全国高中学生化学竞赛决赛理论试题

2002年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题

答案及评分标准

第1题（10分） 1—1、（NH4）3H4PMo12O42·H2O＋26 NaOH==12Na2MoO4＋Na2HPO4＋3NH3＋17H2O NH3＋HCl==NH4Cl

计量关系 P2O5——(NH4)3PMo12O42·H2O——NaOH l——2——46 P2O5的摩尔质量： 142 g／mol-1 P2O5％：

－

(1.026mol·dm3×0.04000dm3-0.1022mol·dm-3×0.01520dm3)×142g·mol-1/（46×0.385g） ==0.317==31.7％

（计量关系正确得3分，计算合理结果错扣 1分，有效数字错扣 0.5分）（6分） 1—2、

SO42-的质量：[(V3+V4+V2)×10-3dm3×0.0200mol·dm-3×(250/25.00)×96g·mol-1/50g]×100g ==(V3+V4+V2)×3.8×10-2g

（计算合理结果错扣 1分，有效数字错扣 0.5分）（4分） 第2题（16分）

2－1 V+3H2SO4(浓)==VOSO4+2SO2↑+3H2O （3分）（不配平只给1分） 2－2 MnO4-+5VO2++8H+==Mn2++5VO3++4H2O （9分）（每式3分，不配平只给1分） 或MnO4-+5VO2++H2O==Mn2++5VO2++2H+

＋

2MnO4-＋5NO2-＋6H+==2Mn2＋5NO3-＋3H2O （NH2）2CO＋2NO2- +2H+==CO2↑＋2N2↑十3H2O 2－3

（4分）

第3题（6分）

3—1 A：C16H16NO2（2分） 3—2

B化学式量为325.22

nCo ==0.360g/325.22g·mol-1==1.11×10-3mol （2分） nO2 ==（102.9kPa-1.2kPa）×l2.90×l0-6m3（/8.314Pa·m3·K-1·mol-1×288K）=5.48×10-4mol (2分） 若B带溶剂分子，只要计算合理也给分。

－

nCo：nO2==l.l1×0-3mol：5.48×104mol== 2.03：l

Co与O2的物质的量之比nCo：O2==2：l （2分） 3—3

（钴为六配位其它形式分子氧都给分）

3—4 （C16H14N2O2Co）2L2O2==（C16H14N2O2Co）2 + O2 ↑+ 2L （4分）

（产物不是二聚体，不给分） 第4题（l3分） 4—1 4个（1分） 4—2（0，0，0），（0，0，l/2），（l/3，2/3，0），（2./3，1/3，1/2）

（每个0.5分，共2分） 4—3 2.27g·cm-3 （体积计算1分，密度计算1分，共2分） 4—4 见附图1（l分）

4—5 离子键或静电作用（1分）

4—6 LiC2 晶胞见附图2（1＋2分）

4—7 4NiO+4LiOH+O2==4LiNiO2+2H2O （1分） 4—8 LiNiO2==Li1-xNiO2＋xLi+＋xe - （1分）

十

4—9 Al3+无变价，因此与之对应的Li 不能脱嵌。 （1分）

第5题（12分）

5－1反应：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O

? ?rHm==2?fHm(H2O,g)+?fHm(CO2,g)-?fHm(CH4,g)-2?fHm(O2,g)

????== - 802.3kJ.mol-1

?CP==2Cp(H2O,g)+Cp(CO2,g)==104.3J·K-1·mol-1

（注：此处的“mol”为［2H2O(g)+CO2(g)］粒子组合）

? ⊿T== -?rHm/?CP==7692K T==298K＋⊿T＝7990K

反应：H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

? ?rHm== - 24l.8kJ·mol-1

Cp== 33.6 J·K-1·mol-1

⊿T＝7196K T＝7494K （6分） 5－2 M是平均摩尔质量，分别为 26．7和 18 g· mol-1。因为：

气体分子动能为1/2mv2，m=nM，动能一定和n一定时，M越大，速度v越小，故在Isp的计算公式中M在分母中。注：式中M应为平均摩尔质量，此时，式中的热容也为平均摩尔热容（即上面算出的摩尔热容要除总摩尔数），但分子分母都除总摩尔数，相约。（4分）

5－3 CH4－O2 ISP==K（104.3×7990）/(44.0＋2×18.0）＝l.0×104K

H2—O2 ISP== K（33.6×7494）/18.0==1.4×104K

H2－O2是性能较好的火箭燃料。 （2分）

注：平均摩尔质量也可是上述数据除以总摩尔数，此时，平均摩尔热容也除总摩尔数，两项相约，与上述结果相同。 第6题（5分）

6－1 B至A，⊿S＜0，T⊿S＜0，吸热，反之放热。磁铁在冰箱外。（3分） 6－2 M为第64号元素（Gd），因其基态电子组态为［Xe］4f75d16S2，未成对电子最多。 （2分）

说明：由于竞赛大纲未要求稀土元素，也未对不符合构造原理的元素提出要求，因此，答其他镧系元素，如63号（Eu）等也得满分，按构造原理应该能写出63号（Eu）元素［Xe］4f75d26S2 的电子构型。答非镧系元素不给分。（选择元素1分，说明1分） 第7题（18分） 7－l（3分）

（CH2OCH2CH2CONHCH2CH2COOR）2

（CH2OCH2CH2CONHCH2CH2CONHCH2CH2COOR）2 ［CH2OCH2CH2CO（NHCH2CH2CO）nOR］2

(每个1分) 7－2（2分）每步1分

7—3（3分）

一次缩合得到的阶式聚合物： （1分）

两次缩合得到的阶式聚合物： （2分）

7－4（l分）

阶式二字的意义是：在阶式聚合反应中，阶式聚合物的分子量（或分子大小）以几何级数增长。 7－5（3分）

如果相关的官能团不等价，反应活性将出现差别，不能保证缩会在各个活性中心同时

进行，分子的增长或分子量的增加将无法控制。（1分）

甘油不能作为多向阶式聚合的核心构件，因为其3个羟基不等价；（1分） β-氨基葡萄糖不能作为多向阶式聚合的阶式构件，因为其4个羟基不等价。（1分） 7－6（6分）

四向核心构件的原料：C(CH2OH4)3（ 1分）

（2分）

三向阶式构件：H2NCH2C（CH2OCH2CH2CN）3 （1分）

第8题（10分）

8－1（5分）注：A和B可互换）

8－2 E有8个立体异构体：

若3、4个手性碳的构型表示也正确。

（每错一对扣回分，每错1个扣0.5分，但不得负分） 8—3（2分）

（3 分）