第23屆全國高中學生化學競賽理論試題全

1、第23屆全國高中學生化學競賽理論試題第1題用傳統(tǒng)的工藝方法從礦物中提取鎰和鋅存在能耗高、三廢排放量大和工藝流程長等缺點。2009年報道，采用1:1硫酸溶液同槽浸出鎰結(jié)核礦質(zhì)量分數(shù)（MnO2）0.20和鋅精礦質(zhì)量分數(shù)（ZnS）0.70的工藝方法提取鎰和鋅獲得成功，對資源綜合利用、節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)生有重要的實際意義。已知E（Fe3/Fe2）0.77V,E（Fe2/Fe）0.44_2V.E(MnO2/Mn)1.23V,E(S/ZnS)0.265V。1-1鎰結(jié)核礦和鋅精礦單獨酸浸結(jié)果很不理想。請通過熱力學計算，說明鎰結(jié)核礦和鋅精礦同槽酸浸時發(fā)生化學反應(yīng)的可行性。1-2模擬實3發(fā)現(xiàn)，二氧化鎰和硫化鋅同

2、槽酸浸時反應(yīng)速率很慢，若在酸溶液中加入少量的鐵屑則能明顯使反應(yīng)速率加快。寫出鐵進入溶液后分別與二氧化鎰和硫化鋅發(fā)生化學反應(yīng)的離子方程式，并簡述反應(yīng)速率加快的原因。1-3研究發(fā)現(xiàn)，2種礦物同槽酸浸4小時后，鎰和鋅的浸出率只有80%,為了提高浸出率，在實際工藝中，須將過濾后的濾渣用四氯乙烷處理后再做二次酸浸，請簡要說明四氯乙烷的作用。1-4鋅精礦中常有部分鉛共生，同槽酸浸工藝回收鉛的方法之一是在浸渣中加入足量的食鹽水使鉛溶出寫出溶出鉛的化學方程式。第2題我國的稀土資源約占世界總量的80%,居世界第一位。稀土元素的化學性質(zhì)極其相似，分離十分困難，僅從1794年發(fā)現(xiàn)初到1945年從鈾裂變產(chǎn)物中得到銀就

3、花了150年。稀土萃取化學的研究為大規(guī)模分離和提純稀土元素帶來了新飛躍。2008年國家最高科學技術(shù)獎授予化學家徐光憲，以表彰他在創(chuàng)立稀土串級萃取理論及其工藝方面的杰出貢獻，該項成就使我國高純稀土產(chǎn)品成本下降3/4，單一高純稀土產(chǎn)品占世界產(chǎn)量的90%以上。2-1目前在稀土分離工業(yè)中廣泛應(yīng)用國產(chǎn)萃取劑P507，它的化學名稱為（2乙基己基）瞬酸（2乙基己基）酯,畫出其化學結(jié)構(gòu)簡式，寫出萃取三價稀土離子的化學反應(yīng)方程式（萃取劑用HA表不，稀土離子用RE3+表布）。2-2設(shè)萃取反應(yīng)平衡常數(shù)為Kex,HA的解離常數(shù)為Ka,配合物在水相中的穩(wěn)定常數(shù)為n,配合物和萃取劑在有機相和水相間的分配常數(shù)分別為Dm和P

4、n,試推導(dǎo)用諸常數(shù)表達Kex的關(guān)系式。2-3圖2.1是用酸性磷酸酯萃取錯離子（Pr3+）得到的配合物結(jié)構(gòu)的一部分。匣21（1）2圖的R不同，若R為CH3和C2H5,寫出和（b）的化學式。(2)若烷酯基上碳鏈增大，萃合物將取(a)結(jié)構(gòu)還是(b)結(jié)構(gòu)？請簡述理由。(3)在稀土分離工業(yè)中，一般應(yīng)保持萃取劑與稀土的比例在6:1以上以避免乳化現(xiàn)象，為什么？2-4石油工業(yè)的副產(chǎn)品環(huán)烷酸是工業(yè)上分離稀土的另一重要萃取劑，其通式為RCOOH(R為環(huán)烷基)。(1)圖2.2示出環(huán)己基乙酸煤油溶液萃取分離例(La)和鈕(Y)的選擇性關(guān)系。圖中匕/丫為分離系數(shù)，即例的萃取分配比和鈕的萃取分配比的比值，N為平衡水相中例

5、和鈕的物質(zhì)的量之比。請回答，當N值增大或減小時何種元素容易被萃取(注:分配比D=c(O)/c(W),c為被萃取物總濃度)(2)高純氧化鈕是彩色電視和三基色熒光燈的紅色熒光粉基質(zhì)材料，過去用兩步萃取技術(shù)獲彳#,后徐光憲等用環(huán)烷酸體系經(jīng)一步萃取分離就可獲得9999%的高純氧化鈕，創(chuàng)立了國際領(lǐng)先水平的新工藝。該工藝需在煤油中添加15%20%(體積分數(shù))的混合醇，如正庚醇和正癸酉享,請簡要說明混合醇對改善萃取劑結(jié)構(gòu)性能和萃取作業(yè)所起的作用。第3題鈕在生物醫(yī)學、機械、催化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。多鈕酸鹽陰離子具有生物活性。溶液中五價鈕的存在形體與溶液酸度和濃度有關(guān)，在弱酸性溶液中易形成多鈕酸根陰離子，如十

6、鈕酸根V10O68、HV10O28和H2V10O28等。將NH4VO3溶于弱酸性介質(zhì)中，加入乙醇可以得到橙色的十銳酸俊晶體(NH4)xH6XV10O28nH?O(用A表示)。元素分析結(jié)果表明，A中氫的質(zhì)量分數(shù)為3.13%。用下述實驗對該化合物進行分析，以確定其組成。實驗1準確稱取0.9291gA于三頸瓶中，加入100mL蒸儲水和150mL20%NaOH溶液，加熱煮沸,生成的氨氣用50.00mL0.1000mol/LHCl標準溶液吸收。加入酸堿指示劑，用0.1000mol/LNaOH標準溶液滴定剩余的HCl標準溶液，終點時消耗19.88mLNaOH標準溶液。實驗2準確稱取0.3097gA于錐形瓶

7、中，力口入40mL1.5mol/LH2SO4,微熱使之溶解。加入50mL蒸儲水和1gNaHSO3,攪拌5分鐘，使反應(yīng)完全，五價鈕被還原成四價。加熱煮沸15分鐘然后用0.02005mol/LKMnO4標準溶?滴定，終點時消耗25.10mLKMnO4標準溶液。3-1圖3.1為滴定曲線圖，請回答哪一個圖為實驗1的滴定曲線；請根據(jù)此滴定曲線選擇一種最佳酸堿指示劑，并簡述做出選擇的理由。有關(guān)指示劑的變色范圍如下：甲基橙(pH3.14.4)，澳甲酚綠(pH3.85.4),酚酬：(pH8.010.0)。3-2在實驗2中，加NaHSO3還原VioO68，反應(yīng)完全后需要加熱煮沸15分鐘。煮沸的目的是什么？寫出K

8、MnO4滴定反應(yīng)的離子方程式。3-3根據(jù)實驗結(jié)果，計算試樣A中NH4(和VioO68的質(zhì)量分數(shù)，確定A的化學式(x和n取整數(shù))。第4題磁性材料廣泛應(yīng)用于航空航天高科技領(lǐng)域及電視、電腦、手機等日常生活用品。據(jù)報道,苯并18冠-6(以X表示，圖4.1)與葩離子可形成一種夾心型的超分子陽離子，它與饃的配合物Ni(dmit)2-(以Y表示，圖4.2)結(jié)合后可形成復(fù)合物并產(chǎn)生獨特的晶體結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)越的磁學性能,是鐵磁性和反鐵磁性共存于同一晶體中的成功范例。圖4.3是X、Y與Cs+形成的復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)。在此晶體結(jié)構(gòu)圖中為沿a軸看晶胞為在c=0的面上饃配合物的二維排列，d)為饃配合物的同為沿b軸看晶胞二聚

9、體鏈。4/334/33ffi434-1給出該晶體晶胞的組成，并寫出該晶體結(jié)構(gòu)基元的化學式(苯并18冠6用X表示,饃配合物用Y表示)。4-2指出饃離子的雜化軌道類型；圖4.4是平面正方形晶體場d軌道能級分裂圖，把基態(tài)饃離子的d電子填入該圖。4-3已知該晶體的晶胞參數(shù)a(1278.99pm,b(1305.39pm,c=2717.03pm,=78.3394o,=77.0109,=70.6358,試計算該晶體的密度(gcm-3)。(相對分子質(zhì)量：X312.4;Y451.4)4-4(1)寫出饃配合物Y的對稱元素。(2)指出超分子陽離子中Cs+的配位數(shù)，解釋其配位數(shù)較大的可能原因。第5題水是最常用的溶劑。

10、水分子間形成很強的氫鍵，與一般液體物質(zhì)相比，常態(tài)水具有較大的密度、比熱、蒸發(fā)熱、表面張力和介電常數(shù)。水的三相點溫度001?、壓強610Pa;臨界溫度3742?、臨界壓強221MPa。近年發(fā)現(xiàn)，近（超）臨界水具備許多特有性質(zhì)，以其為介質(zhì)，可以有效實現(xiàn)許多重要的化學反應(yīng)，應(yīng)用前景廣闊。5-1畫出水的壓強-溫度（p-T）相圖（示意圖）,標注氣相、液相、固相和超臨界水所在的區(qū)域。5-2計算液態(tài)水在90c和0.1MPa時的pKw（rHm和rSm可視為常數(shù)，相關(guān)數(shù)據(jù)見表1）。5-3有人研究了乙酸乙酯在2330MPa、250400?和沒有任何其他外加物的條件下的水解動力學，并提出2種可能的機理。請推測乙酸乙

11、酯在超臨界溫度時的水解反應(yīng)按上述哪種機理進行。為什么？相關(guān)熱力學數(shù)據(jù)如下請推測乙酸乙酯在超臨界溫度時的水解反應(yīng)按上述哪種機理進行。為什么相關(guān)熱力學數(shù)據(jù)如下SV5mcJT-28S.83059.9100OFT-229.994-10.75宗和石在HMI%及不同度下的解需/工鞘工謁限式pK.繳1L055.IBIL12IL疆7.SO40011.4145011IJJ5.485-4乙酸乙酯水解反應(yīng)速率可表示為其中k為速率常數(shù)，c0,CH3COOC2H5為乙酸乙酯的初始濃度。請通過推導(dǎo)說明水解反應(yīng)按哪種機理進行。5-5實驗表明：近（超）臨界水中酯類水解反應(yīng)的表觀活化能可降到常規(guī)條件下的1/2，水解反應(yīng)速率大幅

12、度提高。請通過機理1分析原因。第6題木犀草素（Luteolin）是有良好抗菌活性和抗氧化能力的黃酮類化合物，以從植物中提取的蘆丁（Rutin）為原料制取木犀草素是比較實用的一條工藝路線：在微波輔助下，蘆丁與Na2s2O4在NaOH溶液中回流1.5小時生成木犀草素，產(chǎn)率83%。6-1實驗測得，40C時木犀草素在乙醇（EtOH）中的溶解度（以物質(zhì)的量分數(shù)x計）為2.6810-3。已知2060c木犀草素在乙醇中的溶解始為20.28kJmol-1。請估算25?時木犀草素在乙醇中的溶解度。6-240c時，蘆丁和木犀草素在乙醇&水混合溶劑中的溶解度曲線如圖6.1。根據(jù)圖示設(shè)計提純木犀草素的具體方案。6-3

13、木犀草素有和兩種晶相，在熱力學上，相比相穩(wěn)定。在恒壓下，液態(tài)、相和相的摩爾Gibbs自由能Gm隨溫度T的變化關(guān)系如圖6.2所示。請回答哪條線對應(yīng)a相、相，說明理由。（2）在相同溫度下，a相和 相哪個嫡更大 洞述理由。第7題2005年諾貝爾化學獎授予在烯煌復(fù)分解反應(yīng)研究方面做出杰出貢獻的Chauvin、Grubbs和Schrock3位化學家。烯煌復(fù)分解反應(yīng)已被廣泛用于有機合成和化學工業(yè)，特別是藥物和塑料的研發(fā)。最近，這一反應(yīng)在天然產(chǎn)物（+）-Angelmarin的全合成中得到應(yīng)用。（+）-Angelmarin是中草藥獨活中的有效成分之一。1971年Franke小組報道了它的關(guān)鍵中間體E的合成（見

14、合成路線1）。最近,Coster小組用廉價易得的烯丙基澳代替Franke方法中較貴的-3-甲基-3-氯-1-丁煥，合成出中間體G,再經(jīng)烯煌復(fù)分解反應(yīng)得到D,繼而通過對映選擇性環(huán)氧化等4步反應(yīng)得到光學純的（+）-An-gelmarin（見合成路線2）。合成路線LDGrubbs催化劑D4steps（林MM.加7-1畫出中間體B、C和F的結(jié)構(gòu)式。7-2試為合成路線1中第二、三步反應(yīng)和合成路線2中的第二步反應(yīng)提出合理的反應(yīng)條件和試劑。7-3試解釋合成路線1中從D到E轉(zhuǎn)化（即第四步反應(yīng)）的歷程（用反應(yīng)式表示）。7-4在合成路線2的第二步反應(yīng)（從F到G的轉(zhuǎn)化）中還觀察到了一種副產(chǎn)物，它是G的同分異構(gòu)體試畫

15、出這個副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式。7-53-甲基-3-氯-1-丁快是合成路線1中使用的原料之一。用乙快和必要的有機或無機試劑，用不超過3步反應(yīng)的合成路線合成該化合物，寫出反應(yīng)式。第8題20世紀70年代我國科學家從民間治療瘧疾草藥黃花蒿中分離出一種含有過氧橋結(jié)構(gòu)的倍半菇內(nèi)酯化合物，稱為青蒿素，它是我國自主研發(fā)并在國際上注冊的藥物，也是目前世界上最有效的抗瘧疾藥物之一。我國著名有機合成化學家、中國科學院院士周維善教授在青蒿素的全合成方面做出了開創(chuàng)性的工作，他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于1983年完成了青蒿素的首次全合成。該研究組所采用的合成路線如下* |n IVbbfelWShMiJi! F IITB4 . M V K

16、Mfet 8-1青蒿素分子中共有幾個手性碳原子？寫出內(nèi)酯環(huán)上C-2、C-3、C-4和C-5的構(gòu)型（用R/S表示）。8-2用系統(tǒng)命名法命名起始原料香茅醛和中間體A（用R/S表示其構(gòu)型）。8-3畫出中間體B、F和G的立體結(jié)構(gòu)式（用楔線式表示）。8-4中間體C在高位阻強堿LDA存在下與3-三甲基硅基-3-丁烯-2-酮進行Michael加成反應(yīng)時，除了得到中間體D之外,還產(chǎn)生了一種副產(chǎn)物，它是D的立體異構(gòu)體。試畫出這種副產(chǎn)物的立體結(jié)構(gòu)式（用楔線式表示）。8-5寫出由中間體D到中間體E轉(zhuǎn)化的機理（用反應(yīng)式表示）。第23屆全國高中學生化學競賽理論試題答案第1題1-IMnCh+4H*+=Mn+2lbOEl-

17、L23VZn-+S+2e=ZnS0265VMnO=+4H*+ZnS=MJ+2H0+Zn：*+S*=加-A=L23V-0265V=0965V或小G：=-tiE：F=0965x96500=1842kJmpf1：O或M；0,表明反應(yīng)在標準狀態(tài)下能自發(fā)進行、丫此；工-RTnKSIAC*=-n；F.TlnK=ji:*F1or=2xa965/Q0592=321K=1.26x該反應(yīng)標準狀態(tài)下K值很九可以進行得很完全.同槽浸出”條件下，氫離子濃度比標準狀態(tài)大，因此反應(yīng)比標準狀態(tài)下更可行。（2）原來MnO2與ZnS”固-固”直接反應(yīng)，變?yōu)镸nO2與溶液中的Fe2+和ZnS與溶液中的Fe3+之間的固=反應(yīng)，使酸溶

18、速度大大加快。（答鐵起催化作用得0.5分）1-3四氯乙烷的作用是破壞包裹在鋅精礦表面的硫膜（僅答回收硫磺只得0.5分）4PbSCh+4NaCl=NPbCh+NaiSO-litPhso*+4cr=PbciJ-+soV第2題2-1將2個2-乙基己基寫成C4H9CH(C2H5)CH2等形式也可。祖良用R礁蓍二黑甘縣黯沖,(不標出有機相只得0.5分)2-2根據(jù)反應(yīng)方程式，有：(不標也有機相只得45分)2根據(jù)反應(yīng)方程式,有；vIREA.51廿中HAK|RE?in將分子分母同乘以A?r.HA&和REAm由.則有：_H+一用REQm*HARE+(wj|ALREA2116LxHAh1REAaHAf(!=(K)

19、xm寓8/孫廣2-31(a)|(CiHU)jP00)3Pt|(b)(CHjO)iPOOjPr(*(2)(a)結(jié)構(gòu)?？臻g位阻增大，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)難以形成或答鏈狀結(jié)構(gòu)可減小烷基鏈間的斥力。，有利于萃(3)萃取劑過量，萃合物相對分子質(zhì)量下降，從而避免了有機相乳化現(xiàn)象的發(fā)生取作業(yè)連續(xù)進行。2-4(1)N值增大有利于萃取鈕，N值減小有利于萃取例。，提高萃(2)環(huán)烷酸在煤油中因分子間氫鍵形成二聚體，混合醇的加入可降低二聚作用取劑效率。提高萃合物在有機相中的溶解度，并改善有機相的流動性。第3題3-1NH4C1,溶(b)圖為實驗1的滴定曲線；應(yīng)該選擇澳甲酚綠為指示劑。因為計量點的組成是液呈弱酸性。3-2加熱煮沸15

20、分鐘是為除去剩余的H2SO3(或SO2)5V014+MnOJ+HnA5V0;+Mn：+3-31t(NH卸一）8 -Af （V.0fe）10*957. 40 3097* 1000嘴的=3+40所周=0 7779FMA.I和(fl) = 3 13% =4x 14 01+ (1S+ 訓 / L 008+ 10 x 5。94+ (28+ 福 x 16 00，.曄 9 7*JDA的化學式：（NH，），H;iVjqO*lOHaO第4題d1品胞中有6個K.44Y,4個CZ結(jié)構(gòu)基元的化學式為C3治乂42錦離子采用研雜化1,)1-5-5在近（超）臨界水中，pKw可達11左右提供的H+和OH-（濃度比常態(tài)水大得多

21、，具有酸（堿）催化的功能；酯水解反應(yīng)產(chǎn)生酸，酸（250C和25MPa時乙酸的pKa=5.95）電離產(chǎn)生大量的H+,具有自催化功能，從而使酯水解不必加入酸堿催化劑即可快速進行。第6邂6-溶解平衡:L（*）L（sol）K=#.GXxH觸仁-tCtJ,J2028KlM16-2方案要點：選擇乙醇摩爾分數(shù)約為0.8的乙醇-水混合溶劑，溶解木犀草素粗品，過濾除去不溶物。在濾液中加水（或濃縮/蒸除溶劑）至乙醇物質(zhì)的量分數(shù)約為03,析出木犀草素。6-3（1”代表相2,111代表相相同溫度下，相比相穩(wěn)定，所以Gm,Gm,a（2）相嫡大理由:在恒壓下，Gm隨溫度T變化斜率的負數(shù)等于嫡，而嫡總是大于零的；+線的余率

22、（絕對值）比，線的大。第7題7-2合成路線1,第二步反應(yīng)：H2/Lindlar催化劑第三步反應(yīng)：加熱合成路線2,第二步反應(yīng)：加熱第66177PhCOjH7T7-5OfAMgXHCmCNHC=CHarHC=CMgXNa承備0gSOChflfHCI0rpe1.或其他不超過3步反應(yīng)的合理反應(yīng)式（方法）。8-17個手性碳；2R,3S,4R,5s8-2香茅醛：（R）-3,7-二甲基-6-辛烯醛基-2-(2-丙中間體A：（1R,2S,5R）-5-甲基-2-（1-甲基乙烯基）環(huán)己醇或（1R,2S,5R）-5-烯基）環(huán)己醇”3中國化學會第21屆全國高中學生化學競賽（決賽）理論試題第1題疊氮化合物不僅是重要的化

23、工原料，也是良好的炸藥和火箭推進劑，在國防和工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。11HN3分子的幾何構(gòu)型為，乙：（圖中鍵長單位為10-10m）。N-N、/112*N=N和NN的共價健健長分別為1.40X10-10、1.20M0-10和1.09X10-10m,試畫出HN3分子的共輾結(jié)構(gòu)式。，將一定量NaN 3、苯和1-2疊氮有機鋁化合物是多種疊氮化反應(yīng)的試劑。在室溫下Et2AlCl混合，劇烈攪才反應(yīng)24h,常壓蒸除溶劑，減壓蒸儲得到疊氮二乙基鋁（Et2AlN3,縮寫DEAA）。在低溫下，Et2AlCl形成穩(wěn)定的二聚體,DEAA則形成穩(wěn)定的三聚體。在上述聚合體中Al原子都是4配位,而且乙基的化學環(huán)境相同。試

24、畫出Et2AlCl二聚體和DEAA三聚體的結(jié)構(gòu)式。3DEAA的飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系曲線如右圖所示。試計算反應(yīng)的摩爾婚變.1-4取濃度為0.100molL-1DEAA的苯溶液，用凝固點下降法測得溶質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量為372（DEAA三聚體的相對分子質(zhì)量為381），試計算（DEAA）3在該溶液中的解離率。1-5疊氮橋配合物不僅表現(xiàn)出多樣化的橋聯(lián)方式和聚合結(jié)構(gòu)，在分子基磁性材料研究中極具價值。試畫出疊氮橋聯(lián)形成的雙核配合物中疊氮根作橋聯(lián)配體的各種可能方式（用M表小金屬離子）。第2題高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型選擇性氧化劑和超鐵電池的正極材料，在水處理、有機合成、電池工業(yè)等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)

25、用前景。早在1951年,Thompson等已成功地利用化學方法合成了純度為97%99%的K2FeO4。已知相關(guān)物質(zhì)的標準電極電勢如下：Fd履斗*FF+dHg*=2.20V+4HsO+3e-FeUH)j+5OHE,-0.72V2HC1O+2H+2e-Cl：+2HEOK口L611VCK)+H:O+2e：r+2()H-E0=0.filVCh+2t-2Cr1.358V2-1試寫出以Fe(NO3)3為鐵源、KClO為氧化劑，在KOH溶液中制備K2FeO4的離子方程式。2研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e(OH)3能催化溶液中K2FeO4的分解。在相同條件下，分別以Fe(NO3)3和K3FeF6為原料制備K2FeO4,哪種鐵

26、源制備K2FeO4的產(chǎn)率較高洞述理由。3高鐵酸在水溶液中有4種形體，其酸常數(shù)為pKa1=1.6、pKa2=3.5、pKa3=7.3。pH=1.0的該溶液4種形體中哪2種是主要的？寫出它們的化學式。4K2FeO4在KOH溶液中可將甲苯氧化成苯甲醛，F(xiàn)eO2-4轉(zhuǎn)化為紅棕色沉淀和綠色溶液(綠色是由FeO2-3呈現(xiàn)的),該綠色溶1與適量S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成深色沉淀，組成分析發(fā)現(xiàn)該沉淀為3種物質(zhì)的混合物，寫出它們的化學式。5以K2FeO4作為鋰離子電池的正極材料，可嵌入/脫嵌Li+離子。1.00gK2FeO4的理論容量為406mAh,請通過計算寫出K2FeO4可逆嵌入/脫嵌Li+的方程式。第3題

27、近年來人們開發(fā)了一種由鋁合金和硼纖維組成的鋁合金基-硼纖維復(fù)合材料。該材料具有比鋁合金更高的比強度和比模量，可用于航空、航天飛行器。有人設(shè)計了一種分析這種復(fù)合材料中硼含量的方法：用混酸溶解m克樣品，配成體21試寫出以Fe(NO3)3為鐵源、KClO為氧化劑，在KOH溶液中制備K2FeO4的離子方程式。2研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e(OH)3能催化溶液中K2FeO4的分解。在相同條件下，分別以Fe(NO3)3和K3FeF6為原料制備K2FeO4,哪種鐵源制備K2FeO4的產(chǎn)率較高洞述理由。2-3高鐵酸在水溶液中有4種形體淇酸常數(shù)為pKa1=1.6、pKa2=3.5、pKa3=7.3。pH=1.0的該溶液4種形

28、體中哪2種是主要的？寫出它們的化學式。4K2FeO4在KOH溶液中可將甲苯氧化成苯甲醛，F(xiàn)eO2-4轉(zhuǎn)化為紅棕色沉淀和綠色溶液(綠色是由FeO2-3呈現(xiàn)的，該綠色溶?與適量S2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成深色沉淀，組成分析發(fā)現(xiàn)該沉淀為3種物質(zhì)的混合物，寫出它們的化學式。5以K2FeO4作為鋰離子電池的正極材料，可嵌入/脫嵌Li+離子。1.00gK2FeO4的理論容量為406mAh,請通過計算寫出K2FeO4可逆嵌入/脫嵌Li+的方程式。第3題近年來人們開發(fā)了一種由鋁合金和硼纖維組成的鋁合金基-硼纖維復(fù)合材料。該材料具有比鋁合金更高的比強度和比模量，可用于航空、航天飛行器。有人設(shè)計了一種分析這種復(fù)合材

29、料中硼含量的方法：用混酸溶解m克樣品，配成體積為V0的試樣溶液；通過強酸型陽離子交換樹脂除盡溶液中的金屬陽離子；以甲基紅為指示劑，用NaOH溶液中和試樣溶液；加入甘露醇，使硼酸(Ka=5.8X10-10)定量地轉(zhuǎn)變?yōu)楦事洞?硼酸配合物(Ka=8.4X10-6),反應(yīng)方程式為：再加入適當指示劑，用NaOH溶液滴定到終點。主要分析流程圖如下(圖中只列出主要物質(zhì)其他少量物質(zhì)的干擾可以不予考慮)。忸理臂H料慎樣 nf A.陽離干交接柱國+世段破酷和就芾,的 NMH措欣指XM明%DE配片物用的指示制1寫出從A框至ijB框生成H3BO3的反應(yīng)方程式以及H3BO3在水溶液中的電離方程式。2除去過量酸后的熱溶

30、液在冷卻至室溫過程中有時析出白色鱗片狀晶體。寫出該晶體的化學式并解釋為什么晶體呈片狀。3從C框到D框的滴定操作過程中，是否需要準確地中和H+?簡述原因。4從原理上分析D框到E框這一步操作的目的。3-5如果E框中配合物和NaOH滴定劑的濃度均為0.10mol-L-1,請估算滴定到化學計量點時的pH,并指出從E框到F框的滴定過程中，應(yīng)該選用哪種指示劑？滴定終點的顏色是什業(yè)色他國jiKpWh骷限式3,174虹帚就3.4卬A5.Q歸口B.4的it1.0險取1-1*10.0比W*-LL43-6V0、V1和V2的單位都為mL,MB為硼的摩爾質(zhì)量(gmol-1),c(NaOH)為NaOH溶液的濃度(molL

31、-1),請給出被測溶液中硼含量(gL-1)的計算式。第4題1967年,C.J.Pedersen發(fā)表了關(guān)于冠醒合成和選擇性配位堿金屬離子的論文，開創(chuàng)了超分子化學新領(lǐng)域。超分子主要是指分子通過非共價鍵完成自我識別與自我組裝過程形成的具有特定結(jié)構(gòu)的分子聚集體。在超分子層次上，化學與生命、環(huán)境、材料、信息等等學科相互交叉，形成超分子科學。目前，超分子科學在分子器件、基因結(jié)構(gòu)、納米材料等方面取得了巨大進展，已成為21世紀一個十分活躍的前沿領(lǐng)域。近期化學家合成了一種結(jié)構(gòu)非常特殊的超分子，其設(shè)計思路是，利用分子自我識別與自我組裝的能力，將3個環(huán)狀化合物套入Y型分子的骨架上，再通過化學反應(yīng)將3個環(huán)狀化合物的側(cè)

32、鏈進行關(guān)環(huán)形成第4個環(huán)。圖示如下：/人一網(wǎng)CD4-1已知化合物A、B的結(jié)構(gòu)分別如下圖所示，試問：它們通過什么作用進行自我識別與自我組裝？4-2在用鄰苯二酚和1,8-二氯-3,6-二氧雜辛烷進行2+2環(huán)化合成化合物A中的大環(huán)冠醒部分時，需用到2種方法以提高成環(huán)產(chǎn)率，即高度稀釋和加入金屬離子（模板離子）。試說明為什么加入模板離子會提高產(chǎn)率？對Na+、K+、Rb+、Cs+而言哪種離子作模板產(chǎn)率最高？為什么？4-3將超分子C轉(zhuǎn)變?yōu)镈時使用的化學反應(yīng)通常稱之為烯煌復(fù)分解反應(yīng)，生成D的同時，還生成另一種化合物E。已知D中的第4個環(huán)為三十三元環(huán)，試問,化合物E是什么？反應(yīng)過程中每生成一個D同時生成幾個E?4

33、-4K是合成化合物A的原料之一，以E為主要原料合成K的路線如下，請寫出F、G、H、I、J、K所代表的化合物或反應(yīng)條件。*GtCHjliCOTnMu1)GCCLHHTHF力H由4-5K也可或用如下所示的第線合成.寫出L,M,X所代表的化合物.%K&NHm、+G不HiM*、*(jMH由LindlirPd第5題NO可經(jīng)氮氧化物酶催化在生命過程中產(chǎn)生，并在此過程中起重要作用，但是，人們至今尚未探明NO參與代謝的細節(jié)。因此，發(fā)展能夠在生物環(huán)境下實時檢測NO的方法，成為擺在NO的化學家、生物學家以及工程師們面前的課題。小分子熒光檢測器在實時檢測生物體內(nèi)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。最近化學家合成了一組熒光分子（

34、FL1FL5，可用于生物體內(nèi)NO的實時檢測。先將熒光分子與CuCl2制成配合物，當體系中有NO出現(xiàn)時，NO與配合物相互作用，從中置換出銅（I）,通過對比反應(yīng)前后體系熒光光譜的變化，即可檢測NO。原理示意如下（FL代表熒光配體）:FL-Cut|J=CuHFI：Cu(I)t-FLNt)普成的黃Jt（t體FLi如右下圖、5-1已知FLiCuCJr生成的配音物分子式才仁凡,M值小以惠中捌為4配位.試寫J!速配合面的蠟料式.5TNO與5T的配合將作用性成分子式力GHitNJiCL的牝合物和CKL試寫出腐化合物可能的結(jié)構(gòu)式.5-*蜃把分千FUfQKl%5CD的舍冠躇域tTF,請篤出A,B.C,仄E以&FU

35、睥結(jié)構(gòu)式,外,山SCA口（CHiSX.、Hi,、fc1A1J,5eirI.|JArONi.AdJHA。Fd/CftG2CO7年諾U】來化學要授F德國舁李家HEmkn比輪他在“同悻度曲化學過程”研究中做出的.化學T,業(yè)中廣泛捷陽的負依平陛化科I主理由視體利出而話件用分9成）的副餐科學.就足鼻書的周悻在面化學理程的應(yīng)用.儲如,艾心了聞:口,催化劑由丁“和我悻活性用分比成.研究是期.八*島中的。JL卮、疣I曲崢中門的，糊方式,AIO.的主曼晶露面內(nèi)C星或口除tjn圖1所承3它粗的陳解就合均*.分布在it而H59。和A上扣的2所示，6-1在C層和D層的單位網(wǎng)格（即圖2中的方框）內(nèi)分別有幾個處于由體相暴

36、露出來的四面體空隙中的A13+和八面體空隙中的A13+?6-2NiO/A12O3催化劑中分散在表面的NiO的Ni2+進入能形成表面四面體配位和八面體配位的位置，且與Ni2+相伴的O2-按A12O3堆積方式外延（假定只形成單分子層&，請問在C層和D層的單位網(wǎng)格中各能容納幾個Ni2+?6-3將NiO換為CuO,文獻報道Cu2+只能存在于表面的八面體空隙中，如果用氫還原不同配位環(huán)境的銅（Cu2+-Cu0）,請估計還原溫度較低的表面Cu2+分布在C層還是D層中？簡文理由。6-4已知O2-離子半徑為0.140nm,試估算CuO/A12O3催化齊1中CuO在A12O3表面的最大單層分散值（以每100m2的

37、A12O3載體表面單層分散多少毫摩爾的CuO表示）。6-5Ci/MrAg催化荊可設(shè)用于8的催化整化-CO（好+C（歲g）0若在/即K下.右2nlCO（S）梏完全催化氧化生成6晚3靖計算叱過程中的反應(yīng)蠟變.已知霞8K下的熱力學數(shù)據(jù)上.第kJ，mol3%.5kJ*crol1*在一溫度T=Z9&-5MK范國內(nèi)熱容G，mfg,或=2亂SS6JL*nwLTfPTm（J：tK）59r526J-K1tnoL，Q,g）=27.437J，K-lmoln66Q）的低fti催化消除逋意果用胤A.Wdh為載體的負載型催化劑，人們對箕反應(yīng)機理已經(jīng)有了敕深入的研究*實驗結(jié)果表明人心在催化荊電而與Q反應(yīng)的可能歷程皿F：（D

38、CO+M-a（力Q+2M/、?0ta心）ca+1-*cq：1:+m如,（4）0（瑞-CQ+M式中M為表面活性位，在該實驗條件下M的數(shù)量為定值，下標ads表示吸附態(tài)。請用穩(wěn)態(tài)近似法推導(dǎo)其速率方程，速率用dC2表示。dt第7題過渡金屬大環(huán)配合物可以用作模擬金屬酶的活性中心，其中Cu（I）配合物因可活化2等小分子而倍受關(guān)注。最近有人在空氣中以間苯二甲醛和三（3-氨丙基）月安（縮寫為trpn）1,并對其中氧原子的來源進行在Ag+離子存在下通過胺醛縮合生成Ag（l）席夫堿大環(huán)配合物了研究，相關(guān)合成路線如下（圖中未標出銀的配位鍵）：7-1將純化所得產(chǎn)物做了元素分析和紅外光譜等基本表征，化合物的官能團在紅外

39、光譜上產(chǎn)生不同的特征吸收峰，如何利用配合物1的紅外光譜判斷產(chǎn)物中不含原料及低分子量的線性聚合物類的副產(chǎn)物？7-2在僦氣氛中得到了配合物3,將配合物1和3在僦氣氛中用足量的NaBH4還原,得到化合物4和5,并進行了紅外光譜研究。請推測化合物4和5紅外光譜上最主要的差別是什么？7-3測定了配合物1和3的晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)配合物3中無氧，配合物1中和O原子相連的C原子的相關(guān)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為：C-O鍵長為150.0pm、C-N鍵長為124.7pm,N-O、C-C-O和N-C-C的鍵角分別為126.0o112.5季口121.5Q如何利用這些數(shù)據(jù)說明在空氣中得到的確實是配合物1,而不是由于H2O分子在C=N雙鍵

40、上的加成所彳#到的配合物2?7-4在鹽酸存在下將配合物1和3水解，過濾，濾液經(jīng)分離除去trpn后的剩余組分經(jīng)高效液相色譜分析，配合物1的水解產(chǎn)物色譜圖上顯示有A和B兩個組分，代表純組分相對量的峰面積比為33.02:66.09(A:B),而配合物3的水解產(chǎn)物僅有一種組分C。對A和B進行了質(zhì)譜表征，其電噴霧質(zhì)譜圖分別為(a)和(b)(質(zhì)譜圖的縱坐標為相對豐度，橫坐標為質(zhì)荷比，相對豐度100%的峰對應(yīng)的質(zhì)荷比為M+1)。Enwlso叫 M 知網(wǎng)3C2010n * MlH-5unquEmuHOQ如W沖碩知4030135I16JQ313.LIDOJ5020025CMOISOm/i說明A、B和C各為何物。

41、7 - 5 在無trpn、其他條件和合成配合物1相同時，AgNO3在空氣中不能氧化間苯二甲醛。對配合物進行氫核磁共振實驗，所得譜圖如下(圖中不同位置的信號表示氫的化學環(huán)境不同件下新鮮制備的配合物3,(c)圖對應(yīng)配合物3在空氣中放置一周后所得樣品)，其中(a)圖對應(yīng)配合物1,(b)圖對應(yīng)無氧條結(jié)合前面幾步的實驗?zāi)芊衽袛嗯浜衔镏醒踉拥膩碓矗空埡喪隼碛?。中國化學會第21屆全國高中學生化學競賽（決賽）理論試題答案13計算A、B兩條直線的斜率：直線A的斜率為-3.76X104直線B的斜率為-1.01X104-HT從六蛇A和我線H的斜率分肥得刎：&必=K4.UH-nul1dM工露LEkJTTwr16kJ

42、-ml-MftIdub1酬HIHM(Mtj-aM*-+上b-1得Jt*nn0LM5.JUCL035q-j拇針一口mw1&MM2-14-300+】0QFT-2FW+XT+5及。SFHOHb+300+4UH-2F(V*3CT+$Hq21KiFtF.LMlUFMNdb為能比.離粗尻務(wù)件口2序函】為科/直口過中生成的修0H；3-3用&0*,冊&0|2-4%*.E(0HK,5Z5FT抽/13二nh.R二產(chǎn)裝.替tX出苗K.moi-L9,65X10*Cmoi1計算靖鼻可耳出KiF0的7程式為KiFa+3LT+&1*KtUF0N33-1B+3HN0ifg+JNQ,f2B+3H,SQ-2H,BQ+3StHrBCh+&01BC0H4+H*成rHOOHiz+&-B,y、HO