寧波市化學(xué)競賽題目

1、寧波市化學(xué)競賽題目1目前唯一具有工業(yè)規(guī)模的合成固氮方法是：N2（g）3H2（g）2NH3（g）H092.4kJmol1。雖然這個反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但為HYPERLINK/zuowen/shenme/t/huaxue/_blank什么這種方法效率比較低。2在一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，混和氣體中NH3的體積占25%。若反應(yīng)前后條件保持不變，則反應(yīng)后混合氣體的密度與原反應(yīng)物氣體密度的比值為。3生物固氮是指生物體內(nèi)的固氮菌（如大豆根瘤菌、巴氏梭菌和棕色固氮菌等）通過固氮酶的作用在常溫常壓下將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物：N28H8e16MgATP16H2O16MgADP16H3PO4H2N2NH

2、3H24如今采用SCY陶瓷固體電解質(zhì)的電化學(xué)合成氨裝置，該裝置以具有良好機(jī)械強(qiáng)度和高質(zhì)子導(dǎo)電性的SrCe0.95Yb0.05O3陶瓷（SCY）制成的封底內(nèi)筒和石英外筒組成。在SCY陶瓷內(nèi)筒底部的內(nèi)外壁各沉積約1.3cm2的多孔多晶鈀作為電極，陰極的真實(shí)催化表面積約80cm2。將該+裝置的底部置于加熱爐內(nèi)保持570的高溫。將用He稀釋的氮?dú)猓ǖ獨(dú)夂?.8%）通入陶瓷內(nèi)筒，將氫氣通過陶瓷內(nèi)筒和石英外筒間的空隙，構(gòu)成下述電池：H2(g)(Pd)SCY(Pd)N2He(g)。（1）新法合成氨的電解池中_（填“能”、“不能”）用水溶液作電解質(zhì)，原因是1_；（2）請寫出陰陽電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。第ii題

3、（5分）無機(jī)膠粘劑是人類歷史上使用最早的一種膠粘劑，如石灰、水泥、硅酸鈉、石膏等，近四十年來，磷酸、CuO膠粘劑，耐熱性好，高溫狀態(tài)下也有很高粘接強(qiáng)度。用此膠粘劑黏結(jié)鐵、鋁等材料，磷酸、CuO在金屬表面發(fā)生一系列反應(yīng)，金屬表面部分溶解，同時金屬銅沉積，使被粘物黏結(jié)，寫出可能發(fā)生的一系列離子反應(yīng)方程式！第iii題（10分）1寫出Fe3和I在溶液中的反應(yīng)現(xiàn)象和反應(yīng)方程式。2有足量F時，F(xiàn)e3不和I反應(yīng)。請說出原因。3往1的溶液中加足量F，有什么現(xiàn)象？原因何在。4在足量2molL3 HCl溶液中加Fe3、I、F。請說出反應(yīng)現(xiàn)象，它可能和實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象有何不同？第iv題（10分）鈦酸鍶系電子陶瓷是以Sr

4、TiO3、(Sr1xCax)TiO3、(Sr1xBax)TiO3、(Sr1xPbx)TiO3、(Sr1xyBaxPby)TiO3等為基體的陶瓷材料，具有介電損耗小、色散頻率高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高壓電容器、晶界層電容器、壓敏電阻、熱敏電阻及其它電子元件。1用溶膠凝膠法制備鈦酸鍶系電子陶瓷粉方法的關(guān)鍵是制得均質(zhì)的凝膠，凝膠的形成是由于體系中生成了多聚物，如Ti(OH)x(OAC)y、Ti(OC4H9)x(OAC)y、TinO2n(xy)/2(OH)x(OC4H9)y等。鍶離子因靜電作用均勻的吸附在凝膠主體中，在煅燒過程中反應(yīng)生成鈦酸鍶。寫出凝膠的形成機(jī)理：原料有Ti(OC4H9)4、H

5、OAC和水。2水熱反應(yīng)制備鈦酸鍶粉末還有一種酸堿反應(yīng)機(jī)理：鈦烴氧化物Ti(OC2H5)4首先水解形成Ti(OH)62，然后與堿土金屬陽離子Sr2中和，寫出離子方程式。第v題（7分）在一定條件下，醇和醛能發(fā)生如下的反應(yīng)：ROHRHROR產(chǎn)物統(tǒng)稱半縮醛（具有OC結(jié)構(gòu)）1已知葡萄糖溶液中，葡萄糖以鏈狀分子和六元環(huán)半縮醛分子兩種同分異構(gòu)體形式平衡共存，相互轉(zhuǎn)化。請寫出葡萄糖環(huán)狀分子的結(jié)構(gòu)簡式：2聚乙烯醇(C2H4O)n與甲醛能發(fā)生上述類似反應(yīng)后縮合脫水，生成含有六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的維2尼綸(C5H8O2)n，寫出聚乙烯醇與甲醛反應(yīng)合成維尼綸的化學(xué)方程式（有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡式）。3半縮醛能繼續(xù)與醇反應(yīng)生成縮醛，寫

6、出乙醇和乙醛在催化劑作用下所生成縮醛的結(jié)構(gòu)簡式。縮醛又能水解為醛和醇，分析這兩個反應(yīng)在有機(jī)合成中有何重要意義。參考答案第i題（12分）1該反應(yīng)是在以鐵為主要成分的多組分催化劑存在的條件下進(jìn)行的可逆反應(yīng)。雖然在298K反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)高達(dá)6.8105，但反應(yīng)速率幾乎無法察覺，為提高反應(yīng)速率并使催化劑處于最佳活性溫度，工業(yè)合成反應(yīng)通常在430480下進(jìn)行，此時由于受熱力學(xué)限制，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)僅為105，轉(zhuǎn)化率很低。為提高轉(zhuǎn)化率，通常采用高壓（1530MPa）和增加氮?dú)鉂舛鹊姆椒ù偈蛊胶庥乙?，但即使如此，合成氨的單程轉(zhuǎn)化率也僅能達(dá)到10%15%。存在條件苛刻、對設(shè)備要求高、能耗高、污染嚴(yán)重、轉(zhuǎn)化率低

7、等問題。（3分，答出要點(diǎn)即可）25：4（2分）32NH3，H2（2分）4（1）不能因?yàn)樗姆悬c(diǎn)只有100，而該反應(yīng)要在570（2分）（2）陽極：3H26H6e陰極：N26H6e2NH3 N23H22NH3（3分）第ii題（5分）2H3PO43CuOCu3(PO4)23H2O 3Fe2H3PO4Fe3(PO4)23H22Al2H3PO42AlPO43H23FeCu3(PO4)2Fe3(PO4)23Cu 2AlCu3(PO4)22AlPO46Cu（各1分）第iii題（10分）12Fe32I（或3I）2Fe2I2（或I3）（2分）棕色溶液（1分）2Fe3、和F配合使Fe3濃度降低。（2分）33因F和Fe（殘余）配合，使平衡向在移動，棕色變淺。（2分）4因F和H生成HF，使F的濃度降低，一定程度上不利于Fe3和F的配合。因此，有少量Fe3將與I發(fā)生反應(yīng)，即可能出現(xiàn)淺的黃棕色。（3分）第iv題（10分）1Ti(OC4H9)4xHOACTi(OC4H9)4x(OAC)xxHOC4H9Ti(OC4H9)4yHOACxH2OTi(OH)x(OAC)y4HOC4H9nTi(OC4H9)4(4nxy)H2OTinO2n(xy)/2(OH)x