2004年全国高中学生化学竞赛理论试题.pdf

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1、北京： 高等教育出版社， !#： $ %$&!# 年全国高中学生化学竞赛理论试题广东省化学学会命题组第 $ 题选取下表中的合适物质的字母代号 （ ( )） 填入相应标题 （! % ） 后的括号中 （单选） ， 并按要求填空。*+,-./)01!2010!130!)40)30!14)!0!1!0)!1)! （5 5 ） 不是平面分子， 其衍生物用作高能燃料。# （5 5 ） 存在两种异构体， 其中一种异构体的结构为： 6666666666666666666666666。$ （5 5 ） 具有线型结构， 789:; 结构式中每个键的键级为 !) ? 或) ?#4 的对画图。图中任何 ! 种物种联线

2、的斜率在数值上等于相应电对的标准电极电势 !或 !*， 、 *分别表示 ) ? （实线） 或 ) ?#4 （虚线） 。上图中各物种的 )!#!$ % 图的数值如下表所示：%!)1)1!13%14%*%!1%1!%13%14%.%3ABBBB.%3 ABBBB+#%#3A#A#4&#$3!&$&+#%# 3A 4# $! 3C3 #C*D%#A#AB$A#!*D%# A 4EB! A#4 4$F%E4#4EBE&$&!$F% E4 4EB# #! 4#$E!4 年第 3 期5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 化5 学5 教5 育! #用上表提供的数据计算：!（#$%& %

3、）!（#$%& %）!（()#*%& +()#,）! !由上述信息回答： 对同一氧化态的卤素， 其含氧酸的氧化能力是大于、 等于还是小于其含氧酸盐的氧化性。! $溴在自然界中主要存在于海水中， 每吨海水约含 -. /* 01 溴。2,的沸点为 34. 54 6； 溴在水中的溶解度 $. 34 1&/- 1 +,# （,- 6） 。利用本题的信息说明如何从海水中提取 2,， 写出相应的化学方程式， 并用方框图表达流程。第 $ 题过氧乙酸是一种广谱消毒剂， 可用过氧化氢与乙酸反应制取， 调节乙酸和过氧化氢的浓度可得到不同浓度的过氧乙酸。过氧乙酸的含量分析方法如下：准确称取 -. 3-,5 1 过氧

4、乙酸试样， 置于预先盛有 *- 78 +,#、 3 78 $ 79)& 8 +,:#*溶液和 , ; $ 滴 /79/& 8 79)& 8 ?=#*标准溶液滴定至溶液呈浅粉色 （$- 不褪色） ， 消耗了/,. *A 78； 随即加入/- 78 ,- B ? 溶液和, ;$ 滴 （C+*）,/ 78。$ #写出与测定有关的化学方程式。$ !计算过氧乙酸的质量分数 （要求 $ 位有效数字； 过氧乙酸的摩尔质量为 5. -3 1& 79)） 。$ $本法的 ?. , I/-%$*J） ， $%是电子质量 （A. /-A I/-%$/01） ， & 是大环周边的长度， 量子数 H-， K/， K,，

5、 。计算电子从基态跃迁到第一激发态需要吸收的光的波长。第 & 题氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作能源， 必须解决好安全有效地储存氢气问题。化学家研究出 利用合金储存氢气， 8ECD3是一种储氢材料。 8ECD3的晶体结构已经测定， 属六方晶系， 晶胞参数 H3/ G7， ( H$A5 G7， 晶体结构如图所示：& #从 8ECD3晶体结构图中勾画出一个 8ECD3晶胞。& !每个晶胞中含有多少个 8E 原子和 CD 原子？& $F 8ECD3晶胞中含有 $ 个八面体空隙和 个四面体空隙， 若每个空隙填入 / 个 + 原子， 计算该储氢材料吸氢后氢的密度， 该密度是标准状态下氢气密度 （4.

6、A45 I/-%31L7%$） 的多少倍？ （氢的相对原子质量为/. -4； 光速 ( 为 ,. AA4 I/-47%/； 忽略吸氢前后晶胞的体积变化） 。43化F 学F 教F 育F F F F F F F F F F F F F F ,-* 年第 $ 期第 ! 题地球表面约! #以上是海洋， 全球约$% #的生物物种在海洋中， 由此可见海洋拥有极其丰富的天然资源， 是亟待开发的天然宝库。从某种海洋微生物中分离得到具有生理活性的有机化合物 &， 用质谱法和元素分析法测得 & 的化学式为 (%)*+,-。在苯溶液中， & 可与等摩尔的 ./ （,&0）-反应， 生成物经酸水解得乙醛酸和另一化合物

7、 1。1遇热失去一分子水得化合物 。将 与 234,-溶液共热得草酸和十一酸。! #请写出化合物 &、 1 和 的结构式。! $5 & 可能存在多少种光学异构体？! %已测得化合物 1 为 6 7 构型， 请写出化合物 & 最稳定的构象式。! &写出 & 的 8 7 羟基与 ! 7 甘露糖形成的 ! 7 单糖苷的构象式。! 7 甘露糖的结构式如下：第 题 #写出下列反应式中 & 9 : 的结构式：提示： 药物合成中常见如下反应： $写出下列反应式中 ; 9 (%2） 列于下表：物质#!? AB?CD7($#? B27(?CD7()8,) （E）7*FF*8$ +(,*（E）78$8%(*(8

8、F-, （E）7(%*($! $()*, （E）7*-(+*(+ +8)*（E）(8 %$( $上述 * 种工艺产生的少量 , 会吸附在燃料电池的 .G 或其它贵金属催化剂表面， 阻碍 )*的吸附和$%*- 年第 8 期5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 化5 学5 教5 育电氧化， 引起燃料电池放电性能急剧下降， 为此， 开发了除去 ! 的方法。现有一组实验结果 （#$%） 如下：! （&）()*（&）!*（&）!#$ !#*$ !+!) ! 分子数 （,- 活性位.）/(!#$ !#*$ !+!) ! 分子数 （,- 活性位.）/($0 $#$0$(*$0#$0 $

9、($0 $($1$0 $($0$(10$0 $($0 $1$#$0 $(1$0$(#0$0 $($0 $2$3#$0 $45$0$(*0$0 $($0 (*5$0 $5$0$(0(6 6 表中 !#、 !#*分别为 ! 和 *的分压； +!为以每秒每个催化剂 ,- 活性位上所消耗的 ! 分子数表示的! 的氧化速率。6 6 （(）求催化剂 ,- 上 ! 氧化反应分别对 ! 和 *的反应级数 （取整数） ， 写出速率方程。6 6 （*） 固体 ,- 表面具有吸附气体分子的能力， 但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时， 才能脱附， 重新

10、回到气相。假设 ! 和 *的吸附与脱附互不影响， 并且表面是均匀的， 以 ! 表示气体分子覆盖活性位的百分数 （覆盖度） ， 则气体的吸附速率与气体的压力成正比， 也与固体表面的空活性位数成正比。6 6 研究提出 ! 在 ,- 上的氧化反应的一种机理如下：6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 ! 7%!， 89.%!，$%559:.! / 7*7%*，#89.* / 7! / 7 (*#/ 7!*;*7其中 %!， 89.、 %!， 9:.分别为 ! 在 ,- 的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数， %*， 89.为 *在 ,- 的活性位上的吸附速率常数。7 表示 ,- 催化剂

11、表面上的活性位。! 在 ,- 表面活性位上的吸附比 *的吸附强得多。试根据上述反应机理推导 ! 在催化剂 ,- 表面上氧化反应的速率方程 （不考虑 *的脱附； 也不考虑产物 !*的吸附） ， 并与实验结果比较。! #有关物质的热力学函数 （*250 (#%） 如下：物质!&!?/(%/(?/(A*（&）$(;$0 #2*（&）$*$#0 $;A* （&）/*4(0 5*(550 5;A* （）/*5#0 54320 24在 ;1;0 (#%， ($ =B8 下， 水的蒸发焓 !C8D!%/(%/(?/(。（(） 将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。燃料电池的理论效率是指电池所

12、能做的最大电功相对于燃烧反应焓变的效率。在 *250 (#%， ($=B8 下， 当 (? A*燃烧分别生成 A* （） 和A* （&） 时， 计算燃料电池工作的理论效率， 并通过计算分析两者存在差别的原因。（*） 若燃料电池在 41;0 (#%、 ($=B8 下工作， 其理论效率又为多少 （可忽略焓变和熵变随温度的变化） ？（;） 说明 （(） 和 （*） 中的同一反应有不同理论效率的原因.。下6 期6 要6 目可吸入颗粒物及其危害有机固体化合物无溶剂反应化学与科学课师资培训组织课堂讨论的 ; 个环节$3化6 学6 教6 育6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 *$4 年第 ; 期2004年全国高中学生化学竞赛理论试题2004年全国高中学生化学竞赛理论试题作者：广东省化学学会命题组作者单位：刊名：化学教育英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION年，卷(期)：2004，25(3)被引用次数：0次 本文链接：http:/