2004年全国高中学生化学竞赛理论试题答案.pdf

《2004年全国高中学生化学竞赛理论试题答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2004年全国高中学生化学竞赛理论试题答案.pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、!#年全国高中学生化学竞赛理论试题答案（广东省化学学会命题组）第$题!（）（#）；!$#%$#%或$#%$%!#（&）!$（）；等电子体是#(%)(*、+(#,)等!%（-）!&（.）；主要做还原剂!（+）!(（/）；反应式为.($(%(0$(%1.(%第!题(*2!&)（3%4*5 3*）026 78 9!+)（3%4*5 3*）076(:9!&)（#,%)*5.#,%(）026(9(*(大于(*4化学方程式：!（2）将氯气通入浓缩的酸性（或弱酸性）海水中，!#,(1(+;*0(#,*1+;(!（(）压缩空气将溴吹出，碱性溶液吸收：4+;(1 4#%4(*0+;%4*1+;*1 4#%(!或

2、 4+;(1:%.*0+;%4*1+;*1 4.(%!（4）浓缩!（)）酸化，压缩空气将溴吹出!+;%4*1+;*1:.10 4+;(+1 4.(%!（?%)1 4.(A%)1(A%)1 3 1(.(A%)1#.4#%.0(.A%)1#.4#%.1.(%1 3(!3(1($C(A(%40($C3 1$C(A)%:4*(计算过程：!0#$2777 D(%D2770(46:2 D76 272B DE:6 72777 D(D76 7(ED27702B6(F过氧乙酸的质量分数 076 2B(4*4（2）低温是为避免过氧乙酸与高锰酸钾反应，或：为避免过氧乙酸分解（(）加入?A%)起催化作用。4*)过氧乙

3、酸不稳定。4*#.4#%.(*#.4#%.1 25(%(+第#题#)*2!#!（顺式）!#!（反式）)*(结构基元：!#!（顺式）!#!（反式）)*4结构：&0(%)*(，07，G2，G(，G4，大环周边长度*02B D2)7 0(6(D274HI 0(6(I&基0)(%)*(&激0(%)*(&0(%)*(（(*)(）08(%)*(#0(#&0(#8(%)*(0(%)#*(8(:化!学!教!育!(77)年第)期!#$%&$#&()&#%$*#&*#（%+#&($）$#,%,#&()-!+%*#&(./!+*0/吸收的波长+*0/第!题+(&+(晶胞中含有&个 12 原子和+个 34 原子+()

4、计算过程：六方晶胞体积：!#540&。!（+%&#&(*）#)%$.#&(*#)&66!*$%.#&(-7/)氢气密度：$!%&!$#&%*,%#&)*$%.-#&(-!%&,.*87/()%&,.*%$*.#&(+!&%*.#&)，大了&%*.#&)倍是氢气密度的&%*.#&)倍。第 题,(&（&）9%:&;#;&;（=）$=%:#;&;（=）$=):=%:=)（=）#$=;（）存在)!*个光学异构体（)）最稳定的构象式：以椅式表示，)个取代基均应处于平伏键（键），其中 位羟基为(构型，)位羟基为)(构型（-）应以)位羟基与*(甘露糖形成!(单糖苷为正确。第#题.(&.(第$题*(&:化学方

5、程式：甲醇水蒸气变换（重整）的化学反应方程式为：=);（8）?;（8）!=;（8）?)（8）（&）甲醇部分氧化的化学反应方程式为：=);（8）?&6;（8）!=;（8）?（8）（）以上 种工艺都有如下副反应：=;（8）?（8）!=;（8）?;（8）（)）反应（&）、（）的热效应分别为：!+,%（&）!（()$)%+&?%,?-&%*）A/BC(&:!-*%$.A/BC(&!+,%（）!（()$)%+&?%,）A/BC(&:!(&$%*+A/BC(&上述热力学计算结果表明，反应（&）吸热，需要),-年第-期:化:学:教:育提供一个热源，这是其缺点；反应（!）的#收率高，这是其优点。反应（#）放热

6、，可以自行维持，此为优点；反应（#）的#收率较低，且会被空气（一般是通入空气进行氧化重整）中的$#所稀释，因而产品中的#浓度较低，此为其缺点。%&#（!）(的氧化反应速率可表示为：!()&#($)%#!(&(#（*）将式（*）两边取对数，有+,!()+,%-!+,&(-+,&(#将题给资料分别作+,!(.+,&(、+,!(.+,&(#图，得#条直线，其斜率分别为：!=&!=!另解：&(保持为定值时，将两组实验数据（!(、&(#）代入式（*），可求得一个 值，将不同组合的#组实验资料代入式（*），即可求得几个 值，取其平均值，得=!同理，在保持&(#为定值时，将#组实验数据（!(、&(）代入式（

7、*），可求得一个!值，将不同组合的#组实验数据代入式（*），即可求得几个!值，取其平均值，得!=&!因此该反应对(为负一级反应，对(#为正一级反应，速率方程为：&#($)%&(#/&(（#）在催化剂表面，各物质的吸附或脱附速率为：!(，012)%(，012&(!3（4）!(#，012)%(#，012&(#!3（5）!(，162)%(，162!(（7）式中#8、#(分别为催化剂表面的空位分数、催化剂表面被(分子占有的分数。表面物种(#&9 达平衡、(&9 达吸附平衡时，有：!(#)!(#，012（%）#3)%(，162#(/（&(%(，102）（:）于是，有：!(#)%(#，012&(#!3)#

8、%(#，012&(#%(，162#(/（&(%(，012）（!;）令：%)%(#，012%(，162/%(，012%为(在催化剂=活性位的氧化反应的表观速率常数。由于(在催化剂表面吸附很强烈，即有#(=!，在此近似下，由式（!;）得到：!()!(#)%&(#/&(（!）上述导出的速率方程与实验结果一致。另解：(和(#吸附于催化剂=的活性位上，吸附的(与吸附的(#之间的表面反应为速率控制步骤，则可推出下式：!()%#(#(/（!-%(#(-%(#(#）#上式中的%、%(、%(#是包含%(，012、%(#，012、%(，162等参数的常数。根据题意，在!，于是上式可简化为式（!），即：!()%#(

9、#/#(按上述思路推导，同样给分。%&（!）#（?）-!/#(#（?）(#(（+）（!）#:%!4 A 时上述反应的热力学函数变化为：$B)!C（!）)&#%4%*DECF+&!$!*!C（!）)（5:*&!;4:&#;4;/#）EA&!CF+&!)&!5!7 EA&!CF+&!$!+!C（!）)$!)!C（!）&,$!*!C（!）G G G)（&#%4%*-#:%!4 H!5!7 H!;&）DECF+&!)!:DECF+&!燃料电池反应（!）的理论效率为：%（!）)$!+!C（!）/$!)!C（!）)%;I#（?）-!/#(#（?）(#(（?）（#）反应（#）的热力学函数变化为：$!)

10、!C（#）)&#*!%#DECF+&!$!*!C（#）)（!%&!;4:&#;4;/#）EA&!CF+&!)&*#%EA&!CF+&!$!+!C（#）)$!)!C（#）&,$!*!C（#）G G G)（&#*!%-#:%!4 H*#%H!;&）DECF+&!)&#%5 DECF+&!燃料电池反应（#）的理论效率为：%（#）)$!+!C（#）/$!)!C（#）):*4 I#个反应的$!+!C（!）与$!+!C（#）相差不大，即它们能输出的最大电能相近；然而，这#个反应的热函变化$!)!C（!）与$!)!C（#）相差大，有：$)$!)!C（#）&$!)!C（!）G G)*;!DECF+&!上述热函

11、变化差$)恰好近似为下述过程的热函变化)，有（下转第!页）*5化G 学G 教G 育G G G G G G G G G G G G G G#;*年第*期表!混合溶液的离子强度!，活度系数、活度#及浓度积$（#$%）实验离子强度活度系数活度浓度积序号!#$%&#!#$#%&$()(*+(),()+#()()(-#)+.(&+#()/(),()+()(,()(-0)1.(&+0()(,()1()+1()(-()(0-)+.(&+,()#1(),()+()(/()(0#)+.(&+1()(,1()1()+1()(-()(0#-)/.(&+-()0,(),0()+()(#()(#)+.(&+/()(,1

12、()1()+1()(-()(0#-)/.(&+(),#(),-()+#()(#()(#)-.(&+&!()（*+!）的浓度、加液方式的影响低浓度（%2()0(3456 7）的!（890）#溶液加到!%#饱和溶液中，由于配位平衡、离子强度的影响，使得$小于或接近&:;，无法产生!%#黄色沉淀。增大!（890）#的浓度，仍然存在配位平衡及离子强度的影响，此外还需考虑溶液混合导致的稀释效应。当!（890）#的用量较少时（见表#中的实验序号 0、1、/），配位平衡生成的!890$浓度变化不大，且溶液混合对!%#饱和溶液的稀释不明显（%&离子浓度变化也不大），所以$&:;，产生!%#黄色沉淀。随着!（8

13、90）#用量的增加，配位平衡的影响明显增强，离子强度也显著增大，使得游离的!#$离子浓度增加很少；同时，稀释效应使%&离子浓度明显降低，从而导致$2&:;（见表#中的实验序号,、-、+），!%#黄色沉淀溶解。至于一次加入适量!（890）#溶液不产生沉淀的原因是：沉淀的形成包括离子聚集成晶核、晶核按一定的晶格排列形成晶体#个过程。当晶核生成速率大于晶核成长速率时，离子很快聚集成大量晶核，过饱和度迅速下降，溶液中无足够多的离子再聚集在晶核周围进行定向排列，故观察不到沉淀的生成,。而逐滴加入!（890）#溶液并用玻棒搅拌，可以防止晶核的大量形成，有利于晶体定向成长。!结论=（）在饱和!%#溶液中加入

14、低浓度（%2()0(3456 7）或过量高浓度的!（890）#溶液，由于!#$离子的配位平衡、质子传递平衡、离子强度等因素的共同影响，使得$小于或接近&:;，平衡右移，不能产生!%#黄色沉淀。（#）缓慢滴加适量高浓度（%7()0(3456 7）的!（890）#溶液，$)?)ABC)7BCDE:FBCG44H 4I JKA3L:MNO，0MKAG)，*+1#=杨立新)氯化铅溶度积的测定与计算)大学化学，*-，（1）：0,&0-0=常文保，李克安)简明分析化学手册)北京：北京大学出版社，*+：1-,=张锡瑜等)化学分析原理)第一卷第一册)北京：科学出版社，#(：#(-�（上接第,-页345&P

15、,0)/H345&上述结果表明，由于#个燃烧反应的产物不同，所释放的热能（热函变化）也不同，尽管其能输出的最大电能相近，但其燃料电池的理论效率仍然相差较大。（#）在,/0)1Q 下，对于反应（#），有：!3（#）P&#,)+#H345&!-!3（#）P&,)#+Q&345&!.!3（#）P!3（#）&R!-!3（#）=P#()+H345&S#（#）P!.!3（#）6!3（#）P*)0 T（0）比较（）和（#）的计算结果，说明燃料电池的理论效率是随其工作温度而变化的，随着温度降低，其理论效率升高。反应的!.!3随温度而变化，!.!3随温度的变化主要是由+!-!3引起的。-#(,年第,期=化=学=教=育2004年全国高中学生化学竞赛理论试题答案2004年全国高中学生化学竞赛理论试题答案作者：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(4)被引用次数：0次 本文链接：http:/