【化學(xué)競賽試題】1990年化學(xué)冬令營競賽試題

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國際化學(xué)奧林匹克 中國化學(xué)會nullnullnull 年度 化學(xué)冬令營競賽試題 理論試題 nullnull 分null 一 鉑是我國豐產(chǎn)元素 探明儲量居世界 之首 鉑有廣泛用途 例如白熾燈里支撐鎢絲 的就是鉑絲 鉑鋼在高溫下仍有高強度 用以 制作火箭發(fā)動機 核反應(yīng)堆等 翎是固氮酶活 性中心元素 施鉑肥可 明顯提高豆科植物產(chǎn) 量 等等 輝鑰礦 nullnull null null null null 是最重要的鑰礦 它在 nullnull null nullnull null null null nullnull 氧壓下跟苛性堿溶液反應(yīng) 時 鑰便以null null null 之一型體進入溶液 null null 在上述反應(yīng)中硫也氧化而進入溶液 試 寫出上述反應(yīng)的配平的方程式 null null 在密閉容器里用硝酸來分解輝鉑礦 氧 化過程的條件為 null null nullnull null null null null null null null nullnull null null null null null null nullnullnull 氧壓 反應(yīng)結(jié)果鉑以相酸形態(tài)沉 淀 而硝酸的實際消耗量很低 null相當(dāng)于催化劑 的作用null 為什么null 試通過化學(xué)方程式null配平null 來解釋 二 null null 配合物null 是null null null 年 由null null null null 合成 的 它的化學(xué)式 為null null null nullnull null null null null null null null null 化合物呈順磁性 有極性 但難溶于水而易溶 于苯 其苯溶液不導(dǎo)電 試畫出配合物null所有 可能的立體結(jié)機 若有對映體必須標明對映關(guān) 系 null null 使多磷酸鈉 溶液通 過氫型陽離子交換 柱 交換后的溶液用 null null null null null null null null 氫氧化鈉 溶液滴定 在消耗null null null null null null null 和nullnull null nullnull null null 處 nullnull null 分別為 null 和 null null 各有一個終點 若多磷酸鹽是 鏈狀結(jié)構(gòu) 問 nullnull null 為什么有二個終點null nullnull null 鏈上平均磷原子數(shù)是多少null 三 null null 完成下列反應(yīng) 寫出產(chǎn)物結(jié)構(gòu) null并 標示立體化學(xué)特征null 一 null null null 儀 少比 null null null擴 一 一一門 卜 null 卜淚null null null null null null null null null null 甘蘭竺 null一七 七日 二七 null 謐 一 null一 null 甲 null 祝null 器器null null nullnull null null 認二 nullnullnull 通 一一null月 null null null null null null null null 卜 null 呼到 null null null null null null null null null悶 null null null 寫出null null null的反應(yīng)歷程并命名化合物null null null 及null 四 在高真空下 用高能電子束轟擊一種 氣態(tài)分子時 分子中的一個電子可以被打出去 生成陽離子自由基 如苯甲酸 null null null null null null 一null null null null nullnull 十 null null 它的質(zhì)量與電荷比可以測出為nullnull null即nullnull 八null 與此同時 這樣的離子還會被 打碎成碎片離 子 各有它們的質(zhì)量與電荷比 苯甲酸產(chǎn)生的 碎片離子按所測出的質(zhì)量與電荷比 null都只帶一 個正電荷null 為 null null null 離子 反應(yīng) null null null null nullnull nullnull null null nullnull nullnullnullnull 一null null null nullnull null null null null null nullnull null null null null null nullnullnull null null null null null null nullnull null 一 null null null null null null null null null null nullnull null null null null null null null 現(xiàn)有碳 氫 氧組成的一無色透明液體 nullnull null 不溶于水及冷酸 堿 加熱時能逐漸 溶于稀氫氧化鈉或鹽酸 冷卻后不再析出原有 液體 如上用高能電子轟擊氣態(tài)null時 在null null null 下得質(zhì)量與電荷比為null null null null null null 及null 等離子 它們都帶一個電荷 請確定該化 合物是什么 并畫出產(chǎn)生這些碎片的過程 五 輝鉑礦 nullnullnull null null null是相的最重要礦物 一 圖 nullnull null 是輝鉑礦多層焙燒爐的示意圖 其中null null null 是爐層編號 nullnull nullnull null null nullnull null null一null找機叭 null null null 圖null 輝相礦多層焙燒爐示念圖 null null null null null null null null null null null nullnull null null null null null null null null 爐層序號 圈null 各爐層固態(tài)物料的序爾百分組成 是各爐層的溫度null null 圖nullnull null給出了各爐層的 固態(tài)物料的摩爾百分組成 例如 圖中示出 第 null 號爐層上null null null null null null null null 和nullnull null null 的摩爾百 分比約為null null null null nullnull和null null null null總計為null null null腸null 已知null null null null 焙燒生成nullnull null nullnull null null null 的反應(yīng)熱 nullnull nullnull null null 為一 nullnullnull nullnull nullnull null null null nullnull null null 氧化生 成 null null null nullnull null null null 的反應(yīng)熱為一 null null null null nullnull null null null 試通過 計算說明為什么焙燒爐的中層爐溫較低null 六 試從化學(xué)反應(yīng)原理和下列實測數(shù)據(jù)來 推斷反應(yīng)產(chǎn)物null 和null的分子式和結(jié)構(gòu)簡式 null注 意 null 這些數(shù)據(jù)是以實驗為根據(jù)的 不是理論 值 原子量 null null 一null null null null null null null null null null null null nullnull null null null null nullnull null null null null nullnull null null null null null null 在氮保護氣氛下 null 分鐘的時限內(nèi) 將 下列兩種溶液同時滴 加到nullnullnullnull null 的 四氫吠喃 null溶劑null 中null nullnull null null null nullnull null nullnull null nullnull null nullnull三氯化磷nullnullnull null null 的四氫吠喃溶液 null nullnull null null null null nullnull null nullnull null nullnull null 一經(jīng)甲基一 null 一 甲基null null null 一丙二醇 null null null null nullnull null null null null null null 的四氫吠喃溶 液 null為促進反應(yīng) 溶液中還加有少量毗吮 null null null null 邊加邊攪拌 加完后繼續(xù)攪拌null 分鐘 生 成的null null null以鹽酸毗吮 nullnull null null H C I 沉淀 的形態(tài)而被濾去 然后在室溫下減壓餾去濾液 中的溶劑 直至得到白色漿狀物 用升華法提 純白漿 得到 無色棱柱狀 晶體產(chǎn)物A 熔點 97一95 元素分析 結(jié)果 20 60 P 4 0 5 5 C 6 07 H 用凝固點降低法測得其摩爾質(zhì) 量為1579 A 的分子式為 A 的結(jié)構(gòu)簡式為 2 在適宜的條件下 使產(chǎn)物A與高氯酸鎳 11 N i C I O 6 H O 產(chǎn)生 反應(yīng) 得 到亮黃色晶體產(chǎn)物B 元素分析結(jié)果 5 61 Ni 1 5 4 6 P 2 9 5 2 C 4 9 0 H 6 9 5 C l B 的分子式為 B的結(jié)構(gòu)簡式為 實驗試題 峽喃甲酸的合成及其純度側(cè)定 40 分 一 儀器 略 二 藥品 略 三 氫氧化鈉溶液標定 10 分 準確稱取基準級鄰苯二甲酸氫 鉀 45 0 5 克 置于30 0毫升錐形瓶中 加入適量水 溶解 滴入2滴酚酞指示劑 以待標的0 lm ol L氫氧化鈉溶液滴至淺紅色為終點 記下讀 數(shù) 計算氫氧化鈉標準溶液濃度 鄰苯二甲 酸氫鉀分子量20 4 2 四 吠喃甲酸的制備 20分 在10 0毫升燒杯中 放入16 毫升3 氫氧 化鈉溶液 將 燒杯浸于冰水浴中冷至5 左 右 邊攪拌邊自滴液漏斗滴入19 克新蒸的吠喃 甲醛 16 4毫升 滴入速度為每分鐘0 6 0 7 毫升 約20 一30 分鐘加完 并維持反應(yīng)溫度 在 8一12 之間 當(dāng)吠喃甲醛加完后 在室溫 下放置半小時 在此過程中需經(jīng)常攪拌 以保 證反應(yīng)完全 得一黃色漿狀物 于攪拌下加入適量水 約16 毫升 使沉 淀恰好完全溶解 此液呈暗褐色 將此液倒入 分液漏斗中 加入15 毫升乙醚 蓋上塞子 振 搖一分鐘 振搖過程中需注意放氣 靜置分 層 棄去乙醚層 倒入回收瓶中 重復(fù)萃取 操作三次 將萃取后的水溶液放入10 毫升燒杯中 用 25 鹽酸溶液酸化至剛果紅試紙變藍 約需酸 16 毫升左右 冷至室溫 待吠喃甲酸析出完 全后 用布氏漏斗抽濾在基本抽干時 用玻塞 倒置在結(jié)晶表面上輕輕地壓實 然后停止抽 氣 加少量冰水 零度水 使晶體潤濕 并用 玻棒輕輕攪動晶體 注意 別將濾紙攪破 然后重新抽濾 壓干 停止抽濾 取下粗產(chǎn)品 進行重結(jié)晶 將粗產(chǎn)品置于10 毫升燒杯 中 加入30 毫 升水和幾粒沸石 在石棉網(wǎng)上加熱至沸 同時 不斷攪拌 使固體溶解 移去火源 稍冷后加 入約 2 0 3克活性炭 稍加攪拌后 繼續(xù)加 熱 并微沸5分鐘 用在烘箱中預(yù)先烘熱的布氏漏斗趁熱過逮 先用少量熱水潤濕濾紙抽濾 濾畢后 棄 去濾渣 將濾液迅速倒入燒杯中 冷卻 當(dāng)結(jié) 晶完全析出后 用布氏漏斗進行抽撼 壓干 得到白色針狀晶體 即映喃甲酸 稱重 五 吠喃甲酸的純度測定 準確稱取峽喃甲酸樣品0 2一0 3克 準確 至四位有效 以適量水溶解 約10 毫升水 加入2滴酚酞指示劑 用0 lm ol L標準氧氧 化鈉溶液滴至紅色 記下讀數(shù) 計算吠喃甲酸 的純度 壓習(xí)氣 分子量為112 整個實驗操作 5分 六 思考題 5分 1 在合成吠喃甲酸的過程中 為什么要將 3 氫氧化鈉溶液先冷卻 然后控制反應(yīng)溫 度 若不控制溫度將會有怎樣的影響 2 用乙醚萃取什么物質(zhì) 為休么不用一次 60毫升乙醚萃取而用分批萃取 3 產(chǎn)品純度測定與NaOH溶液的標定要求 是否一樣 為什么 4 為什么要放置半小時 參考答案 一 1 Z M o S Z 9 0 2 1 2 O f l 一 Z M o O 么一 4 5 0 2 一 6 H O 或 ZM oS 90 一ZN aO H ZN a M oO 4 N a 5 0 6 1 O 2 M o S Z 6 H N O 3二112M oo Z H 5 0 6 N O 6 N O 3 0 2 6 N O Z 6 N O 1 5 0 3 H Z O 6 H N O 3 M o S 4 5 0 3 H Z O H N 0 3 卜 H M o O Z H 聲O 二 1 共有五種可能結(jié)構(gòu) 無對映體 一 從 言 三 刊l二二二P CZH r 一 Br P CZH s 尸 尸 P C Z H rB C Z H 3 P 二 CZH 產(chǎn) N i b r 幾 一 一 一 一 二 一B r P C Z凡 s 戶 Br Br 尸r丈嘆 讀 蘭 卜 尹 qH 3 l P q 瓏 s P C二H 3 r t 1 B C Z H s 2 O 0 0 1 H O P一0 P 一O一P OH g H 占H 2 50 0一 42 0e m 8 o e m 為兩端二 個OH 消耗堿的體積 即一個OH 消耗4 O c m 城 占H 則 42 04 0 1 0 5 1 兩端二個O 日較弱 鏈狀結(jié)構(gòu)磷酸鹽中平均磷原子數(shù)為10 5 二 A 沙嶸CHZ 哎卜一 H 3C C H S 匕 廣一扮 HoC 上 上C比 Br 匕I 兒C 眾 c一 1七C E C H 針 獷Hs 汀 C氏 CZH S一 C Z H C 才H 一軍3 S C H6一 Cl卞 C 一CHO 乙E CHI 3 CH3 J r廠s R5廠 邊 l L 武洲二 ZH 認H 一CFwe H HC一CHOR 一 5 q H o C H O 左H3 49 2 o 4 5 漁旦今 e H 3 27 山 tI O E 小 人 自1 兒 矛二產(chǎn) I d l 陰 C o 59 一 瓦一嘆 U 0 H 27 和61 是次級碎片 五 焙燒爐中發(fā)生如下三反應(yīng) 1 M oS 3 50 MoO 250 H 一 101ik J m o l 2 M o S 6M o O 7M o O 250 H 6 7 k J m o l 3 M o O 0 5 0 M o O 3 H 二 一 15 4k J m o l 因中層發(fā)生反應(yīng) 2 而吸熱 故爐溫較低 六 1 A 的分子式為 C 壬 O P A 的結(jié)構(gòu)簡式為 P OCH Z CCH 3 2 B的分子式為 Nip6C H O C l B 的結(jié)構(gòu)簡式為 毛Ni P OC H Z C C H 3 H O C I O N i P O C H Z C C H 3 H O C I O H Z O 或 麥N i P OCH C C H 3 C I O H O 或 ZH O 1990年化學(xué)冬令營全國中學(xué)生化學(xué)競賽 理論賽題應(yīng)答結(jié)果分析 吳國慶 北京師范大學(xué)化學(xué)系 第一題第一小題 M o S 在13 0 0 2 M P a 弦 本題添入強氧化劑HNO 又有高達1一2 氧壓下與NaOH溶液反應(yīng) 寫化學(xué)方程式 解 M Pa的氧壓的強氧化性環(huán)境 不應(yīng)將硫的氧化 題之關(guān)鍵是寫出硫的產(chǎn)物 正確寫出50 2 一 態(tài)搞錯 但有27 的選手竟錯答成 50 的占52 的選手 答5032一的 占26 S 一的 H 聲O S H Z S 等 這說明這些選手遇到稍 占3 表明他們?nèi)狈υ谝话闱闆r下50 2一和 復(fù)雜而又陌生的問題不善于理清頭緒 蒙頭轉(zhuǎn) S 一已是強還原劑 易被0 2氧化的必要化學(xué)知 向了 這不能不說是素質(zhì)問題 產(chǎn)物之一NO 識 答對50 名一但未能配平化學(xué)方程式的只一 更只有41 的答對率 若熟悉這樣一個化學(xué)事 人 說明本屆冬令營選手配平方程式能力顯著 實 在大多數(shù)情況下硝酸的還原產(chǎn)物是NO 高于往屆 又從題意理解到應(yīng) 當(dāng)存在H NO 一NO一 第一題第二小題 M o S 在密閉容器里 N O 一HNO 的化學(xué)循環(huán) 答對NO似 不困 150 250 l 2 M P a 氧壓 下被HNO 分 難 答NO 的占25 不失大雅 正確給出化 解 生成鉑酸 硝酸幾乎不消耗 用寫化學(xué)方 學(xué)循環(huán)的參考思路是 寫出上述 式后再按中 程式來解釋 首先應(yīng)寫出 M oS 十 6H N O 學(xué)課本 寫出 H M oO Z H 5 0 6 N O 一 絕大多數(shù) ZNO O ZNO 學(xué)生能按中學(xué)化學(xué)的要求寫出鉑酸的化學(xué)式為 3NO 十 H O 二ZH N O 十 N O H M oO 少數(shù)學(xué)生超過要求 如寫出M oO 由 式6H NO3參加反應(yīng) 可見 應(yīng)乘3 n H O 當(dāng)然不錯 但難于配平 只有57 的 生成6HNO 繼而判定 式應(yīng)乘4 5 使 選手正確得出H 50 比第一小題答對率低 兩式生成的gNO經(jīng) 轉(zhuǎn)化為gNO 供 之需 按理 若頭腦里有兩小題反應(yīng)條件對比這根 故得正確答案為