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。
要求：凡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；气体普适常数；玻尔兹曼常数，阿佛加德罗常数。
有机化学常用缩写：：乙酰基；二丁基羟基苯；苄基(苯甲基)：丁基；环己基：equiv。：当量；乙基：甲基；三氟甲磺酰基：苯基：烷基；；四氢呋喃：三甲基硅基；对甲苯磺酰基。
一、DNA纳米结构(6%)
1.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0.34nm；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(DNAtile)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，如图所示：
（1）计算两个连接点之间的间距___________(以nm为单位)，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___________。
（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的末端引入一个荧光基团(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。
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，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
160.0
300.0
荧光强度(a．u。)
12.30
13.75
14.99
15.97
16.39
（3）将6条双链DNA“捆绑”在一起可以制成纳米弹簧。如果将这个弹簧的一端固定在表面，另一端连接上蛋白质分子，则通过测定该弹簧的振动频率可以得知蛋白质的分子量，如图所示。已知图中单个双链DNA分子的弹性系数k为，整个体系振动频率，其中为6根“捆绑”双链DNA的弹性系数，m为体系的质量(DNA的质量相对于蛋白质的质量来讲可忽略不计)。振动频率测定装置的频率测定上限为1.000GHz，计算该纳米弹簧能够测定的蛋白质的最小分子量___________。
（4）为了区分双链DNA和未配对成功的单链DNA，常用一种荧光染料吖啶橙作为指示分子。它与双链B型DNA结合吸收峰在502nm，与单链未配对的DNA结合吸收峰在460nm，解释其与双链和单链DNA结合吸收峰不同的原因___________。吖啶橙的结构如下：
二、过氧化物的制备(6%)
2.过氧化钙()微溶于水，溶于酸，可作为用医用防腐剂和消毒剂，也可作为改良剂为农业、园艺和生物技术应用提供氧气。
（1）以下是一种实验室制备过氧化钙方法的流程图：
①选择步骤①中应当略过量的试剂___________。
A．稀盐酸B．碳酸钙
②解释步骤①中该试剂应当略过量的原因___________。
③步骤①中煮沸操作目的是___________。
④步骤①中过滤操作的目的是___________。
（2）①写出步骤②中生成的反应方程式___________。
②步骤②中的混和操作，应当选择哪种方式为宜___________。
A．将氯化钙溶液滴入氨水-双氧水混合液中B．将氨水—双氧水混合液滴入氯化钙溶液中
③解释选择上小题中混和方式的原因___________。
（3）①可采用量气法测定过氧化钙的含量。量气法实验装置如图所示。加热至350°C以上时迅速分解生成和。采用量气法可以测定产品