全全国化学竞赛中学化学竞赛试题资源库物理化学.docx

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全全国化学竞赛中学化学竞赛试题资源库物理化学

全2014年全国化学竞赛中学化学竞赛试题资源库——物理化学

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中学化学竞赛试题资源库——物理化学

A组

．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

A18O31P119Sn

B27Al19F12C

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

．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

A18O、32SB2H、4HeC14N、31PD14C、32Si

．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

．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

．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

．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

．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

溶点（t）

熔化吸热（kJ/mol）

CaCl2·6H2O

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CaCl2·6H2O

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

．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。

．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

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：

lgp＝－＋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