【做題】2023北大春聯復賽試題解析（1）
注：
① 本試題為北京大學化學與分子工程學院命制，版權歸北京大學化學與分子工程學院所有。 本文為原件復制版，由 δ 協會制作；為盡量增強圖片的可讀性，協會對本文檔中題目的插圖進行了重繪，希望做到準確無誤。 實際情況請以原始文獻為準。
② 本文試對無機化學部分進行解析。
③ Up是小萌新，如有問題請佬 / 銠們指出！謝謝awa。
先來看熱身題。
不算難題，直接放答案咯：
接下來看看第二題。
這個題我答得不太好。
2-1是一個鹽酸環(huán)境，其中離子易歧化，Cu(Ⅰ)存在形式為配離子
。Bi(Ⅴ)常見存在形式為鉍酸根離子，酸性條件下表現氧化性。故反應式為
。
Cu(Ⅲ)瞬間解離為，瞬間與Cu(Ⅰ)發(fā)生歸中反應，即
。所以一共有兩個反應。
我當時把Cu(Ⅲ)的存在形式寫成了。根據Mr. Li（我的老師）的說法，
在固體中能穩(wěn)定存在，則不用考慮氧酰離子的事。不過這一點可能有點爭議，因為我查到一篇文獻說“金屬和超導氧化物中缺乏
”（如下）。
可能由于做題時信息不足吧，就題干而言Mr. Li所說的的確沒問題，所以呀，信息不足時就當最簡情況處理好咯！
2-2Cu(Ⅲ)瞬間解離為，沒法歸中，直接把水氧化，有
。水過量，所以Cu(Ⅲ)無剩余，無后續(xù)反應。同時鉍酸根離子與Fe(Ⅱ)反應，有
。Fe(Ⅱ)過量，鉍酸根離子無剩余，無后續(xù)反應。
對于第一個反應，為什么Cu(Ⅲ)不和Fe(Ⅱ)或者氯離子反應？我覺得是因為Cu(Ⅲ)離子必定先與溶劑接觸，所以必然優(yōu)先和水反應（動力學有利）。
接下來2-3直接解方程組即可。參考答案與評標如下。
（插一句：乍一看這個答案可能不明白，但自己把方程列一邊就懂了）
然后是晶體題。
3-1，我自己推了一下，大概長這樣：
由此個數Ca:Si = 1:1，Si一共4套等同點，則Ca亦然。點陣型式為體心四方，結構基元為Ca4Si4。
3-2，自己數罷，從略咯（卻是我不太喜歡的一種題……）。
3-3，Si-Si鍵長恒定，則硅簇中成Si-Si單鍵。易得Si的氧化數為-2（），則有2對lp。
3-4，由前幾問可知Ca-Si鍵離子性強，且本文Si最外層有8電子，則可用離子鍵理解之。平面結構，Si還是三連接的，則可推斷Si以六元環(huán)形式無隙并置（類似單層石墨結構??！），由于Si化學環(huán)境唯一，則Ca位于六元環(huán)中心位置。
評標如下。
接下來是第四題，我們一問一問看。
考慮主反應，由于總反應是水分解制氫，所以二氧化硫/碘必然做催化劑，且機理必然包含氧化還原反應。由反應2，因為得到白色沉淀，且反應1為氧化還原反應，則A解離產物含硫酸根離子。由此，B為還原產物，則B中碘氧化數為-1；由元素守恒定律，得知A為硫酸，B為碘化氫。反應3與4為分解反應，則此步釋放催化劑，分別是A與B的分解。由此寫出方程式即可。（注意，反應2寫離子方程式）。評標如下。
接下來看4-2。
4-2-1，由于水分解制氫的要求是溫度越低越好（見總題干）且僅從熱力學考慮，則考慮各反應達到化學平衡狀態(tài)時（）的反應溫度即可。對原曲線適當延長，得：
顯然，即體系(2)高價氧化物分解產生低價氧化物和氧氣的溫度高于水直接分解的溫度，而(1)的低于水分解溫度。所以體系(1)更適合。
注：反應方向與平衡時溫度嚴格無關。
（為什么？因為平衡移動方向與平衡轉化率無關啊……）
4-2-2，
由于圖中所給反應均為逆反應，則對于體系(1)，當時，水的分解反應在熱力學上有利；當
時，氧化物還原反應熱力學有利。所以水分解反應溫度范圍
，氧化物還原反應溫度范圍
。本問評標如下。
然后是4-3與4-4。
考查錳的化學。首先，即
，碳酸鈉過量，水氧化性不強，Mn(Ⅱ)被氧化到
，則
。
然后變酸性環(huán)境，。
最后放氧釋放催化劑。
注：Mn(Ⅲ)在酸性環(huán)境下易歧化，我感覺Mn(Ⅲ)在堿性條件下就以的形式存在罷……
高中必修一的題……
第一步由已知信息，得知。
接下來生成氫氣，考慮堿金屬性質，。
生成氧氣，考慮過氧化物的性質，。
評標如下。
之后是第五題。
不算難題。只說兩點。
5-1②，，解出
，所以Cu(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)?之間存在磁作用，且分子內多個磁矩幾乎相互抵消，即磁矩傾向于反平行排列。（我當時就寫得不太嚴謹……）
5-4，主要考慮電子組態(tài)，考慮CO為強場配體即可，挺開放的結構大題，感覺能說很多東西。
（也歡迎大家貢獻下自己的想法捏）
最后是第六題。
畫個重點：“烷基取代的三嗪衍生物中的 C-O 鍵，可被作為‘休眠’的共價鍵交聯點用于制備完全可回收的熱固性聚合物。”由此可推測反應位點在C-O?鍵處。由于-OR是一個很好的離去基團，所以我們猜測：本反應大概率為取代反應。
6-1，由上文分析，可知大概率三個-OEt均被取代，再加上反應物A（基于常識，有機反應一般沒有無機反應進行得那么充分），故一共四種產物。再利用質譜質荷比（m/z值）數據檢驗即可。
6-2，如圖可知，，則本反應為一級反應。將數據代入Arrhenius方程的積分式即可，從略。
6-3①照葫蘆畫瓢即可；②被補全方程式的產物中有EtOH，所以可在TBD作用下加入過量乙醇拉動平衡逆移。（當然我自以為我這么說沒問題）
本題評標如下。
當然6-3的n-聚合符號是我加上去，我覺得應該加，但原答案沒寫……
還是那句話，若有錯請指出！阿里嘎多……
To be continued …
（2023年7月12日）
