2023年清华大学化学系大中衔接研讨试题 .pdf

2023年清华大学“大中衔接”研讨与教学活动测试题

第1题(16分)

2016年德国慕尼黑工业大学Nilges团队报道了化学气相运输法生长的SnIP晶体，它是人

工合成的第一个在原子尺度上具有双螺旋结构的全无机化合物。

SnIP晶体为单斜晶系,其空间群为P2/c,a=7.934(2)A,b=9.802(3)A,c=18.439(9)A,

=110.06(5)。，具有1:1:1的原子组成比。如图所示，SnIP双螺旋结构中，一条螺旋的P链

被另一条螺旋的SnI链包裹，形成直径0.775nm的双链并沿。轴方向伸展。双螺旋链沿如c

轴方向平移排布，具有手性。

()DNA双螺旋链(b)SnIP双螺旋链

(c)(d)

11-沿［001］晶向察晶胞时，对图中橙色区域内的原子，请在图中画出这根双螺旋链的旋向。

用实线画出P-P键、Sn-I键，用虚线画出Sn对P的配位键。

21-写出SnIP无限长双螺旋链的最高对称轴的名称(或记号)，写出SnIP晶体最高对称轴的名

称(或记号)、方向、位置。

31-写出SnIP晶体3叩固体核磁谱中将出现的峰数。

41-SnIP的带隙为1.86eV,请计算其吸收光的波长。

1-5研究结果证实，微米级直径的SnIP晶体可以被弯折超过90。而不会发生断裂，请解释其具

有优异柔性的原因。

1-6请从化学结构的角度解释，同属于双螺旋结构的SnIP和DNA分子，前者参与化学反应

的活性更弱。

1-7计算SnIP的理论密度。

1-8SnIP中，P-P键长为2.20A,Sn-P配位键键长为2.69A,计算Sn-I键键长。

(Adv.Mater.2016;28:9783-9791)

清华大学大中衔接试题第1页(共8页)

第2题(15分)

电解质溶液的浓度会改变相应电极的电极电势，从而影响原电池的电动势。电极材料相同,

但电解质溶液的浓度不同的电极组装起来，便可以构成浓差电池。

21-现有两个相同的Ag(s)|Ag+(q)电极，分别盛放在两个烧杯中，用盐桥相互连接。当用电压

表测量其开路电压时，发现298K时电压为lO.OmV。忽略活度系数的影响，已知正极电极的

电解质溶液中Ag+浓度为1.00mmol/L,求负极电极的电解质溶液中Ag+的浓度。

为测量(CH3)3CC1水解生成(CH3)3COH和Ct的反应速率，设计了如下图电池装置，A、B

池中均含有0.144moVLNClO4溶液，溶剂为5%的丙酮水溶液，体积为100mL。A、B池由盐

桥相连，两个相同的银电极由电位计相连。在反应开始时，向A池中加入(CH3)3CC1,使其浓

度为1.00mmol/Lo同时用滴定管向B池中注入一定体积的0.0499mol/LHC1溶液，此时电位

计示数不为零。待反应进行一段时间后，电位计归零，立即再注入一定体积的HC1溶液，以

此类推。整个反应过程始终保持充分搅拌。实验测得，电位计归零的时刻，与注入HC1总体积

T的关系如下表所示。

4mL0.500.801.001.201.401.501.601.701.93

t/s1220273647546578oo

22-写出电极反应方程式和电池的表达式。(提示:

(CH3)3CC1水解不是氧化还原反应)

23-忽略活度系数影响，请证明(CH3)3CC1水解反

应对(CH3)3CC1为一级反应，并求该条件下的半衰

期和速率常数。

42-上述实验结果说明(CH3)3CC1水解反应是SN1

机理还是Sn2机理？为什么？

2-5A、B池中均有0.144mol/LNC104溶液的作

用是什么？

(J.Am.Chem.Soc,1946,68,658)

第3题(15分)

酪氨酸的氨基被质子化的形态(图中最右侧的结构Tyr+H)是一种三元弱酸。酪氨酸的愈

基和酚羟基去质子化的形态(图中最左侧的结构Tyr-2H)是一种三元弱碱