2007年杯第21届全国高中生化学竞赛(江苏赛区)夏令营选拔赛试题参...

第21届全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)夏令营选拔赛试题

参及评分标准

第1题（12分）

1-1    50     121     7s27p4       Po（钋）   （每空1分，共4分）

1-2   

（1）                                           

（2分）（其他合理结构亦可）

（2）中心氮原子为sp3和sp2杂化，其余为sp杂化 （末端氮可不杂化） （2分）

（3）    （1分）

1-3    3   （1分） ②，④，⑤   （2分）（写出两种得1分）

第2题（6分）

2-1     c(Ca2+) = 0.10g/(40g·mol-1×1.4L)=1.8×10-3 mol·L-1

        c(C2O42-) = Ksp/ c(Ca2+) = 2.3×10-9 /1.8×10-3 = 1.3×10-6 mol·L-1    （2分）

     多引水，一方面加快排尿速率，降低尿液在体内的停留时间（1分）；另一方面加大尿量，减小Ca2+和C2O42-的浓度，防止尿结石（1分）

2-2  3C6H8O6 + IO3- = 3C6H6O6 + I- + 3H2O（2分）

第3题（9分）

3-1使平衡 SF4 + SF2SF6               向右移动  （1分）

3-2  2HF + SF4     H2 + SF6                    （1分）

碱性条件下水解  （1分）           SF4 + 6OH- =SO32- +4F- +3H2O            （2分）

3-3   2SF6 + O2 =2SOF2 + 4F2（2分）正八面体 （1分）三角锥  （1分）

第4题（8分）

4-1      或者2C7H8C6H6+C8H10  （1分）

4-2 催化剂装填体积：V（催）= 3.14×2192×750/4 mm3 = 28237038.75 mm3 = 28237 cm3

催化剂装填质量：m（催）=0.79 g · cm-3×28237cm3 = 22307g

反应物甲苯每小时进料量（体积）：V（甲苯）=10 L · h-1  × 103 cm3 · L-1 =104 cm3 · h-1

反应物甲苯每小时进料量（质量）：m（甲苯）=0.87g · cm-3 × 104 cm3 · h-1 = 8700 g · h-1

所以：

甲苯进料质量空速（WHSV）为：

每小时甲苯进料质量/催化剂装填质量= 8700 g · h-1/22307 g = 0.39 h-1         （1分）

每小时进入反应器中甲苯物质的量：8700 g · h-1/92 g · mol-1 = 94.57 mol

苯和二甲苯总产率：Y= (42.7 mol/94.57 mol) ×100% =45.15%                  （1分）

4-3 根据甲苯歧化反应式，2分子的甲苯歧化生成1分子的苯和1分子的二甲苯，所以：

           歧化选择性=歧化率=产物中苯的物质的量/产物中二甲苯的物质的量

已知甲苯转化率为45%，计算得知苯和二甲苯实际总收率为45.15%，收率比转化率多0.15%，说明有0.15%是由甲苯脱甲基生成苯而来。

           歧化选择性=歧化率=（45.15%—45%/2）/（45%/2）=1.01（2分）

4-4由于：歧化率=产物中苯的物质的量/产物中二甲苯的物质的量=1.01

又由于：每小时获得产物苯和二甲苯总量为42.7mol

所以：每小时获得产物中二甲苯总量为：42.7mol/（1+1.01）=21.2 mol

对二甲苯的选择性是指对二甲苯在总二甲苯中的百分比，所以：

              二甲苯的选择性S=（4.9mol/21.2mol）*100%=23.1%  （2分）

4-5 如果想显著提高对二甲苯的选择性，一般采用催活性组分孔径与对二甲苯直径相近的催化剂  （1分） 

[如ZSM-5沸石的十元环主孔道（尺寸：0.52—0.58nm）对对二甲苯（0.57nm）、间二甲苯（0.70nm）和邻二甲苯（0.74nm）具有形状选择性，对二甲苯容易从孔中扩散出去，而间二甲苯和邻二甲苯扩散出去较难，ZSM-5的这种择性催化性能可以显著提高对二甲苯的选择性]（只要意思答对就可以给分）

第5题（8分）

5-1由实验数据作出的A~k曲线如图。

由图可见，当k=c(phen) / c(Fe2+) = k · c0/ c0≥3时，吸光度A不在随k的增大而增大，因此n=3  （2分）﹥

5-2当k很大时，由于c(phen) ﹥﹥ c(Fe2+) ，此时离解度α→0，c{[ Fe (phen)n]} →c0。

此时所测得的吸光度最大，记为Amax。显然，c0 = 8 × 10-6  mol · L-1，

k=3时的离解度α=（c0-c）/ c0 = (Amax –A)/ Amax =（0.147—0.145）/0.147=1.36*10-2

配合反应     Fe2+ + 3(phen) [Fe (phen)3]2+

达平衡时     αc0     3αc0               c0（1-a）

K稳 = c0（1-α）/[ c0α·(3 c0α)] = (1-α)/（27 c03α4）

    =（1-0.0136）/（27 × 5.12 × 10-16 × 1.3 ×10-8）=2.1 × 1021 （2分） 

5-3邻二氮菲为双齿配体，n=3，故配位数为6；近似看成是正八面体场；

配合物在λ=516nm处有最大吸收

则中心离子的晶体场能为Δ0 =1/ λ=19380 cm-1 ，

为外轨型配合物，杂化轨道的类型为sp3d2        （2分）

5-4配合物[Fe (phen)3 ]3+所呈显的为淡蓝色，其补光色（即吸收光）为橙色，所对应的波长范围λ=580~650nm。相对于配合物[Fe (phen)3 ]2+的吸收波长λ=516nm，波长变大了，即晶体场能变小了（其他合理答案即可）   （２分）

第6题（12分）

6-1 Cu   （1分）  63Cu和  65Cu 的质子数和中子数之和均为奇数，该药物中Cu处于低价态。  （1分）

6-2      4Cu+ + 4H+ +O2 = 4Cu2+ +2H2O                              （2分）

6-3  CuO    CuCl2    HCuCl2    CuCl     [Cu(NH3) 2]+      [Cu(NH3) 4]2+

                                                         （每空1分，共6分）

6-4 引入疏水基团，如脂基、烷基等  （1分）   

引入亲水基团，如胺基、羟基、羧基等  （1分）

第7题（10分）

7-1

                                                     （每空1.5分，共6分）

邻甲氧基苯酚  （1分）

7-2  这两步均为亲核取代反应。加入氢氧化钠的目的是使相应的酚形成芳氧负离子，从而对氯乙烷或氯乙酸进行亲核取代  （2分）

7-3  PCl3  、  PCl5        （1分）

第8题（11分）

8-1（1分）

8-2 无  （1分）

8-3 顺丁烯二酸酐   （1分）

8-4 （每步2分，共8分）

第9题（9分）

9-1

（每空1.5分，共6分）

9-2氨基的氮原子   （1分）

9-3 能。两个   基之间氮上的氢受两个  基吸电子作用，酸性较强  （2分）

第10题   （8分）

10-1    5  （1分）     3 （1分）           6（1分）    

（1分）   

    （1分）

10-2   3                      （1分）

10-3   0.1665                  （2分）

第11题（7分）

11-1 

γ氢键 = 245.8 pm     （2分）

11-2  晶胞体积V=2119.8*367.5*1037.6sin(180—117.2)=7.1

根据密度计算公式可得每个晶胞中含苯环数：

每立方厘米包含的嵌入离子数：

                                （2分）

11-3C6H5NO3 ·1.5H2O的相对分子质量是166，166的16.27%刚好是1.5个H2O的重量，

说明从变色开始到完全变色是因为该晶体失去全部结晶水，从而变色后的化学式为C6H5NO3。具有  可逆热色性的原因是：晶体加热到某一温度失去结晶水，晶体结果发生变化；温度降低，晶体又可以吸收空气中的水而是晶体结果幅员从而颜色复原。验证实验：把加热变色后的晶体防入实验室的干燥器中，会发现在温度降低后颜色不能复原，而拿到空气下晶体颜色很快就能复原，说明吸收了空气中的水而使晶体结构得到了还原。所以失水和吸水是该晶体呈现可逆热色性的根本原因  （3分）