天津消息：7月18日，第54届国际化学奥林匹克(IChO2022)在天津闭幕。闭幕式前，记者采访了IChO2022科学委员会委员张新行，听他揭秘这一国际化学领域顶级竞赛命题背后的故事。

张新行，IChO2022科学委员会委员，南开大学化学学院教授。他介绍，本次大赛命题组共有30多名成员，主要由南开大学化学学院教授和北京大学、郑州大学、清华大学、中国科学技术大学、浙江大学、吉林大学、上海科技大学的化学教授组成。9个题目被科学委员会分成9个命题组。从2021年7月开始，经过一年的反复选题、构思、背景、科学讨论，最终确定在2022年7月初。

IChO2022以理论考试的形式进行，考试题目主要涵盖无机化学、有机化学、物理化学、结构化学、分析化学等。竞赛有九个问题。问题1到5涵盖了分析化学、无机化学和物理化学。第六题到第九题是有机化学题。

“这个比赛在中国举办，题目要体现中国特色。其中有中国古代化学的辉煌成就，也有中国科学家在当代化学领域取得的辉煌成就。”张新行介绍，比如利用1000多年前中国人使用含铬黑釉制作精细瓷器的历史，考察了铬化学的应用；20世纪60年代，中国科学家首次合成了结晶牛胰岛素，用于研究蛋白质的合成和修饰。

他特别提到，第八个问题描述了手性螺环配体诱导的对映选择性合成。“目前我们临床上使用的药物，有一半以上是手性药物。2019年，南开大学周齐林教授团队因‘高效手性螺环催化剂的发现’获得国家自然科学奖一等奖。这一成就不仅是中国的荣誉，也是全人类的健康福祉。”展现中国化学对世界科技进步的杰出贡献。

此外，竞赛题还围绕全球对新型冠状病毒核酸定性和定量检测的需求、关键储能材料支撑的碳中和战略目标、多硫化物在锂硫电池中的重要作用、通过蛋白质的合成和修饰探索生命奥秘、天然产物全合成对人类生命健康的重大意义等展开。

“这9道理论题不仅是为了测试参赛选手的化学知识，也是为了让大家了解化学在人类文明中的重要作用，以及中国自古以来化学发展的显著成就。”张新行说。

IChO2022科学委员会审查文件

化学是一门以实验为基础的学科。受疫情影响，今年的比赛在云上举行。为了让参赛选手仍然体验化学实验的操作，IChO2022引入了虚拟仿真实验和在线实验题。通过采用计算机仿真和虚拟现实技术，实现了理论与实验的紧密结合，参赛选手可以打破时间和地域限制，以“彩蛋”的形式体验实验的乐趣。

据介绍，实验操作共有六个问题，包括阿司匹林的合成、乙酰二茂铁的合成、过氧化氢催化分解速率的测定等。都是常规的化学实验操作，考验参赛选手的动手能力。

IChO2022已在天津关闭。为了让更多的化学爱好者和青少年参与到竞赛的魅力中来，缙云整理了竞赛题和委员会题分析，以飨读者：

背景：三年来，新冠肺炎在全球蔓延，造成5亿多人感染，600多万人死亡。因此，开发一种快速简便的新冠肺炎感染检测方法是抗击疫情的关键。)

第一部分提出了一种基于金纳米粒子的核酸视觉检测技术。

解析：该问题涉及分析化学中颜色与吸收波长的关系、比尔-朗伯定律和标准加入法。

背景：铬是元素周期表中间的重要元素。1000多年前，中国的智者用含铬黑釉制作出精美的瓷器。在现代，由于其可变的化合价，铬基材料被广泛用于彩色颜料和偶联及脱氢反应的催化剂中。)

第二个问题是关于铬在化学反应和催化中的价态、颜色和配位方式的变化。

解析：结构化学和晶场理论的基础知识对于解决这个问题非常重要。

背景：众所周知，气候变暖是全球面临的最严峻的挑战之一。大气二氧化碳浓度的增加被认为是全球变暖的主要驱动力之一。中国在2020年第75届联合国大会一般性辩论中提出，力争到2030年实现二氧化碳排放峰值，到2060年实现碳中和。实现碳中和的战略包括植树造林、二氧化碳捕获和储存以及大规模使用清洁和可再生能源。)

第三部分考察了二氧化碳捕集和转化的基础知识，介绍了类沸石咪唑骨架的基础知识和应用。

背景：元素硫自古以来就被人类所认识和利用。)

第四个课题从元素硫的制备入手，研究了SO2的返滴定定量分析。通过计算锂硫电池的工作容量时间，显示了这种电池迷人的潜力。接下来，针对当前锂硫电池的研究热点，提出了一些问题。

分析：电解液中多硫化物的形式对锂硫电池在充放电过程中的溶解-沉积反应有重要作用。不同构象对多硫化物离解平衡的影响是一个有趣但容易被忽视的化学问题。

背景：人为释放NOx引起的化学反应促进了雾霾的形成，但在物理化学的努力下，我国的雾霾问题得到了很大的缓解。)

第五个问题是关于氮氧化物之间的相互转化。我们可以称之为NOx。

解析：理解第五个问题中NOx相互转化的热力学和动力学，对于理解这些严重环境污染问题的产生和缓解具有重要作用。

背景：众所周知，膦试剂在过渡金属催化反应中被广泛用作配体。在过去的二十年里，膦试剂作为亲核催化剂显示了很强的催化活性。)

第六个问题从另一个方面说明了叔膦试剂在催化中的应用。本文以陆的(3 2)环加成反应为例，介绍了膦系催化剂的催化模式、如何引发不对称反应及其在天然产物合成中的应用。

背景：1965年9月17日，我国科学家首次完成了结晶牛胰岛素的合成，在探索生命奥秘的征途上迈出了至关重要的一步，开启了蛋白质合成的新纪元。)

第七个问题涉及蛋白质的合成和修饰。它是蛋白质生命中重要的活性有机分子。蛋白质的修饰或合成为探索生命的奥秘提供了独特的视角。然而，复杂蛋白质的合成极具挑战性。

背景：南开大学周齐林教授开发了一系列基于手性螺环骨架的高效催化剂，广泛应用于手性药物的工业生产。手性螺环催化剂可以给出高达99.9%的对映选择性和450万的转化数，将不对称合成的效率提高提升到了一个新的高度。目前临床上使用的药物有一半以上是光学纯的单一镜像异构体，可见手性分子在人类健康领域发挥着至关重要的作用。)

第八个主题描述了手性螺环配体诱导的对映选择性合成。

背景：2019年，中国上海药物研究所岳建民教授分离出大叶仙茅内酯并完成其全合成。)

第九题显示中草药提取物大叶仙茅内酯的全合成。

分析：这个题目涉及到从D- manni构建这种天然产物的骨架及其立体中心的构建