2023年第37届中国化学奥林匹克竞赛决赛第二场化学试题

第37届中国化学奥林匹克决赛)试题 2023年11月05日北京 第37届中国化学奥林匹克（决赛第二场）试题 (2023年11月05日8：30-12：00) 考试纪律与要求 考试时间3.5小时。迟到超过半小时者，不得进入考场。开始考试后1小时内不得离场。 考试结束时间到，立即停止书写。将试卷与答卷放置于桌面，待监考人员允许方可离开考场。 姓名等信息必须写于指定位置，写于其他位置的答卷按废卷处理。 所有解答必须写在答卷纸指定的框内，写于其他位置的解答不予评判。 凡要求计算或推演的，必须给出过程，无过程即使结果正确也不得分。 用铅笔解答的部分（包括作图）无效。 禁用涂改液和修正带，也不得用纸粘贴，否则，整张答卷无效。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 写有任何与试题内容无关的文字的答案无效。 答卷2张4页(A3版式)，请勿遗漏。 考场备有草稿纸，不得将任何纸张带入考场。 H 部分元素原子量 He 1.008 4.003 Li Be B N 0 F Ne 6.9419.012 10.8112.0114.0116.0019.0020.18 Na Mg Al Si P CI Ar 22.9924.31 26.9828.0930.9732.0735.4539.95 K Ca Sc Ti Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.0844.9647.8750.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3869.7272.6474.9278.9679.9083.80 Rb Sr Zr Nb Mo Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te 1 Xe 85.4787.6288.9191.2292.9195.96 [98]101.07102.9110642 107.8711241114.82118.71121.76127.60126.90131.29 Cs Ba La HE Ta W Re 05 Pt Au Hg TI Pb Bi Po At Rn 132.91137,3313891178.49180.95183.8418621190,23192.22195.08196.97200.59204.38207.2208.98(209)(210)(222) 要求：几题目中要求书写反应方程式，须配平且系数为最简整数比。 可能用到的常数：法拉第常数F=9.6485×10Cmo:气体普适常数R=8.3145JK1mo厂： 玻尔兹曼常数kg=1.3806×1023JK1,阿佛加德罗常教N%=6.0221×1023mo。 有机化学常用缩写：Ac:乙酰基；BHT:二丁基羟基苯；Bn:卡基（苯甲基）：Bu:丁基；Cy:环己基： equiv.:当量；Et:乙基；Me:甲基：OTf:三氟甲磺酰基：Ph:苯基；R:烷基；TBS:BuMe2Si-; THF:四氢呋南：TMS:三甲基硅基；Ts:对甲苯磺酰基。 第1题DNA纳米结构(6%) DNA碱基之间高特异性的配对方式（即A只能与T配对，G只能与C配对）确保了遗传基因的稳定 性。科学家们利用此特性，设计DNA序列合成DNA高阶纳米结构，从而实现对DNA分子形状的可编程 式调控。最常见的双链B型DNA结构参数如下：其相邻两个碱基对距离为034m:上下相邻的两对碱基 对之间具有较强的π-π堆积作用，其旋转夹角为34.3°。 高阶DNA纳米结构的基本组成单元是一种被成为DNA砖块(DNA tile)的结构，即在两条双链DNA之 间设计两个连接点，改变DNA骨架的走向使两条DNA的骨架能相互连接，从而使两个DNA被“捆绑在 一起，如图11所示： 第1页，共9页 第37届中国化学奥林匹克决赛)试题 2023年11月05日北京 连接点 连接点2 视 88 视 B型双链DNA DNA砖块 侧视图 俯视图 图1.1DNA双螺旋及其组装 1-1计算两个连接点之间的间距（以m为单位），并解释为什么该间距是能够保证双链DNA结构稳定存在 且不被扭曲所能获得的最小间距。 1-2不同的DNA砖块之间的单链DNA互相配对，犹如胶水一样将DNA砖块“黏在一起。如图12所示， 两个最简单的DNA砖块A和砖块B形成了更大的结构C。在砖块A的末端引入个荧光基团（图中绿色 圆点)，可以通过测定相应化合物的荧光强度变化研究该过程的动力学行为， 1' 2 2☐ A B 图I2DNA砖块A和砖块B结合形成C 已知实验条件下C的荧光强度比相同浓度A大38.0%。A与C的荧光强度可认为与它们的浓度成正 比。当反应物A与B初始浓度均为10.00 nmol L-',随反应进行测得的体系荧光强度总结在下表中。计算该 反应的速率常数。 t/s 0.000 20.00 60.00 160