(好資料)2005年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽決賽理論試題

2005年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽決賽理論試題2005. 1. 15. 上海競(jìng)賽時(shí)間4.5小時(shí).遲到超過(guò)30分鐘者不能進(jìn)考場(chǎng).開(kāi)始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng).時(shí)間到,把試題和答卷紙裝入信封,放在桌面上,立即撤離考場(chǎng).試卷和答卷裝訂成冊(cè),不得拆散.所有解答必須寫(xiě)在答卷紙的指定位置;用黑色墨水筆或圓珠筆答題.不得攜帶任何其它紙張進(jìn)入考場(chǎng).需要額外的答卷紙或草稿紙時(shí)可舉手向監(jiān)考老師索取.在答卷紙頁(yè)眉自填總頁(yè)數(shù)和頁(yè)碼.必須在試題首頁(yè)左邊和每頁(yè)答卷紙左邊指定位置填寫(xiě)營(yíng)號(hào)及姓名,否則按廢卷論.允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具.不得攜帶鉛筆盒,通訊工具入場(chǎng).第1題(8分)白色晶體X是用濃硫酸與尿素反應(yīng)產(chǎn)生的.X不含結(jié)晶水,不吸潮,易溶于水,摩爾質(zhì)量小于100gmol-1, 用途廣泛,如造紙,紡織,電鍍,水處理和有機(jī)合成等.野外地質(zhì)人員用它來(lái)鑒定石灰?guī)r遠(yuǎn)比用鹽酸方便.在酸性條件下,1摩爾X與過(guò)量亞硝酸鈉水溶液反應(yīng),釋放出1摩爾氮?dú)?接著加入過(guò)量的BaCl2水溶液,產(chǎn)生1摩爾BaSO4沉淀.1-1 寫(xiě)出X的結(jié)構(gòu)式和化學(xué)名稱(chēng).(寫(xiě)不出結(jié)構(gòu)式可從監(jiān)考教師處得到答案,但要當(dāng)場(chǎng)扣2分;仍應(yīng)回答本題其他問(wèn)題).1-2 寫(xiě)出上述制備X的化學(xué)方程式.1-3 寫(xiě)出X在酸性條件下與亞硝酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式.在近中性溶液中,1 mol 高碘酸與過(guò)量碘化物反應(yīng)產(chǎn)生1 mol I2 , 將所得溶液酸化,又產(chǎn)生3 mol I2.1-4 用配平的化學(xué)方程式來(lái)說(shuō)明上述現(xiàn)象.油氣井開(kāi)采到后期一般需要注水以開(kāi)采深層油氣,過(guò)一段時(shí)間后往往還要再注入甲醇之類(lèi)有機(jī)溶劑才能產(chǎn)出更多的油氣.15 簡(jiǎn)述注入甲醇的作用.第2題( 6分)2-1 在答卷紙給出的空模板上畫(huà)出trans-二氯 二(2,3-丁二胺)合鈷(III)離子的所有幾何異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式.(注:2,3-丁二胺又名2,3-二氨基丁烷)2-2 指出其中有旋光性的異構(gòu)體.2-3 已知其中有一種異構(gòu)體的氯被其他負(fù)一價(jià)陰離子取代的速率最慢.它是哪一種 如何理解它的這種性質(zhì) 第3題(10分) 目前商品化的鋰離子電池正極幾乎都是鋰鈷復(fù)合氧化物,其理想結(jié)構(gòu)如答卷紙的圖3-1所示.3-1 在答卷紙的圖3-1上用粗線框出這種理想結(jié)構(gòu)的鋰鈷復(fù)合氧化物晶體的一個(gè)晶胞.3-2 這種晶體的一個(gè)晶胞里有幾個(gè)鋰原子,幾個(gè)鈷原子和幾個(gè)氧原子 3-3 給出這種理想結(jié)構(gòu)的鋰鈷復(fù)合氧化物的化學(xué)式(最簡(jiǎn)式).3-4 鋰離子電池必須先長(zhǎng)時(shí)間充電后才能使用.寫(xiě)出上述鋰鈷氧化物作為正極放電時(shí)的電極反應(yīng).3-5 鋰錳復(fù)合氧化物是另一種鋰離子電池正極材料.它的理想晶體中有兩種多面體:LiO4四面體和MnO6八面體,個(gè)數(shù)比1 : 2,LiO4四面體相互分離,MnO6八面體的所有氧原子全部取自LiO4四面體.寫(xiě)出這種晶體的化學(xué)式.3-6 從下圖獲取信息,說(shuō)明為什么鋰錳氧化物正極材料在充電和放電時(shí)晶體中的鋰離子可在晶體中移動(dòng),而且個(gè)數(shù)可變.并說(shuō)明晶體中鋰離子的增減對(duì)錳的氧化態(tài)有何影響.圖3-2 鋰錳復(fù)合氧化物正極材料的理想晶體的結(jié)構(gòu)示意圖第4題( 6分)用EDTA配位滴定法可測(cè)定與Cu2+和Zn2+共存的Al3+的含量,以PAN為指示劑,測(cè)定的相對(duì)誤差 0.1%.測(cè)定過(guò)程可表述如下(注:表中的配合物電荷數(shù)被省略;游離的EDTA的各種形體均被簡(jiǎn)寫(xiě)為Y):附:配合物穩(wěn)定常數(shù)的對(duì)數(shù)值 lgK穩(wěn) 的數(shù)據(jù): CuY 18.8 ZnY 16.5 AlY 16.1 AlF63- 19.7 Cu-PAN 16 4-1 寫(xiě)出從D框狀態(tài)到E框狀態(tài)的反應(yīng)式并配平. 4-2 F框狀態(tài)內(nèi)還應(yīng)存在何種物質(zhì) 4-3 是否需確知所用EDTA溶液的準(zhǔn)確濃度 V1是否需要準(zhǔn)確讀取并記錄 簡(jiǎn)述原因.4-4 若從C框狀態(tài)到D框狀態(tài)時(shí)Cu2+溶液滴過(guò)量了,問(wèn):(i)對(duì)最終的測(cè)定結(jié)果將引入正誤差還是負(fù)誤差 還是無(wú)影響 (ii)如你認(rèn)為有影響,在實(shí)驗(yàn)方面應(yīng)如何處理 4-5 設(shè)試液取量V0和V1,V2,V3均以mL為單位,MAl為Al的摩爾質(zhì)量(gmol-1), c(EDTA),c(Cu) 分別為EDTA和Cu2+溶液的濃度(molL-1),列出試液中Al含量(gL-1)的計(jì)算式.第5題( 6分)同分異構(gòu)體分子中的原子(團(tuán))在空間有特定取向而使它有可能與其鏡像不相重合而呈現(xiàn)對(duì)映異構(gòu)體,這類(lèi)分子被稱(chēng)為手性分子.5-1 已知(R-)CHBrClF的旋光活性的符號(hào)可用(+)來(lái)表示,下列14所示的4個(gè)結(jié)構(gòu)式中哪個(gè)是左旋的 5-2 指出下列化合物中無(wú)手性的化合物,并簡(jiǎn)述為什么無(wú)手性.5-3 帶有三個(gè)不同取代基的胂化物如CH3As(C2H5)(C6H5CH2) 有光學(xué)活性,但帶有三個(gè)不同取代基的胺如CH3N(C2H5)(C6H5CH2)沒(méi)有光學(xué)活性,為什么 但類(lèi)似1那樣結(jié)構(gòu)的光學(xué)活性的胺又是可以穩(wěn)定存在的了, 為什么 第6題( 8分) 甲醛亦稱(chēng)蟻醛.含甲醛3740%,甲醇8%的水溶液俗稱(chēng)福爾馬林.甲醛是重要的有機(jī)合成原料,大量用于生產(chǎn)樹(shù)脂,合成纖維,藥物,涂料以及用于房屋,家具和種子的消毒等.利用下表所給數(shù)據(jù)回答問(wèn)題(設(shè)H m和Sm均不隨溫度而變化).一些物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)(298.15 K)物質(zhì)fH m/kJmol-1Sm/JK-1mol-1C2H5OH (g)-235.10282.70CH3OH (g)-200.66239.81HCHO (g)-108.57218.77H2O (g)-241.818188.825CO (g)-110.525197.674Ag2O (s)-31.05121.3Ag (s)042.55H2 (g)0130.684O2 (g)0205.1386-1 甲醇脫氫是制甲醛最簡(jiǎn)單的工業(yè)方法:甲醇氧化是制甲醛的另一種工業(yè)方法,即甲醇蒸氣和一定量的空氣通過(guò)Ag催化劑層,甲醇即被氧化得到甲醛:試通過(guò)簡(jiǎn)單的熱力學(xué)分析,對(duì)298.15 K時(shí)的上述兩種方法作出評(píng)價(jià).6-2 實(shí)際上,甲醇氧化制甲醛的反應(yīng),是甲醇脫氫反應(yīng)和氫氧化合反應(yīng)的結(jié)合.試通過(guò)計(jì)算分析兩反應(yīng)結(jié)合對(duì)制甲醛的實(shí)際意義.6-3 右圖是甲醇制甲醛有關(guān)反應(yīng)的lgK隨溫度T的變化.試指出圖中曲線 (1),(2),(3) 分別對(duì)應(yīng)哪個(gè)化學(xué)反應(yīng) 為什么 有關(guān)反應(yīng)有: 和在氧化法中不可避免的深度氧化反應(yīng):6-4 氧化法制甲醛時(shí),溫度為550,總壓為101325 Pa 的甲醇與空氣混合物通過(guò)銀催化劑,銀逐漸失去光澤并且碎裂.試通過(guò)計(jì)算判斷上述現(xiàn)象是否由于Ag氧化成Ag2O(s)所致. 6-5 以CO和H2為原料可以合