第23届全国高中生化学竞赛(省级赛区)试题及答案
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1-1 Lewis 酸和Lewis 碱可以形成酸碱复合物。
根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱,并由强到弱排序。
F 4Si -N(CH 3)3 + BF 3 → F 3B -N(CH 3)3 + SiF 4 ;F 3B -N(CH 3)3 + BCl 3 → Cl 3B -N(CH 3)3 + BF 3BCl 3 > BF 3 > SiF 4 顺序错误不给分 (2分) 1-2 (1) 分别画出BF 3和N(CH 3)3的分子构型,指出中心原子的杂化轨道类型。
BFFF分子构型为平面三角形,不画成平面形不给分 (0.5分)sp 2(0.5分)H 3C33分子构型为三角锥形, 不画成三角锥形不给分 (0.5分)sp 3(0.5分)(2) 分别画出F 3B -N(CH 3)3 和F 4Si -N(CH 3)3的分子构型,并指出分子中Si 和B 的杂化轨道类型。
CH 3H 3C H 3CFB FF B :sp3 CH 3H 3CH 3C FFF FSi ,sp 3d将BCl 3分别通入吡啶和水中,会发生两种不同类型的反应。
写出这两种反应的化学方程式。
BCl 3 + 3H 2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分) BCl 3 + C 5H 5N = Cl 3B-NC 5H 5或BCl 3 +N=Cl 3BN(1分)1-4 BeCl 2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。
分别画出它们的结构简式,并指出Be 的杂化轨道类型。
Be Cl Cl sp 结构简式和杂化轨道各0.5分 (1分)BeClBeClClClsp 2结构简式1.5分Cl BeClCl BeClsp 3画成Cl BeCln 也得分1-5 高氧化态Cr 的过氧化物大多不稳定,容易分解,但Cr(O 2)2[NH(C 2H 4NH 2)2] 却是稳定的。
这种配合物仍保持Cr 的过氧化物的结构特点。
● 竞赛时间3小时。
迟到超过30分钟者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
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所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。
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1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar Kr Xe Rn 相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt第1题(5分)阅读如下信息后回答问题:元素M ,其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素,是海底多金属结核的主要成分,是黑色金属,主要用途: 炼钢,也大量用来制作干电池,还是动植物必需的微量元素。
中国化学会2023年国初化竞试题(2023年10月13日9︰00-12︰00 共计3小时)●竞赛时间3小时。
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第1题(4分)今年5月底6月初,各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。
据报道,在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。
根据你的化学知识作出如下判断(这一判断的对的性有待证明):当事人使用的液态洁污剂之一必然含氯,最也许的存在形式是和。
当另一种具有(性质)的液态洁污剂与之混合,也许发生如下反映而产生氯气:第2题(2分)目然界中,碳除了有2种稳定同位素12C和13C外,尚有一种半衰期很长的放射性同位素14C,丰度也十分稳定,如下表所示(注:数据后括号里的数字是最后一位或两位的精确度,14C只提供了大气丰度,地壳中的含量小于表中数据):试问:为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C也加入取平均值?答:第3题(4分)最近报道在-100℃的低温下合成了化合物X,元素分析得出其分子式为C5H4,红外光谱和核磁共振表白其分子中的氢原子的化学环境没有区别,而碳的化学环境却有2种,并且,分子中既有C-C单键,又有C=C双键。
温度升高将迅速分解。
X的结构式是:第4题(10分)去年报道,在-55℃令XeF4(A)和C6F5BF2(B)化合,得一离子化合物(C),测得Xe的质量分数为31%,阴离子为四氟硼酸根离子,阳离子结构中有B的苯环。
C是首例有机氙(IV)化合物,-20℃以下稳定。
C为强氟化剂和强氧化剂,如与碘反映得到五氟化碘,放出氙,同时得到B。
全国奥林匹克化学竞赛(浙江赛区)试题第1题(6分)配平方程式(1)CrCl3+KMnO4+H2O=K2Cr2O7+MnCl2+HCl+MnCr2O7(2)As2S2+HNO3+H2O=H3AsO4+NO↑+H2SO4第2题(12分)(1)实验证明,硫化铜与硫酸铁在细菌作用下,在潮湿多雨的夏季,成为硫酸和硫酸盐而溶解于水,这就是废石堆渗沥水,矿坑水成为重金属酸性废水的主要原因,试写出配平的化学方程式。
(2)从金矿中提取金,传统的也是效率极高的方法是氰化法。
氰化法提金是在氧存在下氰化物盐类可以溶解金。
试写出配平的化学方程式。
(3)对二乙苯在酸性高锰酸钾溶液中被氧化并有气体产生,试写出配平的反应式。
第3题(12分)(1)用石灰乳跟硫熬煮而成的石硫合剂含多硫化钙(CaS n)。
多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢,多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体,试用化学方程式说明多硫化钙具有杀虫作用的原因。
(2)在强碱B-:(如NH4+NH2-),的存在下CH3CH2CH2CH2Cl可按下列两种历程发生消除反应,分别称之为Eα消除和E2消除:Eα:E2:试构思一个实验证实上述历程。
第4题(12分)(1)实验室中所用的氧化钢(CuO)是黑色粉末。
在使用电烙铁时,其头部是一铜制的烙铁头,长期使用,表面被氧化,但脱落下来的氧化膜却是红色的,试说明原因。
(2)法医鉴定砷中毒(通常为砒霜)的方法是用锌、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导入热玻璃管,如果试样中有砷化物存在,则在玻璃管的壁上出现亮黑色的“砷镜”。
试写出有关的反应式。
(3)把CO2气体通入澄清的石灰水,立即会产生浑浊,但把SO2气体通入澄清的石灰水,却不容易看那浑浊,而CaCO3和CaSO3都是难溶的电解质,试说明原因。
第5题(6分)分子式为C7H10的开经烃A,可发生下列反应:(1)A经催化加氢可生成3一乙基戊烷。
(2)A与硝酸银氨溶液反应可产生白色沉淀。
第23届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题及答案和评分标准●竞赛时间3小时。
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第1题(4分)1. 很多放射性反响并非一次衰变就到达稳定,而是由于一次衰变得到的产物仍具有放射性而接二连三地衰变,直到稳定核素而终止,这就是级联衰变。
自然界存在4个级联衰变链,其中之一是由232Th经过屡次α和β衰变得到稳定的208Pb的链。
请答复:这个链中包含多少次α衰变和β衰变?(Th为90号元素)2. 人们很早就信任,原子核有可能自发地放射出重粒子(所谓重粒子一般指比氦核,即α射线粒子重的粒子)。
1984年,英国牛津高校的探讨人员第一次在试验中发觉,223Ra 放射14C的现象。
请写出这个衰变反响方程式。
第2题(12分)硼酸是一种很弱的无机酸。
构造式如右。
1.请给出化学方程式以说明硼酸呈酸性的缘由。
2.在硼酸中参加甘油后硼酸的酸性会增加,请给出缘由,可用文字或者方程式。
(提示:硼和氧的亲和力很强)3.(1)20世纪50年头,人们利用甲基硼酸酯和氢化钠的反响,得到了大量制备某种重要复原剂的反响。
这个反响同时还得到一种醇的钠盐。
请写出这个方程式。
这种复原剂又可以用于制备硼的最简洁的氢化物(留意,是可以实际存在的):将其及三氟化硼反响,得到硼的氢化物;产物中还有一种离子化合物,他的阴离子构型及第3小题中的复原剂阴离子一样。
(2)请写出该氢化物的分子式。
(3)写出这个反响方程式。
(4)这种氢化物又可用如下的方式制取:运用氧化硼及铝单质,氢气,在AlCl3的催化下得到。
产物中还又一种氧化物,它是多种矿物的主要成分。
中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题、标准答案及评分细则评分通则:1.凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。
2有效数字错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
3单位不写或表达错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
4只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的,不得分。
5方程式不配平不得分。
6不包括在此标准答案的0.5分的题,可由评分组讨论决定是否给分。
第1题 (20分)1-1 Lewis 酸和Lewis 碱可以形成酸碱复合物。
根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis 酸的酸性强弱,并由强到弱排序。
F4Si -N(CH3)3 + BF3 → F3B -N(CH3)3 + SiF4 ; F3B -N(CH3)3 + BCl3 → Cl3B -N(CH3)3 + BF3BCl3 > BF3 > SiF4 顺序错误不给分 (2分) 1-2 (1) 分别画出BF3和N(CH3)3的分子构型,指出中心原子的杂化轨道类型。
BFFF分子构型为平面三角形,不画成平面形不给分 (0.5分) sp2(0.5分)H 3C33分子构型为三角锥形, 不画成三角锥形不给分 (0.5分) sp3(0.5分)(2) 分别画出F3B -N(CH3)3 和F4Si -N(CH3)3的分子构型,并指出分子中Si 和B 的杂化轨道类型。
CH 3H 3C H 3CFB FF B :sp3 (1分)+ (1分)CH 3H 3C H 3CFSi FFSi ,sp3d (1分)+ (1分)将BCl3分别通入吡啶和水中,会发生两种不同类型的反应。
写出这两种反应的化学方程式。
BCl3 + 3H2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分)BCl3 + C5H5N = Cl3B-NC5H5 或BCl3 + N= Cl 3N(1分)1-4 BeCl2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。
第23届全国高中学生化学竞赛理论试题第1题用传统的工艺方法从矿物中提取锰和锌存在能耗高、三废排放量大和工艺流程长等缺点。
2009年报道,采用1:1硫酸溶液同槽浸出锰结核矿[质量分数20.0)(2=MnO ϖ]和锌精矿[质量分数70.0)(=ZnS ϖ]的工艺方法提取锰和锌获得成功,对资源综合利用、节能减排和清洁生产生有重要的实际意义。
已知44.0)/(,77.0)/(223-==+++Fe Fe E V Fe Fe E θθV ZnS S E V Mn MnO E V 265.0)/(,23.1)/(.22==+θθ。
1-1锰结核矿和锌精矿单独酸浸结果很不理想。
请通过热力学计算,说明锰结核矿和锌精矿同槽酸浸时发生化学反应的可行性。
1-2模拟实验发现,二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢,若在酸溶液中加入少量的铁屑则能明显使反应速率加快。
写出铁进入溶液后分别与二氧化锰和硫化锌发生化学反应的离子方程式,并简述反应速率加快的原因。
1-3研究发现,2种矿物同槽酸浸4小时后,锰和锌的浸出率只有~80%,为了提高浸出率,在实际工艺中,须将过滤后的滤渣用四氯乙烷处理后再做二次酸浸,请简要说明四氯乙烷的作用。
1-4锌精矿中常有部分铅共生,同槽酸浸工艺回收铅的方法之一是在浸渣中加入足量的食盐水使铅溶出,写出溶出铅的化学方程式。
第2题我国的稀土资源约占世界总量的80%,居世界第一位。
稀土元素的化学性质极其相似,分离十分困难,仅从1794年发现钇到1945年从铀裂变产物中得到钷就花了150年。
稀土萃取化学的研究为大规模分离和提纯稀土元素带来了新飞跃。
2008年国家最高科学技术奖授予化学家徐光宪,以表彰他在创立稀土串级萃取理论及其工艺方面的杰出贡献,该项成就使我国高纯稀土产品成本下降3/4,单一高纯稀土产品占世界产量的90%以上。
2-1 目前在稀土分离工业中广泛应用国产萃取剂P 507,它的化学名称为(2 乙基己基)膦酸(2乙基己基)酯,画出其化学结构简式,写出萃取三价稀土离子的化学反应方程式(萃取剂用HA 表示,稀土离子用RE 3+表示)。
评分通则:1.凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。
2有效数字错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
3单位不写或表达错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
4只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的,不得分。
5方程式不配平不得分。
6不包括在此标准答案的0.5分的题,可由评分组讨论决定是否给分。
第1题(12分)许多小溪流经煤矿和金属矿。
由于含硫矿床暴露在空气中或暴露在含氧的水中,使这些小溪变成酸性,溪水中含有溶解的铁和硫酸盐。
最常见的含硫铁矿是黄铁矿(FeS2),其中铁的氧化态是+2。
富含铁的溪水流入大面积的池塘中后,溶于水的铁以[FeO(OH)]的形式沉淀出来,覆盖于池塘底部,而水仍然保持酸性。
1-1画出S22—的路易斯结构式,标出全部价电子。
1-2写出黄铁矿在小溪中被空气氧化生成硫酸亚铁的离子方程式。
1-3写出Fe 2+ 离子被空气氧化生成FeO(OH)沉淀的离子方程式。
1-4假设黄铁矿全部转化为FeO(OH) ,计算:需要多少摩尔FeS2发生如上转化反应才能使1.0 L纯水的pH降到3.0?(提示:此条件下可认为HSO4-完全电离。
)1-5 含Fe2+ 离子0.00835 mol/L的溪水以20.0 L/min的流速流入一个很大的池塘后75%的Fe2+离子被氧化为Fe(III)。
因池水pH > 7,Fe (III) 完全沉淀,最后转化为Fe2O3。
计算一年可生成多少克Fe2O3。
第2题(13分)碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐,碳酸钙难溶于水,但能溶于CO2的水溶液中。
碳酸钙矿床的地下水流出地面后,由于压强减小而放出CO2,年深日久可形成石笋或钟乳石。
25o C时,大气中的CO2分压约为p CO2=3×10-4 atm。
已知:CO2(g)+H2O=H2CO3K0=[H2CO3]/p CO2=10-1.47H 2CO3H++HCO3-K a1=4.5×10-7p K a1=6.4HCO 3-H++CO32-K a2=4.7×10-11p K a2=10.3CaCO 3(s)Ca2++CO32-K sp=10-8.32-1 写出石灰岩地区形成钟乳石的化学方程式。
中国化学会第23届全国⾼中学⽣化学竞赛(省级赛区)答案1-1 BCl 3 > BF 3 > SiF 4 顺序错误不给分(2分)1-2BFFF分⼦构型为平⾯三⾓形,不画成平⾯形不给分 (0.5分)sp 2 (0.5分)H 3C33分⼦构型为三⾓锥形,不画成三⾓锥形不给分 (0.5分)sp 3 (0.5分)CH 3H 3C H 3CFB FF B :sp 3CH 3H 3C H 3CFFF FSi ,sp 3d1-3 BCl 3 + 3H 2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分) BCl 3 + C 5H 5N = Cl 3B-NC 5H 5 或BCl 3 +N=Cl 3N(1分)1-4BeCl Clsp 结构简式和杂化轨道各0.5分 (1分)BeClBeClClCl结构简式1.5分sp 2 杂化轨道0.5分 (2分)ClBeCl Cl BeCl结构简式1.5分sp 3杂化轨道0.5分画成 Cl BeCln 也得分1-5只有画出7配位的结构简式才能得满分,端基氮不配位得0分,⼆级氮不配位得1分 (2分) Cr 的氧化态为+4 (1分)1-6MnOC CCH 3CO CO O3不要求配体的位置 Mn 的氧化态为+1 (1分)2-1 SnCl 2 + 2HCl = SnCl 42- + 2H + 不配平不给分 (1分)浓HCl 的作⽤是形成SnCl 42-,可防⽌Sn(OH)Cl 的形成,抑制SnCl 2⽔解。
(1分)也得分2分 2-2 MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O 不配平不给分 (1分)加浓HCl 利于升⾼MnO 2的氧化电位,降低Cl -的还原电位,使反应正向进⾏。
表述为提⾼MnO 2 氧化性,同时提⾼HCl 还原性,也可以。
⼆个理由各0.5分 2-3 Au + HNO 3 + 4HCl = HAuCl 4 + NO + 2H 2O (1分) 加浓HCl 利于形成AuCl 4-,降低Au 的还原电位,提⾼硝酸的氧化电位,使反应正向进⾏。
评分通则:1.凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。
2有效数字错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
3单位不写或表达错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
4只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的,不得分。
5方程式不配平不得分。
6不包括在此标准答案的0.5分的题,可由评分组讨论决定是否给分。
第1题 (20分)1-1 Lewis 酸和Lewis 碱可以形成酸碱复合物。
根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱,并由强到弱排序。
F 4Si -N(CH 3)3 + BF 3 → F 3B -N(CH 3)3 + SiF 4 ;F 3B -N(CH 3)3 + BCl 3 → Cl 3B -N(CH 3)3 + BF 3BCl 3 > BF 3 > SiF 4 顺序错误不给分 (2分) 1-2 (1) 分别画出BF 3和N(CH 3)3的分子构型,指出中心原子的杂化轨道类型。
BFFF分子构型为平面三角形,不画成平面形不给分 (0.5分)sp 2(0.5分)H 3C33分子构型为三角锥形, 不画成三角锥形不给分 (0.5分)sp 3(0.5分)(2) 分别画出F 3B -N(CH 3)3 和F 4Si -N(CH 3)3的分子构型,并指出分子中Si 和B 的杂化轨道类型。
CH 3H 3C H 3CFB FF B :sp 3 (1分)+ (1分)CH 3H 3C H 3CFSi FFFSi ,sp 3d (1分)+ (1分)1-3 将BCl 3分别通入吡啶和水中,会发生两种不同类型的反应。
写出这两种反应的化学方程式。
BCl 3 + 3H 2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分) BCl 3 + C 5H 5N = Cl 3B-NC 5H 5或BCl 3 +N=Cl 3N(1分)1-4 BeCl 2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。
分别画出它们的结构简式,并指出Be 的杂化轨道类型。
BeCl Clsp结构简式和杂化轨道各0.5分 (1分)BeClBeClClCl结构简式1.5分sp 2杂化轨道0.5分 (2分)ClBeCl Cl BeCl结构简式1.5分sp 3杂化轨道0.5分画成Cl BeCln 也得分(2分)1-5 高氧化态Cr 的过氧化物大多不稳定,容易分解,但Cr(O 2)2[NH(C 2H 4NH 2)2] 却是稳定的。
这种配合物仍保持Cr 的过氧化物的结构特点。
画出该化合物的结构简式,并指出Cr 的氧化态。
只有画出7配位的结构简式才能得满分,端基氮不配位得0分,二级氮不配位得1分 (2分)Cr 的氧化态为+4(1分)1-6 某些烷基取代的金属羰基化合物可以在其他碱性配体的作用下发生羰基插入反应,生成酰基配合物。
画出Mn(CO)5(CH 3) 和 PPh 3反应的产物的结构简式,并指出Mn 的氧化态。
MnOC CCH 3CO CO O3(1分)不要求配体的位置Mn 的氧化态为+1(1分)第2题 (6分) 下列各实验中需用浓HCl 而不能用稀HCl 溶液,写出反应方程式并阐明理由。
2-1 配制SnCl 2溶液时,将SnCl 2(s) 溶于浓HCl 后再加水冲稀。
SnCl 2 + 2HCl = SnCl 42- + 2H +不配平不给分 (1分)浓HCl 的作用是形成SnCl 42-,可防止Sn(OH)Cl 的形成,抑制SnCl 2水解。
(1分)写配平的水解方程式,加浓盐酸平衡向左移动,抑制水解 也得分2分2-2 加热MnO 2的浓HCl 溶液制取氯气。
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O不配平不给分 (1分)加浓HCl 利于升高MnO 2的氧化电位,降低Cl -的还原电位,使反应正向进行。
表述为提高MnO 2 氧化性,同时提高HCl 还原性,也可以。
二个理由各0.5分 (1分)2-3 需用浓HCl 溶液配制王水才能溶解金。
Au + HNO 3 + 4HCl = HAuCl 4 + NO + 2H 2O(1分)加浓HCl 利于形成AuCl 4-,降低Au 的还原电位,提高硝酸的氧化电位,使反应正向进行。
表述为提高Au 的还原性,提高硝酸的氧化性,有利于反应向右进行,也得满分。
二个理由各0.5分 (1分)第3题 (5分) 用化学反应方程式表示: 3-1 用浓氨水检查氯气管道的漏气;(1) 2NH 3 + 3Cl 2 = N 2 + 6HCl (2) NH 3 + HCl = NH 4Cl (白烟)每个反应式各1分,不配平不给分 (2分)合并成一个反应也得分。
得到N 2 得1分,得到NH 4Cl 得1分。
3-2 在酸性介质中用锌粒还原-272O Cr 离子时,溶液颜色经绿色变成天蓝色,放置后溶液又变为绿色。
(1) 3Zn +Cr 2O 72- + 14H + = 3Zn 2+ + 2Cr 3+(绿) + 7H 2O(2) Zn + 2Cr 3+ = Zn 2+ + 2Cr 2+(天蓝)(3) 4Cr 2+ + O 2 + 4H + = 4Cr 3+(绿) + 2H 2O 或2Cr 2+ + 2H + = 2Cr 3+(绿) + H 2每个反应式各1分,不配平不给分 (3分)第4题 (4分) 我国石油工业一般采用恒电流库伦分析法测定汽油的溴指数。
溴指数是指每100克试样消耗溴的毫克数,它反映了试样中C=C 的数目。
测定时将V (毫升)试样加入库伦分析池中,利用电解产生的溴与不饱和烃反应。
当反应完全后,过量溴在指示电极上还原而指示终点。
支持电解质为LiBr ,溶剂系统仅含5%水,其余为甲醇、苯与醋酸。
设d 为汽油试样密度,Q 为终点时库伦计指示的溴化反应消耗的电量(库伦)。
4-1 导出溴指数与V 、d 和Q 的关系式(注:关系式中只允许有一个具体的数值)。
79.90 g mol -1 × 1000 mg 96500 C mol -1×Q V × d ×100溴指数 =×g -1=Q V × d×82.8mg C -1(2分)4-2 若在溶剂体系中增加苯的比例,说明其优缺点。
优点:增加汽油溶解度,有利于烯烃的加成过程;(1分)缺点:降低溶液电导,将使库伦仪输出电压增加。
(1分)第5题 (8分) 皂化当量是指每摩尔氢氧根离子所能皂化的酯(样品)的质量(mg)。
可用如下方法测定皂化当量(适用范围:皂化当量100-1000 mg mol -1,样品量5-100 mg):准确称取X(mg)样品,置于皂化瓶中,加入适量0.5 mol L -1氢氧化钾醇溶液,接上回流冷凝管和碱石灰管,加热回流0.5~3小时;皂化完成后,用1~2 mL 乙醇淋洗冷凝管内壁,拆去冷凝管,立即加入5滴酚酞,用0.5 mol L -1盐酸溶液酸化,使酸稍过量;将酸化后的溶液转移到锥形瓶中,用乙醇淋洗皂化瓶数遍,洗涤完的醇溶液也均移入锥形瓶中;向锥形瓶滴加0.5 mol L -1氢氧化钾醇溶液,直至溶液显浅红色;然后用0.0250 mol L -1盐酸溶液滴定至刚好无色,消耗盐酸V 1 (mL);再加入3滴溴酚蓝指示剂,溶液显蓝色,用0.0250 mol L -1盐酸溶液滴定至刚刚呈现绿色,即为滴定终点,消耗盐酸V 2 (mL)。
在没有酯存在下重复上述实验步骤,消耗标准盐酸溶液分别为V 3和V 4 (mL)。
5-1碱石灰管起什么作用?防止空气中的二氧化碳进入试样溶液,否则会在溶液中产生碳酸盐,后者不能使酯发生皂化反应却在酚酞无色时以碳酸氢根存在导致滴定结果有正误差。
(2分) 5-2 写出计算皂化当量的公式。
X (mg)皂化当量(V2 - V4)(mL) × 0.0250 (mol L-1)(3分) 5-3 样品中的游离羧酸将对分析结果有什么影响?如何消除影响?样品中的游离羧酸会降低皂化当量。
要消除这种影响,可另取一份样品,不必皂化,其它按上述测定步骤进行操作,然后将第二次滴定所消耗的0.025 mol L-1盐酸标准溶液的毫升数,自皂化样品滴定时所消耗的0.025 mol L-1标准盐酸溶液的毫升数中减去,以进行校正。
其中空白实验2分(3分)第6题(10分)6-1 文献中常用下图表达方解石的晶体结构:图中的平行六面体是不是方解石的一个晶胞?简述理由。
不是。
(1分) 晶体的平移性决定了晶胞的8个顶角必须相同,平行棱的结构必须相同,平行面的结构必须相同,而该平行六面体平行棱上的碳酸根离子的取向是不同的。
(1分) 6-2 文献中常用下图表达六方晶体氟磷灰石的晶体结构:该图是c轴投影图,位于图中心的球是氟,大球是钙,四面体是磷酸根(氧原子未画出)。
试以此图为基础用粗线画出氟磷灰石晶胞的c轴投影图,设晶胞顶角为氟原子,其他原子可不补全。
(2分)6-3 某晶体的晶胞参数为:a = 250.4 pm, c = 666.1 pm ,γ = 120o ;原子A 的原子坐标为0,0,1/2和1/3,2/3,0,原子B 的原子坐标为1/3,2/3,1/2和0,0,0。
(1) 试画出该晶体的晶胞透视图(设晶胞底面即ab 面垂直于纸面,A 原子用“○”表示,B 原子用“●”表示)。
或 (2分)(2) 计算上述晶体中A 和B 两原子间的最小核间距d (AB )。
d (AB) = 250.4 pm ⨯ 0.5 ÷ cos30o = 144.6 pm只要有计算过程,得出正确的核间距(2分)(3) 共价晶体的导热是共价键的振动传递的。
实验证实,该晶体垂直于c 轴的导热性比平行于c 轴的导热性高20倍。
用上述计算结果说明该晶体的结构与导热性的关系。
因为该晶体的c = 666.1 pm, 是AB 最短核间距的4.6倍,其间不可能有共价键,只有范德华力,该晶体属层状晶体,难以通过由共价键振动传热。
(2分)第7题 (8分) 1964年,合成大师Woodward 提出了利用化合物A (C 10H 10)作为前体合成一种特殊的化合物B(C 10H 6)。
化合物A 有三种不同化学环境的氢,其数目比为6:3:1;化合物B 分子中所有氢的化学环境相同,B 在质谱仪中的自由区场中寿命约为1微秒,在常温下不能分离得到。
三十年后化学家们终于由A 合成了第一个碗形芳香二价阴离子C ,[C 10H 6]2-。
化合物C 中六个氢的化学环境相同,在一定条件下可以转化为B 。
化合物A 转化为C 的过程如下所示:C 10H 10n -BuLi, t-BuOK,614322232A[C 10H 6]2- 2K [C 10H 6] 2Li +Me 3SnX 2525n -C 6H 143223- 78 o C+7-1 A 的结构简式:其他答案不得分。