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最全2014年全国化学竞赛---中学化学竞赛试题资源库——物理化学


中学化学竞赛试题资源库——物理化学
A组
1.核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领 域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有 NMR 现象。试判断下列哪组原子均可产 生 NMR 现象 A 18O 31P 119Sn B 27Al 19F 12C C 元素周期表中ⅤA 族所有元素的原子 D 元素周期表中第 1 周期所有元素的

原子 2.核磁共振(NMR)技术已经广泛应用于分子结构的测定和医学诊断扥高科技领域, 一直只有质子数或中子数为奇数的原子核才有 NMR 现象,判断下列哪组原子都能产生 NMR 现象 A 18O、32S B 2H、4He C 14N、31P D 14C、32Si 3.为了控制温室效应。各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态 CO2 密度 大于海水密度的事实,设想将 CO2 液化后,送入深海海底。以减小大气中 CO2 的浓度。为 使 CO2 液化,可采用的措施是 A 减压、升温 B 增压、升温 C 减压、降温 D 增压、降温 4.在一杯透明的液体中加入一小颗固体,整杯液体完全转变成固体,则原液体和析 出的固体分别可能是 A 过饱和溶液,不带结晶水的晶体 B 饱和溶液,带结晶水的晶体 C 过饱和溶液,带结晶水的晶体 D -10℃的过冷水,冰 5.取少量固体 NH4Cl 放在石棉网上,把两条充分润湿的 pH 试纸粘贴在玻璃容器内 表面,将容器罩盖在药品上,加热药品,则 pH 试纸颜色的变化是 A 变蓝绿色 B 变红色 C 蓝绿→黄色→红色 D 红色→黄色→蓝色 6.使用微波可以使许多化学反应大为加速,以致出现了微波化学这一学科分支。微 波加速反应的奥秘可能是它能使极性溶剂迅速升温,反应可选用的溶剂是 A 丁烷 B 甲醇 C 四氯化碳 D 水 7.利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下某种固定盐熔化(实为盐 溶于自身的结晶水)吸收热量,晚间熔盐释放出相应能量,从而使室温得以调节。已知几 种盐的熔点及熔化时能量改变值如下表。下列说法正确的是 盐 CaCl2·6H2O Na2SO4·10H2O Na2HPO4·12H2O Na2S2O3·5H2O 溶点(t) 29.0 32.4 36.1 48.5 熔化吸热(kJ/mol) 37.3 77.0 100.1 49.7

A 不应选用 CaCl2·6H2O B 可选用 Na2SO4·10H2O 和 Na2HPO4·12H2O C 最好选用 Na2SO4·10H2O,它更为经济

D 以上皆不宜选用 8.一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

A B C D 9.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 。 10.下表列举常见的温室气体。 温室气体 二氧化碳(CO2) 甲烷(CH4) 一氧化二氮(N2O) 氟里昂(CFCl11、CFCl12) 臭氧层臭氧(O3) 一氧化碳(CO) 现有浓度 345 g/t 1.65 g/t 0.3 g/t 0.2 mg/t、0.35 mg/t 0.1~10 g/t(随高度变化) 0.12g/t 估计平均年增长率 (%) 0.4 1~2 0.2~0.3 5.0 -0.5 0.2

由此可见,温室效应中起主要作用是 11.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。 12.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 1mol O2 平均能量储存为 469kJ。求算 此实验中能量转换效率为多少? 13. 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? 14.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
15.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︰4 B.4︰1 C.16︰1 D.8︰1

16.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 A 6g B 7.5g C 10g D 12.5g 17.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。 18.下表列举常见的温室气体。 温室气体 二氧化碳(CO2) 甲烷(CH4) 一氧化二氮(N2O) 氟里昂(CFCl11、CFCl12) 臭氧层臭氧(O3) 现有浓度 345 g/t 1.65 g/t 0.3 g/t 0.2 mg/t、0.35 mg/t 0.1~10 g/t(随高度变化) 估计平均年增长率 (%) 0.4 1~2 0.2~0.3 5.0 -0.5

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 。 19.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, 球内充以有色的浓庶糖溶液, A 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。 20.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:

21.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) 。 22.液态 SO2 蒸气压的经验式为:lgp=-
1425 .7 +10.4435 T 1871 .2 +12.7165(p 的单位为 Pa) 。 T

固态 SO2 蒸气压(升华压)的经验式为:lgp=-

(1)计算 SO2 气、液、固共存时的压强和温度。 5 (2)于 1.013×10 Pa 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)? 23.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 Z 气体的临界线, 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 。 24. 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) 6 点上组分的浓度 第 [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 。 25.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, 的溶解度也要降低, KCl 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 A 20%,B 10%,C 70%。 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 饱和溶液组成(%) 点号 上表中各点的位置,再将各点连成曲线。连 A(NaCl) B(KCl) C(H2O) 结 AF 和 BF。 D 40.0 0 60.0 回答下列问题 G 30.0 20.0 50.0 (1)D、E 两点分别表示什么? F 26.0 34.0 40.0 (2)F 点表示什么? H 10.0 45.0 45.0 (3)DF 和 E F 曲线分别表示什么? E 0 54.0 46.0 (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? 26. 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、 O 组成的有机物 2.30g H、 溶于 15.6 g 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 9.236g CO2 和 1.634g H2O,求该物质的分子式(已知萘的相对分子质量为:128) 27.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: g K (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。 28.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) 773K、 在 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 。 29.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。Robert Engel 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。 回答下列问题: (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 ,lonic liquid 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: 。 30. 1) ( 0.900g HAc 溶解在 50.0g 水中所形成的溶液, 其凝固点为-0.558℃。 2.32g HAc 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。 -1 (2)在 100g 水中溶入摩尔质量 110.1g·mol 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) 。 31.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 [C4min]Cl [C4min]Cl [C4min]Br [C4min]SCN [C4min][BF4] [C4min][PF4] [C6min]Cl [C8min]Cl 溶解条件 加热到 100℃ 微波加热 微波加热 微波加热 微波加热 微波加热 微波加热 微波加热 溶解度(质量%) 10% 25%,清澈透明 5~7% 5~7% 不溶解 不溶解 5% 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 32.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? 33.4.50g 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。 34.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? 35.3.75g 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? 36.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? 37.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 38.150mL 水溶液含蔗糖(C12H22O11)1.75g,试计算 17℃时此溶液的渗透压? 39.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。 40.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? 41.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? 42.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) 。 43. (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? 44.6.35g 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? 45. 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℃。 试计算溶质的摩尔质量? 46.30.0g 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? 47.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? 48.至少需加入多少克乙醇(C2H5OH) ,1L 水的冰点才不会高于-4oF? 49.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? 50.试计算浓度为 10%(质量百分数)的甲醇水溶液的凝固点? 51.已知乙醚的摩尔沸点升高常数为 2.11℃·kg/mol。10.6g 难挥发溶质溶于乙醚中, 其沸点上升 0.284℃。试计算溶质的摩尔质量? 52.样品萘的凝固点为 80.6℃,0.512g 某物质溶于 7.03g 萘中,此溶液的凝固点为 75.2℃。已知萘的摩尔凝固点降低常数为 6.80℃·kg/mol,试计算溶质的摩尔质量? 53.纯苯的凝固点为 5.45℃。7.24g C2Cl4H2 和 115.3g 本配制成溶液,此溶液的凝固点 为 3.55℃。试计算苯的摩尔凝固点降低常数? 54.试计算浓度为 46.0g/L 的甘油(C3H8O3)水溶液 0℃时的渗透压? 55.螃蟹血蓝蛋白是一种有色蛋白质,它是从蟹肉中提取出来的。将 0.750g 此蛋白质 溶于 125mL 水中,此溶液在 4℃时的渗透压使液柱上升 2.6mm。溶液的密度为 1.00g/mL。 试计算该蛋白质的摩尔质量? 56.已知 37℃时人体血液的渗透压为 7.65atm。问需加入多少克葡萄糖 C6H12O6 才能 确保 1L 静脉注射液的渗透压和血的渗透压相同? 57.已知 26℃时纯水的蒸气压为 25.21torr。20.0g 葡萄糖溶于 70g 水形成溶液。计算 此溶液的蒸气压? 58.已知 25℃时纯水的蒸气压为 23.76torr。5.40g 难挥发物质和 90g 水配制成溶液, 该溶液的蒸气压为 23.32torr。计算溶质的摩尔质量? 59.溴代乙烯(C2H4Br2)和 1,2-二溴丙烷(C3H6Br2)在整个组成范围内均可形成 理想溶液。已知 85℃时,两纯液体的蒸气压分别为 173torr 和 127torr。 (1)10.0g 溴代乙烯溶于 80.0g 1,2-二溴丙烷中,计算 85℃时该溶液中各组分的分 压及总压? (2)计算气液平衡时,气相中溴代乙烯的摩尔分数? (3)若 85℃气液平衡时气相中两组分的摩尔比为 50︰50,计算液相中溴代乙烯的摩 尔分数? 60.某有机化合物经燃烧分析得知含 38.7%C、9.7%H 和 51.6% O。将 1.00g 该有机化 合物样品溶于 10.00g 水,所得溶液的凝固点为-2.94℃。求该化合物的分子式?

61.质量摩尔浓度为 0.100mol/kg 的 NaClO3 溶液-0.3433℃开始结冰。试计算在标准 大气压下, 该溶液的沸点?对于质量摩尔浓度为 0.001mol/kg 的 NaClO3 溶液由于离子间的 距离较大,因而离子间的电作用力非常小,可以忽略。试计算该稀溶液的冰点? 62.采用等温蒸馏法测定新合成有机化合物的摩尔质量。首先在敞口的并已做体积校 准的小瓶中配制两种溶液,两瓶中的溶剂相同、等量,一瓶中的溶质为 9.3mg 新化合物, 另一瓶中的溶质为 13.2mg 偶氮苯。两小瓶并排置于密闭的大容器中。三天后,达到平衡, 一瓶中的溶剂蒸馏到另一瓶中直到两瓶中溶剂的分压相等。 平衡后, 溶剂、 溶质停止蒸馏。 溶液的体积可从小瓶上的校准刻度读出。含新化合物的溶液体积为 1.72cm3,偶氮苯溶液 的体积为 1.02cm3。假定两种溶质均为难挥发物质,而且溶液中溶质的质量与溶液的体积 成正比,试求算新化合物的摩尔质量? 63.将 3.46g 化合物 X 和 160g 苯配制成溶液,试计算该溶液的凝固点?如果将纯化 合物 X 在 116℃和 773torr 条件下蒸发,其密度为 3.27g/L。已知纯苯的凝固点为 5.45℃、 Kf 为 5.12℃·kg/mol。 64.反渗透法是咸水淡化制取饮用水的一种方法,即把高于渗透压的压强加在咸水液 面上,在半透膜的另一侧流出饮用水。根据这个原则,试问在 25℃时从海水中提取饮用水 需要多大压强?假设海水的密度为 1.021g/cm3,含有 3.00%的 NaCl 并完全离子化。答案请 分别用 atm、kPa 和 psi 表示(其中 psi 为 1bf/in2,1psi=0.068atm=0.070kg/cm3,。 ) 3 65.20℃时,分压为 1.00atm、体积为 18cm (S.T.P)的氢气溶于 1L 水中。如果 某混合气体含氢气 68.5%(体积百分数) ,20℃时它在水面的总压为 1400torr(水的蒸气压 不含在内) ,试计算水中氢气的溶解量(换算为 S.T.P)? 66.1L CO2 气体,在 15℃、1.00atm 时溶于等温的 1L 水中,此时 CO2 的压力是 1atm。 如果在该温度下,在液面上方 CO2 的分压为 150torr,计算溶液中 CO2 的摩尔浓度? 67. (1)特定温度下,碘在单位体积乙醚中的溶解度是它在单位体积水中的 200 倍。 2.0mg 碘溶于 30mL 水形成水溶液,此溶液和 30rnL 乙醚一起振摇,水和乙醚分层。试计 算水层中碘的质量?(2)如果仅使用 3mL 乙醚,计算水层中碘的质量?(3)若按(2) 萃取后,再用 3mL 乙醚第二次萃取,计算水层中碘的质量?(4)试问哪种方法更有效, 是一次大量萃取还是少量多次萃取? 68.硬脂酸在单位体积正庚烷中的溶解度和它在单位体积 97.5%乙酸中的溶解度的比 值为 4.95。问若要使 10mL 硬脂酸的 97.5%乙酸溶液中硬脂酸的残留量低于初值的 0.5%, 最少需要用 10mL 庚烷萃取多少次? 69.参照右图(CCl4 相图) : (1)如果在恒定的一个大气压下加热 CCl4, 从 D 点开始直到达 E 点,会发生什么相变? (2) 为了确定 E 点, 需要规定几个自由度 (即 独立变化的变量)? (3)哪一点是 CCl4 的三相点? 70.通常采用萃取法提纯盘尼西林。盘尼西 林 G 在异丙醚和磷酸盐水溶液介质间的分配系数 为 0.34(在醚中溶解度低) 。盘尼西林 F 的相应值 为 0.68。盘尼西林 G 制剂中混有 10.0%的盘尼西

林 F 杂质。 (1)如果该制剂的磷酸盐水溶液用等量的异丙醚萃取,计算一次萃取后,水相中盘 尼西林 G 的回收率及杂质的百分数? (2)用等量异丙醚二次萃取,再计算这两个量? 71. 由下左图作出冷却曲线, 并指出在哪一 点上既发生析出同时在下列各比例的 Pb-Sn 混 合物从熔化态冷却的过程中温度不变:①25% Sn;②75%Sn;③100%Sn;④低共熔混合物。 72.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。请回答: (1)指出点 C,曲线 AC、BC,曲线 ACB 与横坐标围成的部分 分别表示的含义。 (2)50℃时,50mL 试管内盛有 2mL 的液态苯酚,现逐滴滴加 蒸馏水,并摇匀,叙述可观察到的现象。 (已知液态苯酚的密度为 3 1.07g/cm ,熔点 42℃) (3)如果在 50℃时,将 6g 苯酚与 14g 水混合,系统分为两层,计算上下两层溶液的 质量。 (已知点 a、b 的横坐标分别为 12、60) 73.将一种盐溶于水中时,会使水的冰点降低,究竟冰点降低多少,与盐在溶液中的 浓度有关。如果将此溶液降温,则在零度以下某个温度,将析出纯冰。但当盐在水中的浓 度比较大时, 在将溶液冷却的过程中析出的固体不 是冰而是盐, 这时该溶液称为盐的饱和溶液, 盐在 水中的浓度称为“溶解度” ,溶解度的大小与温度 有关。 右图所示为不同浓度的 CaCl2 溶液冷却析出 晶体时所对应温度的曲线图。 (1)指出区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ内各物质组成 (说明是何种固体或溶液是否饱和) ; (2) 指出曲线 AB、 分别具体表示的含义; BC (3)点 B 在坐标如何,有何意义; (4)273K 时,60g 浓度为 10%的 CaCl2 溶液 持续降温, 何时析出晶体, 计算最多可析出单一晶 体的质量。 (只需保留整数) (5)根据右上图分析,如何提纯粗盐 CaCl2,得到 CaCl2·6H2O 晶体。 (6)CaCl2 溶液可用作冷冻剂,当 CaCl2·6H2O 晶体与冰以何比例(质量比)混合时, 冷却效果最好。 (7)在大雪纷飞的北方国家,对 CaCl2 有很大的需求量,你认为 CaCl2 在这些国家有 何用途? 74.A 和 B 两种物质互相溶解的关系如图 1 所示,横坐标表示体系的总组成,纵坐标 为温度,由下至上,温度逐渐升高。T1 时 a 是 B 在 A 中的饱和溶液的组成,b 是 A 在 B 中的饱和溶液的组成(T2 时相应为 c、d) 3 为临界温度,此时 A 和 B 完全互溶。图中曲 。T

线内为两相,曲线外为一相(不饱和液) 。某些物质如 H2O 和(C2H5)3N,C3H5(OH)3 和间- CH3C6H4NH2 有低的临界温度(见示意图 2) 。请根据上述事实,回答下列问题:

图1 图2 (1)解释图 1 中 T3 存在的原因。 (2)说明图 2 所示的两对物质存在低的临界温度的原因。 (3)描述图 2 所示的两对物质的互溶过程。 75.固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂 质,含量可达千分之几或百分之几,可调整发光效率、余辉及发光光谱。如在刚玉 Al2O3 + + 基质中掺入 0.05~1.0%的 Cr3 及在 Y2O3 基质中掺入 Eu3 等均可制成固体发光材料。 + (1)推测 Al2O3 基质中掺入 Cr3 的发光原理。 (2)Y2O3 属立方晶系,将 Y2O3 的立方晶胞分为 8 个小立方体,Y 在小立方体的面心 和顶点,O 位于小立方体内的四面体空隙,画出这样四个小立方体,指出 Y 和 O 的配位 数。 76.为纪念 1905 年爱因斯坦连续发表 6 篇论文导致物理学大变革 100 周年,今年被 定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的,即他提出的被 后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。

(1)左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词(或词组)及物理学符 号的意义,并为此图写一篇不超过 200 字(包括标点符号等)的说明文。 (2)右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子 是稀土原子,如镧;小原子是周期系第五主族元素,如锑;中等大小的原子是周期系 VIII 族元素,如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示:晶胞的 6 个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为-1,镧的氧化态为+3,问:铁的平均氧化 态多大? 77.荧光分子开关作为超分子化学的一个重要组成部分,正在受到各国科学家的广泛 关注。在荧光分子开关中主体和客体间通过不同的作用方式相结合,它们的形成主要依赖

一些弱相互作用,如分子间的氢键、芳香π -π 、阳离子-π 、CH-π 和范德华力等。 但也有一些是通过共价键形成的,如硼酸衍生物与糖和羟基化合物的结合即是其中的一 类。由于糖化学在生命科学中起着重要的作用,在医学、细胞生物学和食品工业等领域中 对糖的识别和浓度的检测有着重要的意义。比如,通过对人体内糖含量的测定可以了解人 的健康状况;通过对发酵过程中糖含量的测定可以跟踪发酵的程度;通过对酶中糖含量的 测定为酶的分析提供可行的方法。此外,硼酸在植物的生长过程中起着重要的作用,但是 它在植物的细胞中的作用机理还不清楚。经过精心设计的传感器能够被用于探测硼酸在细 胞中的生物功能。荧光分子开关在对客体的分析和检测中有一些突出的优点。 (1)化学传感器中荧光传感体系由于具有高的灵敏度和非侵入性的特点,因此它是 最重要的化学传感器之一。糖在生物体内起着重要的作用,含硼酸的荧光传感体系对某些 糖具有很好的选择性。硼酸和糖之间在水溶液中容易脱水形成共价键,在对糖的识别中, 共价结合是一种重要的键合作用。下图表示硼酸衍生物与糖结合前后荧光的变化。蒽硼酸 1 在水溶液中有荧光发射,它的荧光与蒽本身的荧光相似。加入碱后,形成硼酸负离子 1a, 荧光减弱。1 与糖作用形成化合物 1b,1b比 1 有更强的酸性,仍然有强的荧光发射。1 b形成 1c后,荧光也减弱。这些过程都是可逆的。用 ①画出 1a 加反应物 A 、1b 和条件 B 、1c 表示糖:

的结构简式,并注明由 1a 到 1c 所

②请画出符合荧光传感体系性质的物质 1 的同分异构体(2 和 3) : ③请画出化学式为 C12H11BO2 的符合荧光传感体系性质的物质 4(只要画其中一种结 构简式即可) (2)在上面的体系中,硼酸与糖只有在较高的 pH条件下才能形成复合物(这在生理 条件下是不适宜的) ,并且它缺乏必要的电荷变化,因此硼酸直接连接在荧光团上的荧光 开关有缺陷的。为了克服这个缺陷,James 等合成了化合物 5,他改变了硼酸的键合位置, 在硼酸和荧光团之间引入了氨基, PET 过程的发生提供了富电子中心。 为 并且氨基的邻基 参与可以降低传感器工作时的 pH,它的实用性得到了明显的提高。化合物 5 的荧光变化 情况见图。 ①质子化的 5 开关处于“ ”的状态(填“开启”或“关闭”,去质子后变为 5a, ) 这时硼酸与胺的作用较弱不足以抑制氮原子的孤对电子到蒽环的 PET 过程,因此 5a 的荧

光被减弱; ②请在图中用“?”表示这个作用。继续增加 pH形成 5b,这时硼酸与胺完全分离。 荧光进一步被减弱。 ③5a 与糖作用形成 5c,荧光明显 ( “增强”还是“减弱”,这是因为结合糖 ) 后硼原子的杂化状态发生了改变 ,硼酸的酸性 ( “增强”还是“减 PET 过程。5 与葡萄糖结合后在很宽的 pH范围内 弱”,N—B键被加强,有效地抑制了 ) 都有强的荧光发射,因此它是在生理pH条件下理想的对糖响应的荧光开关。实验证明它 的灵敏性和选择性都较高。 ④请依照第 1 问的形式,画出 5a、5c 的结构简式,并完成这个反应循环(5c、5b 都 可以转变为 5d)

(3)在单硼酸—糖荧光传感器的基础上,人们又设计了二硼酸与糖组合的传感器。 化合物 6(如图)是对葡萄糖具有明显选择性的荧光开关,在人的血液中主要含有三种单 糖,即D—葡萄糖、D—果糖和D—半乳糖,在生理条件下,化合物 6 可以有效地识别葡 萄糖。它与葡萄糖只有按 1∶1 的比例形成的环状化合物 6c 和 1∶2 的比例形成的开链化 合物 6b 才能发出荧光。1∶1 的比例形成的非环状化合物 6a 没有荧光发射。请画出 6a、 6b、6c 的结构简式。 (葡萄糖用简写形式)

(葡萄糖)

78.1,5-二(2-羧基苯)-3-苯甲 (简写BCPF)的 + 结构简式如右所示, 是新近合成的Cu2 的良好显色剂。 已知它
C

COOH N N H N N COOH

与Cu2 形成的配合物的最大吸收波长为560nm。配合物溶液的吸光度值A与配合物的浓度c + (配合物)成正比,即A=kc(配合物) 。为确定BCPF与Cu2 配合物的组成、稳定性以及 溶液pH值对配合物稳定性的影响,实验得到下面两条曲线: + + 曲线1:溶液吸光度A随Cu2 总浓度c(Cu2 )和BCPF总浓度c(BCPF)变化的曲线: 各溶液 -4 2+ 2+ 的pH值相同,改变c(Cu )和c(BCPF),且使c(Cu )+c(BCPF)=2.0×10 mol/L,测定各吸 + + 光度值。以吸光度A对Cu2 总浓度c(Cu2 )、BCPF总浓度c(BCPF)作图。 + 曲线2:配制一系列c(Cu2 )、c(BCPF)相同而pH值不同的该配合物溶液, 测定各溶液的 pH值与在560nm的吸光度值的关系,以A对pH作图。



曲线 1 曲线 2 请回答: + (1)确定在配合物中Cu2 与BCPF的物质的量之比(摩尔比) ,给出判定依据。 (2)说明pH值对该配合物稳定性的影响,分析其原因。 (3)计算曲线1的实验条件下该配合物的表观稳定常数K稳。 79.某酸碱指示剂的酸式(HIn)在 600nm 处有最大吸收,440nm 处稍有吸收,其碱 - 式(In)在 440nm 处有最大吸收,而在 600nm 处稍有吸收。配制浓度为 1.00×10 3mol/L 的该指示剂溶液,分别在 pH=1.00 和 pH=12.00 的缓冲溶液中,用 1cm 比色皿测得吸光 度如下: pH 1.00 12 00 A600 1.460 0.050 A440 0.073 0.780 现有同样浓度的该指示剂溶液, 将其 pH 调节至 6.00, 在相同条件下测得 A6。 =0.700, 00 A400=0.300。试计算 - (1)该指示剂的酸式(HIn)及碱式(In )在 600nm 和 440nm 处的摩尔吸光系数 (2)该指示剂的理论变色点的 pH 值。 80. 在强烈搅拌下的 1-己烯的苯溶液用 KMnO4 水溶液氧化。 发现当使用酸性的氧化 剂溶液时,反应速度明显大于使用中性和碱性的氧化剂溶液。向反应混合物中加入催化量 的三正辛胺硫酸氢盐,极大地加速了在酸性溶液中的氧化过程,而在碱性溶液中对氧化速 度几乎无影响。 (1)写出 1-己烯的苯溶液与 KMnO4 水溶液反应的化学反应方程式,解释所述的动 力学过程。 (2)预测在催化剂(三正辛胺硫酸氢盐)的存在下,用中性 KMnO4 溶液氧化已烯时 反应速度变化的特性。

81.纳米粒子是指粒径为1~100nm的超细微粒,由于表面效应和体积效应,纳米粒子 常有奇特的光、电、磁、热性质,可开发为新型功能材料。 人工制造纳米材料的历史至少可以追溯到一千多年前。中国古代铜镜表面的防锈层, 经实验证实为氧化锡纳米粒子构成的薄膜。 分散质微粒的直径大小在1-100nm之间的分散系叫做胶体。胶体化学法是制备纳米粒 子的重要方法之一,其关键是“促进成核、控制生长” 。用该法制备纳米Cr2O3的过程如下: CrCl3溶液 ?氨水(去杂质)? Cr2O3·xH2O沉淀 ?适量稀盐酸 ? Cr2O3·xH2O水溶胶 ??? ? ???

?BBS *? ?有机溶剂萃取 ? Cr2O3有机溶胶 ?分离 ? ?热处理 ? 纳米Cr2O3 ? ? ??? ? ? ? ? ?
* DBS——十二烷基苯磺酸钠 回答下列问题: (1)加稀盐酸起什么作用?盐酸加多了或加少了将会怎样影响Cr2O3的产率? (2)为什么形成Cr2O3水溶胶可以阻止粒子长大? (3)用示意图描绘Cr2O3胶粒加DBS所得产物的结构特征。 (4)为什么有机溶剂可以把“氧化铬”萃取出来?萃取的目的是什么? (5)DBS直接排入水体会给环境造成何种影响(举1~2点)?已知DBS能够进行生 物降解,其降解的最终产物是什么? 82.太阳能发电和阳光分解水制氮,是清洁能 源研究的主攻方向,研究工作之一集中在 n-型半 导体光电化学电池方面。下图是 n-型半导体光电 化学电池光解水制氢的基本原理示意图, 图中的半 导体导带 (未充填电子的分子轨道构成的能级最低 的能带)与价带(已充填价电子的分子轨道构成的 能级最高的能带)之间的能量差Δ E(=Ec-Ev) - + 称为带隙,图中的 e 为电子、h 为空穴。 瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原 理的廉价光电化学电池装置, 其半导体电极由 2 个 光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的 WO3 纳米晶薄膜构成;系统二吸收绿色和红色 - 光,由染料敏化的 TiO2 纳米晶薄膜构成。在光照下,系统一的电子(e )由价带跃迁到导 带后,转移到系统二的价带,再跃迁到系统二的导带,然后流向对电极。所采用的光敏染 料为配合物 RuL2(SCN)2,其中中性配体 L 为 4,4’-二羧基-2,2’-联吡啶。 (1)指出配合物 RuL2(SCN)2 中配体 L 的配位原子和中心金属原子的配位数。 (2)推测该配合物的分子结构,并用 Z⌒Z 代表 L(其中 Z 为配位原子),画出该配 合物及其几何异构体的几何结构示意图。 (3)画出该配合物有旋光活性的键合异构体。 (4)分别写出半导体电极表面和对电极表面发生的电极反应式,以及总反应式。 (5)已知太阳光能量密度最大的波长在 560um 附近,说明半导体电极中 TiO2 纳米晶 膜(白色)必须添加光敏剂的原因。 (6)说明 TiO2 和配合物 RuL2(SCN)2 对可见光的吸收情况,推测该配合物的颜色。 (7)该光电化学电池装置所得产物可用于环保型汽车发动机吗?说明理由。

参考答案(B8)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 C C D C C B、D B、C B、C - + 先通过阴离子树脂,溶液中有显量的 OH ,将和海水中许多阳离子 Mn 形成 M(OH)n 沉 淀,造成树脂堵塞而失效。 10 CO2 其含量最大(即浓度最大) 11 (1)P 由 A 向 B 方向滑动 A 室的蔗糖溶液浓度大于 B 室,因此水分子由 B 室向 A 室扩散的速度快、数量多,使 A 室溶液逐渐增多而 B 室溶液逐渐减少 (2)数字 8 附近 (3)1.5mol/L 12 33.5% 13 47% 14 (1)不正确。因为是“冷光”而不是明火。 (2)由于粘度大;反应物不易充分混合,敲打是促进混合,从而促进反应。 (3)低温使氧化反应变得十分缓慢,恢复常温时反应又加速进行。 15 B 16 D 17 A 杯中的水全部蒸发,B 杯糖水稀释成满杯。因为糖为非挥发性溶质,B 杯中液面饱和 蒸气压比纯水的小。故纯水不断蒸发。水蒸气不断在糖水表面凝结。直至 A 杯中的水 挥发完全为止。 18 (1)CO2 其含量最大(即浓度最大) (2)多原子分子(至少有 3 个样子组成的分子) (3)H2O(g) 19 由于渗透作用,清水进入 A 球,从而使 A 球中糖水体积陆续加大,因而从连接其间的 U 型管流向充满清水的 B 球。 如果把这个装置扩大成一连串的半透性球,互以玻璃管相连,第一个球内充满糖液。 其余各球都充满清水,一同放于清水中,第一个球中产生的压力可以把糖液压入第二 个球,同理第二个球内糖的含量增加了,又把糖液压入第三个球,在整个系统中形成 一个糖浓度的梯度。如果不断给第一个球补充浓蔗糖液,同时不断从最后一球取走流 过来的含蔗糖液体,而换以清水,蔗糖液就不断从第一个球顺序向后面各球流入。这 一模型中的液流可以比作筛管的运输,叶制造糖,糖经过筛管“装载”端的运输而进 入筛管。生长点以及根等贮存器官需要糖,糖从筛管“释放”端通过主动运输而流出。 这样就造成了一个梯度,只要叶不断供应蔗糖,根等器官组织随时收存蔗糖、筛管又 随时从周围组织获得所需的水,筛管中的这一运输流就不断流动。 所以,白日光照时,蔗糖不断产生,液流应该快;夜晚光合作用停止液流应该慢。 20 (1)3ZnSO4+2H3PO4+3(NH2)2CO+7H2O=Zn3(PO4)2· 2O↓+3(NH4)2SO4+3CO2↑ 4H

(2)加热:

微波: 21 (1)1.1×1014Hz,7.1×1013Hz,1.9×1013Hz 左右时对红外线的吸收能力最强。 (2)会使大气温度升高;CO2 过多排放会加剧这一效果;加剧的后果是使地球平均气 温上升,地球两极冰雪融化,海平面上升,以及一系列生态环境问题。 (3)H2O、O3 多原子分子,每个分子至少有 3 个原子 理想气体的摩尔热容量与分 子中原子数有关,原子数多,摩尔热容量大(单原子约 1.5R,双原子约 2.5R,三原子 约 3.5R) (4) ,取两个完全相同的广口瓶,瓶口加塞子,

塞子打孔,恰能插入一玻璃管。以 CaCO3 和 HCl 反应制取 CO2,收集在瓶内,另一个 瓶则为空气。玻璃管口滴入数滴石蕊(有颜色易观察) ,形成一段液柱,并倾斜玻璃管 使其进入中部,然后将玻璃管分别插入两瓶内,如右图所示。同时放在阳光中照射, 一段时间后,石蕊液柱向盛空气处移动,表明盛 CO2 瓶温度升高快(气体受热膨胀) 。 证明 CO2 对红外线有高吸收率。 1871 .2 1425 .7 22 (1)lgp=- +10.4435=- +12.7165 T=196.0K p=1476Pa T T (2)T=262.2K (3)常温常压下,当 SO2(s) SO2 或 (l) 的蒸气压大于 1atm 时,就会转化为 SO2 (g) , 而此条件下,SO2(l)与 SO2(s)的蒸气压,升华压都大到几个至几十个大气压,SO2 (s)与 SO2(l)早已转变为 SO2(g)了。可知常温常压下 SO2 的稳定状态为气态。 23 (1)通式是 CH4·Nh2O;分子晶体,原子问是共价键结合,水分子间是氢键结合, CH4 分子包含于水的晶体笼中。 (2)A:甲烷水合物+冰;B:甲烷气体+冰;C:甲烷水合物+水;D:甲烷气体+ 水;E:甲烷水合物+冰+甲烷气体+水 24 提示:M、A、B 三种组分联成的三角形构成一张三元相图,每个顶点是纯组分 c0,例 如 c0=10。每条边线上[M]+[A]=[M]+[B]=[M]+[C]=c0=10,在三角形内部任一点 的组成均由 M、A 和 B 组成,每一组分的比例可由该点对每种组分的顶点之对边作平 行线加以推定,利用这种图形,再结合分光光度法,或电导法等可以求算体系中配合 物的组成。 (1)第 6 点[M]=5,[A]=5,第 20 组分浓度[M]=8,[A]=1,[B]=1。 (2)第 6 点上配合物组成为 MA;第 8 点上配合物组成为 MA2;第 34、35 和 42 点间 的组成为[M]︰[A]︰[B]=1︰1︰1,即有 MAB 配合物存在。 25 表中各点在等边三角形坐标图中的位置如右图

(1)D:该温度下 NaCl 在水中的饱和浓度; E:该温度下 KCl 在水中的饱和浓度。 (2)F:该温度下水中 NaCl 和 KCl 同时饱和的浓度。 (3)DF:KCl 存在时 NaCl 饱和浓度曲线; EF:NaCl 存在时 KCl 的饱和浓度曲线。 (4)不饱和状态。 (5)固体 NaCl 和含 KCl 的 NaCl 饱和溶液共存。 (6)固体 KCl 和含 NaCl 的 KCl 饱和溶液共存。 26 C7H6O2 27 (1)在水中:60.3g/mol 在苯中;122g/mol (2)由计算结果可知:在水中乙酸以 CH3COOH 形式存在,在苯中以如下形式存在:

28 (1)气态 加压至 22 MPa 以上 (2) 3)2NNH2+8H2O2 (CH 2CO2↑+N2↑+12H2O 绿色环保或无污染、 操作 简便等 (3)无机盐在超临界水中的溶解度很低,易析出,会造成管道变窄或堵塞 f 启用备 用管道,停用堵塞管道,在常压下用热水或冷水对堵塞管道进行清洗。 29 (1) -CH2OH、CO2、HOOCCH2CH(NH2)COOH (2)苯丙氨酸甲酯(或α –氨基–β –苯基丙酸甲酯) (3)有两种结构(略) (Ⅱ的氨基与Ⅰ的两个羧基分别反应) (4)催化剂 C8H15N2PF6 溶剂 3 2 (5)不一样,左侧一个 sp ,右侧一个 sp 相同 价电子数和原子数都相同——等电 3 2 子体 sp d 正八面体 (6)是电解质;水溶液或熔融状态能导电; (7)Ca3(PO4)2;Ba3(PO4)2 - 30 (1)HAc 在水中和苯中的摩尔质量分别为 60.122 g·mol 1。计算结果表明,HAc 在 - 苯中发生了分子缔合。 (2)①水的沸点升高常数 Kb=0.521K·kg·mol 1,未知物的 摩尔质量 M2=105g/mol,水的摩尔蒸发热△H=3.94kPa。②3.91kPa。
CH2CH2CH2CH3 + N N

超临界水

31 (1)

CH3

(2)己基 辛基(1 分) (3)阴离子(或负离子) 氢 Cl-、Br-、BF4-结合氢的能力下降 Cl- 降低 (4)水与离子液体中的阴离子形成氢键的能力更强 (5)溶解于离子液体中的纤维素的摩尔质量为: 6×12+10+5×16)×1000=1.62×105(g/mol) 离子液体的摩尔质量为:8×12+15+14×2+35.5=96+15+28+35.5=175(g/mol) 5 水的摩尔分数为:1.0/18/(1.0/18+75/175+25/1.62×10 )=0.12 5 4 析出的纤维素的摩尔分数为:(25/162000)/(1.0/18+75/175+25/1.62×10 )=3.2×10- 32 164.7℃ 33 180 g/mol 34 100.079℃

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

123 g/mol 28.25 torr 350 0.812 atm 2.4×105 g/mol 7.1 atm 空气中 O2 的溶解度=0.0086g/L 空气中 N2 的溶解度=0.015g/L 18.0 cm3(S.T.P)/L (1)0.11 mg (2)0.0061 mg 50.8 63.9 -1.09℃ 100.300℃ 甲醇 495 g 79.8 -6.5℃ 106 92 5.08℃·kg/mol 11.2 atm 5.4×105 54.2 g/L 24.51 torr 57 (1)溴代乙稀:20.5 torr 1,2-二溴乙烷:112torr 总压 132 torr (2)0.155 (3)0.42 C2H6O2 100.095℃ -0.0037℃ 76 4.37℃ 25.6 atm 2.59×103 kPa 376 psi 23 cm3 0.0083 M (1)0.010 mg (2)0.095 mg (3)0.0045 mg (4)少量多次萃取 3次 (1)熔化 (2)两个:温度和压力 (3)C 点 (1)回收率 75%,杂质 8.1% (2)回收率 56%,杂质 6.6%

71 ①图

中的 A 点处液体冷却到 295℃时开始固化。在 B

点 Pb 开始结晶,剩余溶液中 Sn 的浓度增加。温度继续延曲线下降到 C 点,但在这一 过程中因为有固体析出,所以温度下降得更慢。在 C 点固体和液体的组成相同,因为 在进一步的冷却过程中组分不发生变化,所以在这一段温度也不变。在 D 点当液体完

全固化后,其温度再次更快速地下降。冷却曲线为

②在 200℃时液体开始固化。首先是析出固体 Sn,直到达到低共熔温度。

③因为是纯 Sn,则温度一直降到 Sn 的熔点,然后温度不变,直到固化完后温度再次 下降。

④温度降到低共熔温度(181℃) ,然后固化时组分不变,直到固化完后温度再次下降。

注意此冷却曲线(

)同纯 Sn 的冷却曲线类似,因此只根

据冷却曲线不能区分出纯物质和低共熔混合物。 72 (1)C 点表示水与苯酚能以任意比互溶的最低温度;AC 表示苯酚在水中的溶解度曲 线;BC 表示水在苯酚中的溶解度曲线;ABC 内部分表示水与苯酚不能互溶,溶液分 为两层。 (2)试管内先不出现浑浊;然后出现浑浊,溶液分为两层;上层溶液体积不断增大, 下层溶液体积不断减小;最后溶液又变澄清。 (3)上层浓度 12%,质量 12.5g 下 层浓度 60%,质量 7.5g。 73(1) 饱和 CaCl2 溶液和冰; 不饱和 CaCl2 溶液; 饱和 CaCl2 溶液和 CaCl2· 2O; Ⅰ: Ⅱ: Ⅲ: 6H Ⅳ:冰和 CaCl2·6H2O (2)AB:水的冰点(凝固点)线 BC:CaCl2 在水中的溶解度曲线 (3)坐标(30,218) E 点能同时存在冰、固体 CaCl2·6H2O 和饱和 CaCl2 溶液; CaCl2 溶液所能存在的最低温度(冰和 CaCl2·6H2O 升温时共同熔化的温度,即“最 低共熔点” ) (4)256K 40g (5)将粗盐溶于水,加热蒸发浓缩,冷却析出晶体,母液中再加粗盐,重复操作。 (6)1︰0.69(或 1.45︰1)

(7)将 CaCl2 撒在冰雪覆盖的道路上,促其融化(降低冰点) 。 74 (1)物质的溶解度通常随着温度的升高而增大,所以在一定的温度下,A 和 B 两种物 质能达到完全互溶。 (2)某些物质如 H2O 和(C2H5)3N,C3H5(OH)3 和间-CH3C6H4NH2 存在低的临界温度 的原因是它们在较低温度能形成分子间氢键,然而,随着温度的升高,分子间氢键破 裂,所以溶解度反而减小。
H O +

(3) H
CH2 OH CH OH CH2 OH + NH2

C2H5 N C2H5 C2H5

H O H
CH2 OH CH OH NH2

C2H5 N C2H5 C2H5
CH3

CH3

CH2 OH H CH2 O CH OH CH2 OH H H N CH3

75 (1)Al3+和 O2-是满壳层电子结构,能隙大,电子不易激发,故无色; 3 3 掺入的 Cr +是过渡金属,具有 3d 电子,在晶体中置换部分 Al +形成较低的激发态能 3+ 级,两个强吸收带分别吸收黄绿色及蓝色的光,只有红光透过,因而掺 Cr 的刚玉呈 绚丽的红色,称为红宝石。

(2)

Y 的 O 的配位数为 6,O 的 Y 配位数为 4。 76 (1)input:输入 hot:热(端) cold:冷(端) heat flow:热流 I:电流强度 + n:n 型半导体 p:p 型半导体 i :正电流 向热电材料构成的半导体的 n-p 结的远端输入外电流,半导体发生空穴导电,电流流 经 n-p 结时发生复合,外电流输入的能量转化为热流,使 n-p 结的温度越来越低, 而其远端的温度越来越高,即有类似冰箱制冷的效应。 (2)化学式:LaFe4Sb12(写 La2Fe8Sb24 扣分) 铁的氧化态:9/4=2.25 晶胞里有 2 个 La 原子(处于晶胞的顶角和体心) ;有 8 个 Fe 原子(处于锑形成的八面 体的中心) ;锑八面体是共顶角相连的,平均每个八面体有 6/2=3 个锑原子,晶胞中 共有 8 个八面体,8× 3=24 个锑原子;即:La2Fe8Sb24。 分,其他合理过程也可) (3

77 (1) ①

A:



B:加碱或者 pKa≈8.8



③ (2)开启、见图、增强、由 sp2 杂化变为 sp3 杂化、增强

(3)

78 (1)n(Cu2+)︰n(BCPF)=1︰1 原因:曲线 1 延长线交点在 c(Cu2+)︰c(BCPF)=1︰1 处,此处为配合物最大浓度处,即两者浓度比正好为其化学计量比。 (2)由曲线 2 可知在 pH=6 时,配合物最稳定;pH<6,配体浓度降低,配合物解离; pH>6,因 Cu2+ 水解效应,使游离 Cu2+离子浓度降低,导致配合物解离; + (3)由配位平衡: 代表 BCPF) CuL (L Cu2 +L K 稳=[Cu2+L]/[Cu2+][L]=c(1 -?)/(c2·?2)=(1-?)/(c·?2 ) ?=(A0-A)/A0=(0.35-0.32)/0.35=0.085 K 稳=(1- - 0.085)/[1.0×10 4×(0.085)2]=1.3×106 - - - - 79 (1)pH=1.00 时,ε 600=1.460×103L·mol 1·cm 1 ε 440=73L·mol 1·cm 1 -1 -1 -1 -1 pH=12.00 时,ε 600=50L·mol ·cm ε 440=780L·mol ·cm (2)理论变色点时 pH=pKa=6.14 80 (1)3CH3CH2CH2CH2CH=CH2+10KMnO=3CH3CH2CH2CHCOOK+3K2CO3+KOH +10MnO4+4H2O 在酸性溶液中有 CO2↑,C4H9COOH 和盐生成,苯和乙烯不溶于 水,反应是在两极的界面上进行的,这就需要强烈搅拌,在酸性介质中有可能形成 HmnO4 与 Mn2O7,Mn2O7 是非电解质,易进入有机相,而使反应加速。 (2)三正辛胺的单极性正离子与负离子配对形成中性粒子而转入有机层。这种正离子 - - 又能将 HSO4 交换为 MnO4 ,从而加速有机物中的反应,随着反应的进行,正离子转 变为三辛胺。但在酸性溶液中,它又重新形成铁盐而被溶解,放在酸性溶液里,三正 辛胺起催化的作用。而在碱性溶液中由于生成不溶于水的中性胺,未观察到有催化作 用。在中性溶液中,起初反应加速,但随着碱的积累(见反应式)反应变慢。 + 81 (1)①将表面 Cr2O3·xH2O 溶解产生 Cr3 ,使胶粒带正电荷 ②多加:溶解产生大量 + + 的 Cr3 ,溶胶少,Cr2O3 产率低。 ③少加:产生的 Cr3 太少,在胶核上难以形成保 护层,得不到稳定的胶体,最终产率低。 (2)①Cr2O3·xH2O 胶粒带正电荷,产生静电排斥。 ②胶粒带电形成的水化膜,可 阻止粒子在碰撞中聚结变大。 (3)Cr2O3·xH2O/Cr3 / (4)①带电胶粒被 DBS 包覆后带上了憎水基。 ②通过相转移,消除了无机离子的 干扰。 (5)①降解中消耗水中的 O2,使水质变坏;它易形成泡沫覆盖于水面,使水中的溶 解氧减少;危及水生生物及鱼类的生存等。 ②最终产物为 CO2+Na2SO4 82 (1)配体 L 的配位原子是 2 个吡啶环上的 N,中心金属原子的配位数是 6。 (2)该配合物的分子结构应当为顺式结构 cis-RuL2(SCN)2,其几何异构体为反式结 构 trans-RuL2(SCN)2(如下图所示) 。理由是:①根据配位原子应放在金属原子相邻 - 位置的原则,以及题设该配合物表达式为 RuL2(SCN)2。可知,SCN 是硫原子配位的 硫氰酸根;②顺式结构的电偶极性强而反式结构几乎无极性,极性强的混合配体过渡


金属配合物因存在分子内电荷转移跃迁而光敏性好。

(cis-

RuL2(SCN)2)

(trans-RuL2(SCN)2)

(3)该配合物有旋光活性的健合异构体如下:

(cis-RuL2(SCN)2)

(cis-RuL2(NCS)(SCN)) (顺式结构的 RuL2(SCN)2、RuL2(NCS)2 和 RuL2(NCS)(SCN)都有旋光异构体。 ) + 4h+ (4) 半导体电极表面发生的电极反应式为: +H2O→O2+4H 对电极表面发生的 + - 电极反应式为:4H +4e →2H2 总反应式为:2H2O ?hv O2+2H2↑ ?? (5)因纳米晶 TiO2 膜几乎不吸收可见光,而太阳光能量密度最大的波长在 560nm 附 近,故必须添加能吸收可见区该波长范围光能的光敏剂,才有可能充分利用太阳光的 能量。 4 0 (6)由于自由 Ti +离子的基态电子组态为(3d) ,TiO2 既无 d-d 跃迁亦无荷移跃迁, 因此几乎不吸收可见光,以至于呈白色。据此并由题设可知,配合物 RuL2(SCN)2 吸收 绿色和红色光,由互补色原理推测得出:该配合物应当显橙色。 (7) 可用于环保型汽车发动机。 该光电化学电池装置所得产物氢气, 属于清洁能源 (原 材料) ,可通过氢气燃烧产生的热能用于汽车发动机,亦可经由氢燃料电池产生的电能 用于汽车发动机。


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