1 . 生命体中，各种物质的结构和功能都与基础化学密切相关。磷脂和蛋白质就是其中的重要代表。
(1)磷脂双层膜是由两亲性的磷脂分子以“尾部朝里，头朝外”的方式组成的双层膜结构，它起到对细胞进行包裹保护以及对物质进行选择性传递的作用。构成该双层膜结构的磷脂分子和磷脂双层膜结构的示意图以及其相关的脂质体如图所示。
   
①依据磷脂双层膜结构的特征，解释为什么水溶液中的离子无法自由通过磷脂双层膜_____。
②细胞膜是由磷脂双层膜组成，由于细胞内外离子浓度分布的不均匀性，造成了膜两边形成了一定的电势差，被称为膜电位。由离子Aⁿ⁺浓差形成的膜电位(定义细胞外的电势为零)可以通过如下方程计算：
神经元细胞内和细胞外的钠离子和钾离子浓度分别为，，。，，计算37.0°C下此种细胞的膜电位(注明正负)_____。
③在水溶液中，磷脂双层膜会自发卷曲成球形，该结构被称为脂质体，其结构如7-1中之图所示。通过测量脂质体在不同粘度溶液中自由扩散运动的扩散系数(D)，可以计算得到其粒径。自由扩散运动符合布朗运动规律，遵循Stokes-Einstein方程，有d=k_B77(3πηD)，其中d为脂质体直径，η是溶液粘度(单位为cp，)。20.0℃下测得某脂质体在不同粘度溶液中的扩散系数如表所示，计算其直径(忽咯磷脂双层膜厚度)_____。
某脂质体在不同粘度溶液中的扩散速率

D(μm2·s-1)	η(cp)
0.389	7.18
0.281	9.85
0.188	14.1
0.146	20.8
0.091	33.5

④称取725.6mg磷脂分子(式盘786.1)，制备成1.000mL脂质体水溶液。取10.00μL该溶液，测得其中含有1.12×10^l4个脂质体颗粒。直径为100nm。假设所有磷脂分子都形成了脂质体，计算脂质体外表面磷脂分子的排布密度(单位：个·m^-2)_____。
(2)某蛋白质可发生可逆的二聚化反应，2M(单体)=D(二聚体)。pH=7.5时，测得该二聚化反应在15°C，30°C，40°C下的平衡常数均为。假设二聚反应的焓变与熵变均与温度无关。
①计算在pH=7.5和体温37.0°C下二聚反应的标准摩尔焓变(单位：kJ·mo1^-1)与熵变(单位：K·mol^-1)_____。
②指明反应是焓驱动反应还是熵驱动反应，解释上述二聚反应熵变化的原因_____。
有机部分缩写：
Ac：乙酰基r。Bn：苄基(苯甲基)：Bu：丁基；Cy：环已基；equiv：当量；Et：乙基；Me：甲基；OTf：三氟甲磺酰基；Ph：苯基；。R：烷基；TBS：tBuMeySi-；THF：四氢呋喃；TMS：三甲基硅基；Ts：对甲苯磺酰基。

2 . 海水中锂的提取
随着锂电池的广泛应用，锂已成为重要的战略资源，被称为白色石油。据估计，海水中锂的总含量为陆地锂总含量的5000倍以上，但海水中锂的质量浓度仅为0.1-0.2ppm，从海水提取锂首先需要对低浓度的Li⁺进行选择性富集。Li⁺能够嵌入某些氧化物并在一定条件下脱出，据此可以进行Li⁺的富集。
(1)以Li₂CO₃和MnO₂为原料，充分混合后在720°C下煅烧3h，冷至室温后即可得到复合氧化物LiMn₂O₄(LMO)。用1molL^-1的HCl在60°C处理LMO，将其中所有Li⁺置换后得到HMO，HMO可以和Li⁺反应再生成LMO，然后LMO与酸作用脱出Li⁺从而实现Li⁺富集。如此，可以循环处理。
①写出合成LiMn₂O₄的方程式_____。
②用酸处理LMO时，除离子交换反应之外，也会发生一个副反应，该副反应导致固体中Mn的平均氧化态有所升高，写出副反应对应的化学方程式。这一副反应对再生后的HMO的锂富集性能有何影响_____？
(2)利用电化学富集锂也是有效的方法之一、某电化学系统如图所示，其包含两个电池单元，中间区域置有具有一维孔道结构的λ-MnO₂，该孔道可以容纳合适的阳离子进出。MnO₂电极通过阳离子交换膜与两个电化学池中的对电极隔开，腔室1和2中的电解质分别为0.5M的Na₂SO_4.和0.1M的LiOH．该电化学系统的工作步骤如下：
   
i．向MnO₂所在腔室通入海水，启动电源1，使海水中的Li⁺进入MnO₂结构而形成Li_xMn₂O₄；
ii．关闭电源1和海水通道，启动电源2，同时向电极2上通入空气，使Li_xMn₂O₄中的Li⁺脱出进入腔室2。
①为衡量MnO₂对Li⁺的富集效果，将0.50M的LiC1溶液通入MnO₂(4.8mg)所在腔室，启动电源1，使电流恒定在5.0mA，累计工作325s后发现MnO₂的电极电势快速下降，计算所得Li_xMn₂O₄中的x_____。
②写出上述过程中发生腔室2中阴极和阳极上的电极反应_____。

3 . 有机合成涉及的选择性主要有化学选择性、区域选择性和立体选择性等，是学习的重点。
(1)画出以下两个氧化反应主要产物A和B的结构式：_____。
A   B
(2)烯基环氧化合物(烯基与环氧直接相连)是重要的合成前体。如下由消旋底物C为原料制备烯基环氧化合物E的路线具有很好的非对映选择性(非对映选择性过量值>10：1)。随后，E可以在乙酸的作用下转化为内酯G₁和G_2。
   
①画出产物D的立体结构式，并判断哪些属于主要产物(在你所画的结构式上圈出即可)_____。
②由D到E的转化过程属于哪类重排反应类型_____。
③画出关键中间体F的立体结构式，并判断产物G1中三个手性中心的绝对构型_____。
(3)烯基环氧化合物H在Lewis酸(LA)催化下经中间体I和J转化为产物；但不同的Lewis酸会形成不同的产物，如LA为BF₃·Et₂O时主要产物为K；而TMSOTf催化下则为L。
      
①依据以上信息，画出关键中间体I和J及产物K和L的立体结构式(分离后没有得到六元环并六元环的产物，K含氧杂氮杂五元环L含六元环并七元环)_____。
②简述为何在BF₃·Et₂O催化下的产物为K_____。

4 . 对题目(1)至(5)所提问题进行判断并提供合理解释。对题目(6)和(7)则按所给条件和要求解答。
(1)丙酮和六氟丙酮中哪个分子偶极矩更大_____。
(2)2，4-戊二酮的烯醇含量在水中还是在正己烷中高？将溶剂水换成二甲亚砜，2，4-戊酮的pK_a是降低还是升高_____。
(3)(2E，4Z，6E)-辛-2，4，6-三烯在光照下关环后两个甲基是顺式的还是反式的？_____。
(4)乙酸乙酯、乙酰氯、N，N-二甲基乙酰胶中哪个化合物a-氢酸性最强？_____。
(5)吡啶和六氢吡啶中哪个分子偶极矩更大？_____。
(6)2-氟-5-三氟甲基吡啶与乙醇钠/乙醇的反应速率要比2，5-二氟吡啶快得多。为什么？_____。
(7)下表中列出酰肢化反应中常用的一些活化试剂。画出RCOOH被以下等量试剂活化后的中间体结构式(接下来与胺反应形成酰胺)_____。

8-7-1PPh3，CBrCl3	8-7-2CyN=C=NCy	8-7-3(CH3CO)2O
8-7-4	8-7-5	8-7-6

5 . 利用阴离子传递(ARC)的多组分反应可以高效构筑复杂分子的骨架体系。
(1)如下反应步骤是基于ARC的多组分反应(ASG为碳负离子稳定基团，E*为亲电试剂)，写出此反应关键中间体M、N以及O结构式_____。
   
(2)根据以上信息，画出下列反应主要产物的结构式(要求立体化学)_____。
   
(3)依据以上信息，画出构建如下产物所需三个反应原料的结构式(要求立体化学)_____。
   
(4)将ARC策略和羟醛缩合反应相结合，可以一锅法高效构筑双环骨架(如下图所示)。
   
①写出中间体P、Q及R的结构式(要求立体化学)_____、_____、_____。
②判断s-V中的哪一个为此转换的主要产物_____。
   
(5)S和T两者之间的关系为：_____。
a)对映异构体；b)差向异构体；c)非对映异构体。

6 . MAX相是-大类具有层状结构的金属碳化物或氮化物的总称，其中M为Ti、V、Nb等前过渡金属，X为碳或氮，A为Al、Sn、Ge、Sb等p区元素。MAX的结构中，M原子形成理想的密置层，M层之间采取密堆积(可连续分布)与简单六方堆积(通常以单层呈现)按一定方式有序堆叠形成三维结构。结构中，X填充在M层密堆积形成的所有八面体空隙中，A则有序占据M层简单六方堆积所形成空隙的一半，将其中的A元素选择性除去，可以分离得到二维的层状结构，称为MXene．MXene层中，最外层M可进一步与卤素、羟基等-1价端基T按1：1结合，形成端基T功能化的MXene(T-MXene)。因此，MXene的组成和结构多样且可调控，是当前二维材料的研究热点。
(1)若MAX相中，M和A的原子数比为n，写出MAX相(O)、二维MXene层(P)和T-MXene(Q)的组成通式。Q中T为-1价端基_____。
(2)某碳化物MAX相TI_AI，C结构属六方晶系，Ti层的排列方式为ABCCBAABCCBA。
①写出Ti_xAl_yC_z晶胞的组成_____。
②已知Ti_xAl_yC_z晶胞参数a=0.306nm，c=1.856nm。将M层密堆积形成的八面体近似为正八面体，计算简单六方排布相邻层的间距d(单位：m)_____。
③Ti_xAl_yC_z结构中，碳原子处在Ti密堆积形成的八面体中心。若将晶胞原点选在处于堆积中B层的Ti上，此时所有的Al恰好均处在c轴上。写出晶胞中所有碳原子的坐标参数_____。
④将Ti_xAl_yC_z在HF溶液中超声处理，可选择性去除其中的Al层，得到二维结构的MXene片层Ti_xC_x(反应1)，Ti_xC_x进一步步与F-反应，形成F-MXene(反应2)。写出反应1和2的化学方程式_____。
⑤T-MXene的性质与端基T密切相关。利用熔融ZnCl₂与Ti_xAl_yC_z在550°C反应5h，可以得到Cl为端基的CI-MXene(反应3)。将Cl-MXene在CsCI-KCl-LiCl混合熔盐与Li₂Se反应18h，可以得到端基为Se的Se-MXene(反应4)。写出反应3和4的化学方程式_____。
⑥对于6-2-4中用HF水溶液处理得到的F-MXene，能否发生与6-2-5中反应4类似的反应？简述原因_____。
生命体中，各种物质的结构和功能都与基础化学密切相关。磷脂和蛋白质就是其中的重要代表。

7 . 复盐的组成
在NH₄Cl-CuCl-H₂O体系中，结晶出一种淡蓝色的物质A，其组成可表示为xNH₄Cl·CuCl₂·yH₂O。称取1.4026g晶体A，溶于水并在250mL容量瓶中定容。Cl^-分析：移取25.00mL溶液，加入2滴0.5%荧光黄的乙醇溶液和一滴稀NaOH溶液，再加2mL0.5%淀粉溶液，用0.1036molL-1AgNO₃溶液滴定(反应1)，至出现粉红色，消耗19.52mL：Cu²⁺分析：移取25.00mL溶液，加入1molL-1H₂SO₄溶液5mL，再加固体KI1.5g，混匀并放置(反应2)，用0.02864molL-1Na₂S₂O₃溶液滴定(反应3)，至棕色较浅时加入2mL0.5%淀粉溶液，继续滴至蓝紫色恰好消失，消耗17.65mL。
(1)写出反应1-3的方程式_____。
(2)通过计算确定A中x和y的值。(NH₄Cl式量53.49，CuCl₂式量134.5)_____。

8 . 同为常见小分子，NO星光熠熠，H₂S却臭名昭著。然而，近期研究发现，在生命体系中NO与H₂S窃窃私语。研究二者的相互作用对于解开生命起源、理解生理过程的奥秘至关重要。NO与H₂S之间的反应及产物非常复杂，这里我们一起关注一些重要的基本问题。
(1)早在19世纪，NO与H₂S的反应就受到关注。依赖于反应条件甚至容器(表面可能作为催化剂)，可以得到多种产物。最简单的一种就是产物中出现两种单质(反应1)，而反应过程出现笑气也是绕不开的步骤(反应2)，条件适当的时候，还会产生硫化铵(反应3)。写出反应1-3的方程式_____。
(2)研究发现，HNO、HSNO、HSSNO、HS₂^-等均是生理过程的关键物种，可由NO与H₂S作用产生。
①HSNO(A)表达式给出的原子次序就是其连接方式。画出A及其共轭碱(B)的Lewis结构式(要求最稳定的形式)_____。
②尽管A是最稳定的形式，但是通过低温下光解反应，也可以得到其他键合方式不同的异构体。画出A所有其他合理异构体的骨架结构_____。
③据信SSNO^-参与多个生理过程。其中涉及SSNO^-形成及变化的可能反应及热力学常数
如下：

计算298K下HSSNO的酸解离常数K_a_____。
(3)为理解佥属离子在相关过程的作用，开展了如下研究：空气中，在络离子A([Ru(EDTA)(OH)]^2-，EDTA为乙二胺四乙酸根)的溶液中，加入NaHS溶液并充分搅拌，溶液变为蓝绿色，对应于双核络离子B的生成(反应4)。分别取A和B的溶液，在惰性气体保护下，加入被NO饱和的磷酸盐缓冲液(pH=8.2)，充分反应，A转化为C，B转化为D(反应5)。借助于质谱分析，计算出四个络离子的式量分别为A：406.3，B：842.7，C：419.3，D：451.4.磁性测量发现，C为抗磁性，D为顺磁性。
①写出络离子B、C、D的结构简式_____。
②写出反应4和5的离子方程式_____。
③画出C和D中佥属离子d轨道在八面体场(近似看作正八面体)中的分裂图并给出d电子排布_____。

9 . 向H₂Pt(OH)₆水溶液中加入足量的Na₂S₂O₃溶液，调整pH至11.4，在高压水热釜中150℃反应17h，得到一种深棕色的晶体(A·nH₂O)。A是一种钠盐，式量为1359.4，A的阴离子B是种含三个Pt原子的多核络离子，仅含Pt、S、O三种元素，B中所有Pt的化学环境一致，配位原子均为s且Pt的配位数与典型的单核Pt配合物相同，存在两种化学环境不同的S，不存在Pt-Pt键和S-S键。
(1)通过计算和分析确定络离子B的组成_____。
(2)画出B的结构式_____。
(3)写出生成配合物A的化学方程式_____。

10 . 镓的化合物
(1)半导体工业中通过刻蚀制造微纳结构，GaN是重要的半导体材料，通常采用含氯气体在放电条件下进行刻蚀。写出利用Ar-Cl₂混合气体放电刻蚀GaN的化学方程式_____。
(2)金属镓熔点很低但沸点很高其中存在二聚体Ga．1990年，科学家将液态Ga和l₂在甲苯中超声处理，得到了组成为Gal的物质。该物质中含有多种不同氧化态的Ga，具有两种可能的结构，分子式分别为Ga₄I₄(A)和Ga₆I₆(B)，二者对应的阴离子分别为C和D，两种阴离子均由Ga和I构成且其中所有原子的价层均满足8电子。写出示出A和B组成特点的结构笱式并标出Ga的氧化态_____，画出C和D的结构_____。
   
(3)GaI常用于合成低价Ga的化合物。将GaI与Ar’Li(Ar’基如图所示，解答中直接采用简写Ar’)在-78℃的甲苯溶液中反应，得到晶体E，E中含有2个Ga原子：E在乙醚溶液中与金属钠反应得到晶体F，X射线晶体学表明，F中的Ga-Ga键长比E中短0.028nm。关于F中Ga-Ga的键级历史上曾有过争议，其中一种观点认为，F中的Ca价层满足8电子。基于该观点，画出E和F的结构式_____。