有生成目标产物Ｘ和Ｙ，却首先生成一种黄色沉淀Ｆ。Ｆ经水处理生成化合物Ｅ和它的互变异构体Ｇ的混合物。２．写出化合物Ｆ和Ｇ的结构式。合成化合物Ｘ的另一种方法是采用２一哌啶甲酸衍生物Ｈ进行合成。方案２（Ｓｃｈｅｍｅ２）示出的反应路线就是合成Ｘ的这种方法。方案２（Ｓｃｈｅｍｅ２）２Ｈ５··－－－－－－———－－－－－－－－－＋Ｃｐ２Ｔｉ（ＣＨ３）２ｔｏｌｕｅｎｅ８５。Ｃｃ（ｃＨ３）３Ｉ—Ｊ—Ｘ＋ＹＨ１）Ｈ３０＋０２２）ｐＨ７ｃ１４Ｈ２５Ｎ０３ｃｐ：ｃｙｃ啪ｔａｄｉｅｎｙＩ３．写出化合物Ｉ和Ｊ的结构式。第７题不仅仅靠面包石榴在以蔬菜闻名于世的阿塞拜疆被称为“水果之王”。在各种不同的教派中，石榴被赋予象征正义、财富、希望（永生）的“天堂的水果”的美誉。１８７８年，生物碱——石榴碱（ｐｅｌｌｅｔｉｅｒｉｎｅ）从石榴树（ＰｕｎｉｃａｇｒａｎａｔｕｍＬ．，Ｌｙｔｈｒａｃｅａｅ）的树皮中被分离出来。这种生物碱传统上用作驱虫药。最初，Ｘｗ（３一（哌啶一２一基）丙醛）［３一（ｐｉｐｅｒｄｉｎ＿２一ｙ１）ｐｒｏｐｉｏｎａｌｄｅｈｙｄｅ］被误认为是石榴碱（ｐｅｌｌｅｔｉｅｒ．ｉｎｅ）。但现在，天然石榴碱被公认为（Ｓ）一卜（哌啶一２一基）丙一２一酮［（Ｓ）一１一（ｐｉｐｅｒｉｄｉｎ－２一ｙ１）ｐｒｏｐａｎ－２一ｏｎｅ）］（Ｘｓ）。（ｐｉｐｅｒｄｉｎｅ：哌啶）ＣｚＨｐＩｐｅｎｄｉｎｅ１．写出Ｘｗ和ｘＳ的结构式（后者具有立体化学）。近来，基于醇Ａ（Ｎｏｒｔｒｏｐａｎ０１）转变为天然石榴碱（ＸＳ）的合成方法已见于文献报道：化学教育（ｈｔｔｐ：／／Ⅵ唧．ｈｘｊｙ．ｏｒｇ）１）（ｃｏｃ｜ｋ１）（ｃ２Ｈ５ｂｓ－Ｈ２０１５年第２３期Ｑ。三。芦Ａ洲旦坚旦Ｂ型塑仝．Ｋ２ｃ０３２）（ｃ２Ｈ５）３Ｎｃ竺三坠Ｎａ２ＨＰ０４ｃ，ｓＨ，７Ｎ０３Ｄ堕竺坐ｃ，５Ｈ１７Ｎ０４２）Ｈ３０＋ｃ１５Ｈ１９Ｎ０４１）ＳＯＣｌ２一Ｅ——－———５—＋２）ｃＨ３ＮＨＯｃＨ３Ｈ２．Ｐ们…．．Ｆ二—』－Ｇ——＋ｐｅⅡｅｔｉｅｒｉｎ８－１）ＣＨ３ＭｇＢｒｃ１７Ｈ刑归４Ｏ２）吃Ｏｃ吲：ｐｒ儿＼∥Ｃｍ－ＣＰＢＡ＝廿㈣∞７沁＋卧ｕ甏Ｈ』Ｂ州嚣ｋ㈣删氘ｍ兰Ｌ志Ｋ罟＠～２）ＮａＯＨｒｏＩｕ＾ｃ＿）２Ｈ、，ＨｃＩｏＮａＯＨ＼＼／洲ｏｓ－㈣概№僻＝◇忙足唧＝九弋八。火４．写出具有立体化学的化合物Ｈ。的结构式。第８题石油与人类生活阿塞拜疆以其拥有巨大的油气田而闻名。１８４６年在Ｂｉｂｉ—Ｈｅｙｂａｔ首次钻井，比美国在宾夕法尼亚建立第一口商业油井早１３年。阿塞拜疆历史上的这个重要日期被认为是当代石油工业的起点（当代石油工业是今日世界经济的主导领域）。目前，阿塞拜疆正在发展陆上和海上大陆架石油生产。虽然采取了重要的预防措施，但在生产、运输、以及石油加工中总有环境污染的风险。本题中，将考虑漏油的多种技术处理以及所包括的特征性的代谢途径。系（在正确选项上打钩）。ｎ（Ｃ）＞ｎ（０）ｎ（Ｃ）＜ｎ（ｏ）口ｎ（Ｃ）一＂（０）数据不充分口口口１ｂ．通过计算证实你的答案推出Ｘ１的经验式（后面，凡需要，一概示出推导过程）。Ｘ向Ｘ１的生物转化按下面２个反应方程分２个酶催化步骤进行，ＮＡＤ＋和ＮＡＤＨ分别是烟酰胺二核苷酸的氧化型和还原型：Ｘ＋ＮＡＤ＋—，ＸＯ＋ＮＡＤＨ＋Ｈ＋（１）Ｘ０＋ＮＡＤ＋十Ｈ２０—，Ｘ１＋ＮＡＤＨ＋Ｈ＋（２）１ｃ．推出Ｘ的分子式。应用复合溶剂（分散剂）捕获海上漏油，是最有前途的清洁方法之一。有机物Ｘ（含Ｈ１１．９４％，质量分数）是这类分散剂的典型组分，Ｘ的少量代谢转化由依赖于细胞色素Ｐ４５０的单（加）氧酶催化。该反应生成２个化合物：ｘ２和Ｘ３。其中）（２含５１．５６％的氧，９．７４％的氢（质量分数）。ｌｄ．推出Ｘ２的分子式并画出其结构。它对人类的安全性存在激烈争论。Ｘ１（含碳５４．５３％，质量分数）由３种元素组成，随尿排泄，是Ｘ在人体中的主要代谢物。Ｘ１中不同元素的原子数呈现３个连续的几何级数（，ｚ，咒ｑ，７ｚｑ２），而这１ｅ．Ｘ只含有一级和二级碳原子。ＸＯ和Ｘ３含有相同的官能团。画出ｘ、Ｘ１和Ｘ３的结构式。在医学研究中，工作人员长久暴露在基于Ｘ的溶剂而没有适当防护，发现血液中Ｘ的浓度些原子数目之和不超过２５。１ａ．确定ｘ１中碳原子数与氧原子数之间的关万方数据２０１５年第２３期化学教育（ｈｔｔｐ：／／、＾ｎ＾ｎⅣ．ｈ蜀ｙ．ｏｒｇ）稳定。２．Ｘ１随尿排出。选择参加该实验的志愿者身１体中１天内Ｘ１的质量含量随时间的变化图。写出正确的关系图的序号。２３＾■＾ｙ１２＾，＿ｌ、譬Ｅ０Ｏ６１２１８＾人ＶＶＡ，，＼，＼，＼／７Ｅ０Ｏｙｙ§ｌ＼／＼／＼／＼／ＹＶ量ｌ捌０。Ｏ６１２１８２４６１８２４岵ｍｅ．ｈ６ｒ＊．ｈ髓ｍｅ．ｈ４５６：ｌ＼ｆＮ星，、｝｝、、～－６１１２·Ａ＾ｔ、八？＼，＼？ｌ§陛＾Ａｌ，，、，、Ａ，，ｌｙｙ１１２┃、Ｖ１１８２．ｈ．ｈ．ｈ同细菌除去海水和土壤中的污染物（甚件条氧有在。法方的望希有是为认被也烃至：）的衡平是步３前（解降物生下如行进下Ａｌｉｃｙｃｌｉｐｈｉｌｕｓ甚至能够降解土壤中的阴机无如例，体受子电的当适要需程过该。芳Ｙ２￥：导：Ⅸ甄卜⑤艿２０●ｅ彳∑佾Ｙ．）衡平于处已步３前（１离＼嗍酿ｂ瑚似ｙ９ｅｎ蝴芳香烃的加双氧酶）条件下，单环芳烃Ｐ（含９１．２５％的碳，：）衡平于处步３前（化转列下行进）数质２嗍＋ＮＡＤＨ，Ｈ＋ｉｓａｎｎｅｎ刮伯ｒ气嘞ａｒ沣ｋｂｄｉｘｙ９ｅｎａｓｅｄｉｒｅｒｅｎｔｆｍＤ是芳香烃的加双氧酶，有别于Ｄ）中间体Ｙ２按照下列平衡反应式进行酶：促．—．刚彳ａｑ）—，Ｙ３（ａｑ）＋Ｙ４（ｇ）Ｙ３和Ｙ４均只由一种元素的原子组成。—◆：用当。团能官氧含的同相全完种含ＰＩｍｇＣ０ｍ。会不３Ｙ而，淀沉出给２Ｔ，时理处液的断并给出Ｙ１一Ｙ４的表示式子（如结构的定稳最出给，式构结的和出画式异。。体构互进行碘仿反应。１００ｏ．００ｍｏ／ＬＰ３品需６．４１ＫＯ溶液才能完全中和。出Ｐ—Ｐ３的结构。写出Ｐ３最稳定的互变万方数据
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