最全全国化学竞赛中学化学竞赛试题资源库物理化学Word格式.docx
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6H2O
29.0
37.3
Na2SO4·
10H2O
32.4
77.0
Na2HPO4·
12H2O
36.1
100.1
Na2S2O3·
5H2O
48.5
49.7
A不应选用CaCl2·
B可选用Na2SO4·
10H2O和Na2HPO4·
C最好选用Na2SO4·
10H2O，它更为经济
D以上皆不宜选用
．一些分子很长的有机物晶体，分子在晶体中排列如图A所示，当温度升高时因热运动而失去周期性排列状态，如图B和C所示这时晶体已融成液体，但仍具有各向异性当温度继续升高，分子热运动更加剧烈，最终成为各向同性的液体，如图D。
请指出下图中属于液晶的是
ABCD
．海水淡化的方法之一是离子交换法：
使海水先通过阳离子交换树脂（氢型），再通过阴离子交换树脂（羟型）得“纯水”。
若使海水先通过阴离子率换树脂后再通过阳离子交换树脂，产生的问题是。
．下表列举常见的温室气体。
温室气体
现有浓度
估计平均年增长率（%）
二氧化碳（CO2）
345g/t
0.4
甲烷（CH4）
1.65g/t
1～2
一氧化二氮（N2O）
0.3g/t
0.2～0.3
氟里昂（CFCl11、CFCl12）
0.2mg/t、0.35mg/t
5.0
臭氧层臭氧（O3）
0.1～10g/t（随高度变化）
－0.5
一氧化碳（CO）
0.12g/t
0.2
由此可见，温室效应中起主要作用是
．下图所示在长方体密封箱内，正中的P为一个可以左右无摩擦滑动的半透膜，A室与B室空间相同，A室内充满2mol/L的蔗糖溶液，B室内充满1mol/L的蔗糖溶液。
分析说明：
（1）实验开始后，P向方向移动，原因是。
（2）P移到箱外标记（等分数字）数字附近即可停止。
（3）P停止后的A、B两室蔗糖溶液的浓度各是mol/L。
．在测定绿色植物光合作用的量子效率实验中发现，放出1分子O2需要8个量子的波长为685nm的红光。
已知在光合作用中每释放1molO2平均能量储存为469kJ。
求算此实验中能量转换效率为多少？
．染料叶院黄素水溶液的最大吸收波长为453nm，它的最大荧光发射波长为508nm。
已知荧光光量子数平均为吸收的光量子数的53%。
试利用最大吸收和发射波长数据，求算以荧光形式发射出的能量占吸收能量的百分数？
．被称为“魔棒”的荧光棒已成为节日之夜青少年的喜爱之物，其发光原理是利用过氧化氢氧化草酸酯产生能量，该能量被传递给荧光物质后便发出荧光。
回答下列问题：
（1）有人说，发光的魔棒不能凑近石油气之类的可燃性气体，否则会导致爆炸，是否正确？
说明理由。
（2）通过挤压，使过氧化氢与草酸酯混合反应，导致魔棒发光，一段时间后，光的亮度降低，此时，把魔棒往手心上敲打几下，亮度会重新增大，原因是什么？
（提示：
草酸酯是一种有较高粘度的有机化合物）
（3）在设计魔棒时，其连续发光的能力在8～12h，如果在发光中途，把它放入冰箱的冷冻室中，发光便会停止或基本停止。
把魔棒从冷冻室中取出静止一会儿，它又会连续发光，原因是什么？
B组
．同温同压下氧气与氢气的扩散速度之比是1︰4，那么氦气与二氧化硫气体的扩散速度之比是
A．1︰4B．4︰1C．16︰1D．8︰1
．右图为水－苯酚的T－x图，横坐标为苯酚的质量百分含量，纵坐标为温度，曲线ACB表示不同温度下水与苯酚恰好达到互溶时的组成。
已知液态苯酚的密度为1.07g/cm3，熔点42℃，点a、b的横坐标分别为12、60。
则在50℃时，将6g苯酚与14g水混合，系统分为两层后，上层溶液的质量
A6gB7.5gC10gD12.5g
．某真空密闭容器中放两杯液体：
A杯装有半杯纯水，B杯装有半杯糖水。
在一定温度下放置相当长时间，请叙述容器中有何现象发生，并加以说明。
由此可见：
（1）温室效应中起主要作用是，原因是；
（2）温室气体分子组成的共同特点是。
（3）请再列举一种常见的温室气体。
．右图所示是压力流假说模型。
其中A、B均为半透膜性的，水能透过，糖分子不能透过的空心球，以U型玻璃管连通，A球内充以有色的浓庶糖溶液，B球和U型管中均充以清水。
试分析U型管内液体流动原因。
结合上述实验，分析植物韧皮部液流白天快、夜间慢的原因。
．微波在化学过程中的功效，愈来愈引起人们的关注；
并已将微波用于化学中更多的领域。
微波具有比激光低得多的能级，却能在相同的温度甚至更低的温度下，产生比常规方法高几倍甚至几十倍的效率。
机理探讨说明：
从分子的电性角度来看，在外电场不存在时，不管分子有无极性，对大量分子来说，分子平均偶极矩总是为零的（极性分子虽然有永久偶极矩，但是由于分子的热运动，偶极矩的各个取向机会均等）。
但是在外电场存在的情况下，不管是极性分子还是非极性分子（包括原子），它们的平均偶极矩都不等于零，即极化现象；
非极性分子被极化后，其化学性质应有所变化。
简单地来看，微波对物质的作用在于电磁波对带电粒子产生的一种作用力，其中最简单的作用是物质在外加电磁场作用下内部介质的极化产生的极化强度矢量滞后于电场，从而导致与电场同相的电流产生，构成了材料内部的功率耗散，这显然是与微波频率有密切关系的。
（1）化学工作者用ZnSO4、H3PO4、尿素合成磷酸锌（非氧化还原反应），在沸水浴中进行常规反应，不断有氨气放出，产率很低，要提高产率，就必需不断地补充尿素；
而在沸水浴条件不变，增加微波辐射的情况下，氨气逸出很少，一次按化学反应计量配比投料，产率即可高达98%，得到了磷酸锌的四水合结晶体。
其实该反应产物中并无氨气，而有另外一种常见气体产生。
请写出微波合成磷酸锌的化学方程式
（2）目前的一些实验研究，揭示了一些问题的存在:
很多反应在微波条件下副反应增加;
有些反应在微波条件下并不比常规加热效果更好;
微波可诱导一些选择性反应的发生，如Giguere等人对分子间的Diels－Alder反应，进行了研究，下面反应中:
表现出明显的区域选择性.在通常情况下，简单烯和不对称亲烯体的反应生成异构体混合物，其中烯和亲烯体的β－碳反应所得产物b占优势，但上面的反应式清楚地表明在微波条件下是在亲烯体的α－碳上形成新键，得到产物a，而且未观察到异构体b的生成。
假设两种条件下都只进行两步反应，每种条件的第二步进行D－A反应的同时—COOMe被转化成甲基。
请分别写出两种条件下的反应路线：
．下图所示是大气中红外光透射率的光谱特性（横坐标是波长，纵坐标是能穿透大气的程度）。
（1）试说明大气中的CO2吸收红外线的能力与频率的关系？
（2）大气对红外线的吸收会产生什么效果？
什么因素加剧形成这一效果？
加剧的后果是什么？
（3）除CO2气体外，CH4、N2O、氟里昂也是温室气体，请再举两例温室气体。
说明温室气体分子有何特点。
（4）利用实验室常用药品和仪器，设计一个实验装置，证明较高浓度的CO2对阳光中的红外线有高吸收率（画出图示，简述实验原理和方法）。
．液态SO2蒸气压的经验式为：
lgp＝－
＋10.4435
固态SO2蒸气压（升华压）的经验式为：
＋12.7165（p的单位为Pa）。
（1）计算SO2气、液、固共存时的压强和温度。
（2）于1.013×
105Pa时，液态SO2的沸点是多少？
（3）在常温、常压下，SO2以何种稳定状态存在（气、液、固）？
．位于美国北卡罗来纳州正东约600km海上的百慕大群岛，四周是辽阔的海洋，气候温和，四季如春，具有蓝天绿水，白鸥飞翔，花香四溢的秀丽风景然。
而在神秘的“百慕大三角海区”，却有一连串飞机与轮船的离奇失踪案。
已有数以百计的船只和飞机失事，数以千计的人丧生。
最近英国地质学家、利兹大学的克雷纳尔教授提出了新观点，认为造成该海域沉船或坠机的元凶是海底存在的一种“甲烷水合物”。
请回答：
（1）甲烷水合物的通式。
它的晶体属什么类型。
原子间和分子间的作用力是什么？
（2）下图是甲烷水合物的相平衡图，图中两条曲线X和Y分别代表相应水与冰的临界线和水合物与气体的临界线，Z为临界点。
请回答
A、B、C和D区域中的组分，A，B，C，D，Z点的组分。
．右图是四面体底面的一个横截面，三角形三个顶点分别代表M、A和B的纯组分每条边则表示两种组分的相互递变，但总浓度各点均相同为10。
（1）第6点上组分的浓度［M］是，［A］，第20点上的组分浓度是［M］＝，［A］，［B］。
（2）利用这种三组分的图形我们可以进行某些实验研究，如分光光度法，在固定［M］＋［A］十［B］的恒定情况下，不断改变相应组分浓度，就可获得一系列相应的吸光度值，将这些吸光度值联结起来后的同心圆的圆心坐落在第6点上，表明此时形成配合物的组成为，若同心圆圆心落在第8点上，表明配合物的组成是，若同心圆的圆心落在第34，35和42点之间时，则配合物的组成是。
．在一定温度下，NaCl的饱和溶液中加入KCl后，NaCl的溶解度要降低。
当KCl加到一定数量后，会得到NaCl和KCl同时饱和的溶液。
在KCl的饱和溶液中，加入NaCl，KCl的溶解度也要降低，最后也得到同时为KCl和NaCl所饱和的溶液，这种溶解度变化的关系，可以从等边三角形坐标表示的图形中反映出来。
等边三角形坐标（见图1）可以表示出三种物质的任何质量百分组成。
三角形顶点A、B、C分别代表三种纯物质，三条边线表示任何两种物质混合物的百分组成，三角形内各点表示三种物质混合物的百分组成。
例如图1中的P点表示A20％，B10％，C70％。
点号
饱和溶液组成（%）
A（NaCl）
B（KCl）
C（H2O）
D
40.0
60.0
G
30.0
20.0
50.0
F
26.0
34.0
H
10.0
45.0
E
54.0
46.0
在一次实验中，分析五个饱和溶液的组成，得如下的结果（以质量百分率表示）：
请在等边三角形坐标图（图2）上标出上表中各点的位置，再将各点连成曲线。
连结AF和BF。
回答下列问题
（1）D、E两点分别表示什么？
（2）F点表示什么？
（3）DF和EF曲线分别表示什么？
（4）如果NaCl、KCl、H2O三种物质混合物的百分组成在CDFE区域内，则该混合物处于什么状态？
（5）如果混合物的百分组成在ADF区域内，则该混合物处于什么状态？
（6）如果混合物的百分组成在BEF区域内，则该混合物处于什么状态？
．测定分子量的常用方法之一是凝固点下降法。
例如水是常用的溶剂，当水中溶解了某种不挥发的溶质时，水的凝固点（即冰点）即会下降，海水在0℃时不会结冰就是这个原因。
凝固点下降的程度与溶质的分子数有关，而与溶质是何种物质无关。
当溶剂的量确定时，凝固点的降低值与溶质的分子数成正比。
已知10.0g樟脑中溶解0.412g萘，凝固点下降了13℃。
某种由C、H、O组成的有机物2.30g溶于15.6g樟脑中，凝固点下降了49.5℃。
如果把3.667g该有机物完全燃烧，生成9.236gCO2和1.634gH2O，求该物质的分子式（已知萘的相对分子质量为：
128）
．已知可以通过凝固点降低法来测定溶质的分子量。
今有0.900g乙酸溶解在500g水中所得的溶液，其凝固点为－0.588℃，另有2.32g乙酸溶解在100g苯中，所得溶液的凝固点较纯苯降低了0.970℃（已知：
Kg（水）＝1.86K·
kg/mol，Kg（苯）＝5.12K·
kg/mol）
（1）分别计算乙酸在水中和苯中的摩尔质量。
（2）比较计算结果，预测或假设两者不同的原因。
．超临界流体（SCF）是指流体的温度和压力处于它的临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上时的一种特殊状态的流体。
它兼具气态和液态的特征，同时又具有许多独特的性质，如无机盐在超临界水（SCW）中的溶解度很低，而有机物和氧气、氮气以及二氧化碳等气体则与超临界水完全互溶等。
水的状态与压强、温度关系如右图示意：
（1）在773K、10MPa时，水的状态是，使之成为超临界水的必要措施为。
（2）80年代中期美国学者Modell首次提出超临界水氧化技术（SCWO），即以超临界水为介质，用空气、氧气等氧化剂将有机废物氧化成二氧化碳、氮气、水以及盐类（SO42－、PO43－）等无毒小分子，反应过程中放热。
该项技术很快在航天领域得到应用，生产火箭燃料的工业废水中含有少量的偏二甲肼[（CH3）2NNH2]，利用SCWO技术，偏二甲肼能迅速被双氧水氧化，反应的化学方程式为。
该项技术处理废水时，除了反应彻底、迅捷和广泛的适用性外，还具有的优点是（填一项）。
（3）SCWO基本工艺流程如下图所示：
工业上利用SCWO技术对一些难降解的有机废水进行处理。
在处理某些含可溶性无机盐（只含钠盐、钾盐）的有机废水时，常常会出现管道堵塞现象，发生这种现象的原因是。
若检测到管道c中的流体的温度为360K，管道e、d中的流体的温度为500K，则上述a－h管道中易发生堵塞的管道为（填字母）。
定期清洗管道的方法是。
．室温离子液体是一类可广泛用于有机合成、无机及高分子合成的优质溶剂，其典型组成是含氮有机阳离子和无机阴离子。
美国匹茨堡大学首次报道了室温离子用于酶催化反应。
在离子液体中用一种叫做Thermolysin的蛋白水解酶催化两种氨基酸的衍生物合成了人造甜味素阿斯巴糖的前体（如图1所示）。
离子液体还可用于电化学的潜在溶剂，如用作电池的电解质。
RobertEngel研究小组新合成出一类水溶性非水离子液体LIPs（如图2）。
LIPs可以在相对温和的条件下制备，相对无反应活性，高电导，安全易得，为绿色化学提供了一种值得尝试的介质。
（1）化合物在酸性条件下完全水解的最终产物是：
（2）命名化合物Ⅱ
（3）写出化合物Ⅲ可能的结构简式：
（4）在合成Ⅲ的过程中，Thermolysin的作用是，lonicliquid的化学式是，作用是。
（5）图1中离子液体的阳离子的两个N原子杂化类型是否一样（分别指出），阴离子的空间构型与Na3AlF6中阴离子构型是否相同，；
理由是
。
分别再确定它们中心原子的杂化类型和阴离子的空间构型。
（6）LIPs是否为电解质？
，理由是。
（7）举出两种与LIPs存在某些相似性而水溶性却相反的磷酸盐：
．
（1）0.900gHAc溶解在50.0g水中所形成的溶液，其凝固点为－0.558℃。
2.32gHAc溶解在100g苯中所形成的溶液，其凝固点较纯苯降低了0.970℃。
试分别计算HAc在水中和苯中的摩尔质量，并解释在水和苯中醋酸的摩尔质量为什么不相同。
已知：
水和苯的凝固点降低常数Kf分别为1.86和5.12K·
kg·
mol－1。
（2）在100g水中溶入摩尔质量110.1g·
mol－1的不挥发性溶质2.220g，沸点升高了0.105℃，若再加入摩尔质量未知的另一种不挥发性溶质2.160克，沸点又升高了0.107℃试计算：
①水的沸点升高常数Kb，未知物的摩尔质量M2和水的摩尔蒸发热△H；
②该溶液在298K时蒸气压（设该溶液为理想溶液）。
．离子液体是常温下呈液态的离子化合物，已知品种几十种，是一类“绿色溶剂”。
据2002年4月的一篇报道，最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验，结果如下表所示：
向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%（质量）的水，纤维素会从离子液体中析出而再生；
再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近；
纤维素分子是葡萄糖（C6H12O6）的缩合高分子，可粗略地表示如下图，它们以平行成束的高级结构形成纤维；
葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构；
纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出，基本结构不变。
n＝400～1000
表木浆纤维在离子液体中的溶解性
离子液体
溶解条件
溶解度（质量%）
[C4min]Cl
加热到100℃
10%
微波加热
25%，清澈透明
[C4min]Br
5～7%
[C4min]SCN
[C4min][BF4]
不溶解
[C4min][PF4]
[C6min]Cl
5%
[C8min]Cl
微溶
表中[C4min]Cl是1－（正）丁基－3－甲基咪唑正一价离子的代号，“咪唑”的结构如右上图所示。
回答如下问题：
（1）在下面的方框中画出以[C4min]＋为代号的离子的结构式。
（2）符号[C6min]＋和[C8min]＋里的C6和C8代表什么？
答：
和。
（3）根据上表所示在相同条件下纤维素溶于离子液体的差异可见，纤维素溶于离子液体的主要原因是纤维素分子与离子液体中的之间形成了键；
纤维素在[C4min]Cl、[C4min]Br、[C4min][BF4]中的溶解性下降可用来解释，而纤维素在[C4min]Cl、[C6min]Cl和[C8min]Cl中溶解度下降是由于的摩尔分数。
（4）在离子液体中加入水会使纤维素在离子液体里的溶解度下降，可解释为：
（5）假设在[C4min]Cl里溶解了25%的聚合度n＝500的纤维素，试估算，向该体系添加1.0%（质量）的水，占整个体系的摩尔分数多少？
假设添水后纤维素全部析出，析出的纤维素的摩尔分数多大？
C组
．已知纯樟脑的凝固点是178.4℃，摩尔凝固点降低常数Kf为40.0℃·
kg/mol。
今有1.50g摩尔质量为125的化合物溶于35.0g樟脑中，试计算此溶液的凝固点？
．4.50g非电解质溶液和125g水配制成溶液，此溶液的凝固点是－0.372℃。
求算溶质的近似摩尔质量。
．已知某非电解质溶质的摩尔质量为58.0，大气压下纯水的沸点为99.725℃。
24.0g该溶质和600g水配制成溶液，试计算此溶液的沸点？
．3.75g难挥发溶质溶于95g丙酮中，此溶液的沸点为56.50℃。
已知丙酮的沸点为55.95℃，丙酮的摩尔沸点升高常数为1.71℃·
kg/mol，试计算该溶质的近似摩尔质量？
．已知28℃时水的蒸气压为28.35torr。
试计算此温度下68g蔗糖和1000g水配制成的溶液的蒸气压?
．已知30℃时纳苯的蒸气压为121.8torr，摩尔质量为78.1。
今有15.0g某难挥发溶质溶于250g苯中，测得此溶液的蒸气压为120.2torr。
试计算溶质的近似摩尔质量？
渗透压
．150mL水溶液含蔗糖（C12H22O11）1.75g，试计算17℃时此溶液的渗透压？
．将制得的聚丁烯溶于苯配成浓度为0.20g/100mL的稀溶液，并在25℃下测定其渗透压。
当此溶液样品渗透过程达平衡时，液柱高度为2.4mm，试计算聚丁烯的摩尔质量？
已知此溶液的密度为0.88g/cm3。
．已知尿素水溶液的凝固点为－0.52℃，试计算此溶液37℃时的渗透压？
假定摩尔浓度和质量摩尔浓度在数值上相切?
．在温度为20℃，总压为760torr时，1L水可溶解0.043g纯氧气或0.019g纯氮气。
假定干燥空气由20%（体积百分数）氧气和80%氮气组成，试计算此条件下，1L水中可溶解多少克氧气和氮气?
．由70%（体积百分数）氢气和30%氧气组成的混合气体，在20℃，2.5atm（不含水压）时，溶于水形成饱和溶液。
已知每升水中含氢31.5cm3（S．T．P）。
试计算20℃、氢气分压为1atm时，氢气的溶解度（换算为S．T．P）。
．
（1）在25mL碘的水溶液中含有碘2mg，将它和5Mlcci4放在一起摇荡，静置，分层。
假定碘在单位体积CCl4中的溶解度是它在水中的85倍，并且认为两溶液均为稀溶液，试计算水层中碘的残留量？
（2）如果用5cm3新的CCl4对水层第二次萃取，试计算第二次萃取后水层中碘的残留量？
．6.35g非电解质溶于500g水中，此溶液的凝固点为－0.465℃。
试计算溶质的摩尔质量？
．3.24g难挥发非电解质和200g水配制成溶液，1atin下此溶液的沸点为100．130℃。
．30.0g蔗糖（摩尔质量为342）溶于150g水中，试计算1atrn下此溶液的凝固点和沸点？
．如果甘油C3H5（OH）3和甲醇CH3OH价格相同，哪种用于配制汽车散热器防冻剂更经济？
．至少需加入多少克乙醇（C2H5OH），1L水的冰点才不会高于－4oF？
．化学家通过已知凝固点为30.16℃的纯溶剂确定某未知化合物的摩尔质量。
若将0.617g纯对二氯苯（C6H4Cl2）溶于10.00g溶剂中，溶液的冰点为27.81℃；
若将0.526g未知化合物和10.00g溶剂配制成溶液，其冰点为26.47℃。
计算未知化合物的摩尔质量？
．试计算浓度为10%（质量百分数）的甲醇水溶液的凝固点？
．已知乙醚的摩尔沸点升高常数为2.11℃·
10.6g难挥发溶质溶于乙醚中，其沸点上升0.284℃。
．样品萘的凝固点为80.6℃，0.512g某物质溶于7.0
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