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2020年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题

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是一种糖脂,其结构分别如下图(R1、R2为长链烃基)所示:

OHOHHOHHOOH2NCH2CH2POHOCH2CHOCOR2H2C(a)OCHCHR1(b)HHHOHHOOHOHHOHOHOHHCH2CHOCOR2CH2OCOR1

请回答下列问题:

(1) 化合物(a)在近中性时以两性离子存在,其两性离子的结构简式为:

(2) 化合物(a)经酸处理后可产生一个长链脂肪醛,此醛的结构简式为:

(3) 化合物(b)中的两个单糖之间的糖苷键为 型,另一个糖苷键为 型。

(4)

(b)

为 。

(5) 这两个化合物均可作为表面活性剂,原因是 。

第9题 (共8分)

以硝基化合物合成酰胺通常需要2步:(1)把硝基化合物还原成相应的胺类化合物;(2)选用合适的酰化试剂与相应的胺进行酰化反应而得到酰胺。最近文献报道了在二碘化钐—

四氢呋喃体系中,硝基化合物和酯作用一锅法制备酰胺的新方法。

NO2+R,COROSmI2/THF室温NHCRO,

该法反应条件温和,原料易得,操作步骤便捷,效率高,对环境友好。

CONH近来有人以苯和丙酮为主要原料,应用一锅法合成了,请写出合成

过程。

第10题 (共12分)

除虫菊是肯尼亚盛产的一种经济作物,从其花(除虫菊花)中可提取重要的杀虫活性成分。天然的除虫菊花中含有六种有效成分,其中之一的化学结构为:

O312ROαR(B)O,(A)

此类化合物为酯(除虫菊酯),由菊酸(A)部分和醇(B)部分组成。由于每个化合物结构中含有3个手性中心(1、3和α位)及环丙烷的顺反2种结构,所以每个化合物至少有16种可能的异构体。但天然的除虫菊酯中仅以一种立体异构体存在:(+)-1R,3R-trans-α S-,此异构体的活性最高(如,trans-是cis-的500倍)。由于天然除虫菊酯化学稳定性差、毒副作用强且资源有限,科学家对此结构进行了改造,合成出一类新的高效、低毒、稳定性好的拟除虫菊酯(Pyrethroids),这类化合物达200多种,如较早合成的苯醚菊酯(Phenothrin)的结构为:

O312OCH2O(D)

(C)此化合物现广泛用在家庭卫生中,能有效杀灭蚊蝇及蟑螂等。

由于要满足(+)-1R,3R-trans-的立体化学要求,合成苯醚菊酯的菊酸(C)部分一直是科学难题。M.Matsuda曾采用天然松节油成分中的蒈烯(Carene)E为原料,经过6步反应制得了菊酸,其合成步骤可表示为:

E1)O32)Zn,H2OF(C10H16O2)①稀NaOH②H3O/△+G(C10H14O)KMnO4,H/△+J(C10H18O3)H/△O+1)2CH3MgI2)NH4Cl,H2OI(C8H10O3)P2O5△H(C8H12O4)OH菊酸(C10H16O2)

(1) 请按系统命名(IUPAC)法,给出菊酸的名称(要求表明全部立体化学特性)。

(2) 写出F、G、H、I、J的结构简式(不要求表明立体结构)。

F: G: H:

I: J:

第11题 (共7分)

用钠汞齐还原硝酸钠水溶液可得物质A,用NH2OH和CH3CH2NO2在NaOCH2CH3中反应也可得到物质A,已知A中N的质量分数为26.43%,A是氮的一种不稳定酸B的钠盐,该酸是火箭推进剂的成分。

(1) 试写出上述两个制得A的化学反应方程式。

(2) 试写出B和它的同分异构体的结构。

第12题 (共11分)

xx年1月美国科学家在Science上发表论文,宣布发现了Al的超原子结构,并预言其他金属原子也可能存在类似的结构,这是一项将对化学、物理以及材料领域产生重大影响的发现,引起了科学界的广泛关注。这种超原子是在Al的碘化物中发现的,以13个Al原子或14个Al原子形成Al13或Al14超原子结构,量子化学计算结果表明,Al13形成12个Al在表面,1个Al在中心的三角二十面体结构,Al14可以看作是一个Al原子跟Al13面上的一个三角形的3个Al形成Al—Al键而获得的。文章还指出,All3和All4超原子都是具有40个价电子时最稳定。

(1) 根据以上信息可预测Al13和Al14的稳定化合价态分别为 和 。A114

应具有元素周期表中 类化学元素的性质,理由是:

(2) 对Al13和A114的Al—Al键长的测定十分困难,而理论计算表明,Al13,和Al14

中的Al—Al键长与金属铝的Al—Al键长相当,已知金属铝的晶体结构采取面心立方最密堆积,密度约为2.7g/cm3,请估算Al13和Al14:中Al—Al的键长。

(3) Al13三角二十面体中有多少个四面体空隙,假设为正四面体空隙,如果在其中搀杂其他原子,请通过计算估计可搀杂原子的半径最大为多少?

2020年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题

是一种糖脂,其结构分别如下图(R1、R2为长链烃基)所示:OHOHHOHHOOH2NCH2CH2POHOCH2CHOCOR2H2C(a)OCHCHR1(b)HHHOHHOOHOHHOHOHOHHCH2CHOCOR2CH2OCOR1请回答下列问题:(1)化合物(a)在近中性时以两性离子存在,其两性离子的结构简式为:
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