1998年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题答案.docx

1、1998年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题答案1998年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题答案与评分标准第一题 (评判分: 共11分) (1) (3分) (2) (3分) 环铝氮烷的衍生物D 的结构式如下： (3) (5分) 设: 混合物中2,6-二异丙基苯胺和化合物C的质量分数分别为X1和X2；Cj、Hj、Nj、Alj分别表示化合物j中含C、H、N、Al的原子数；Mj表示化合物j的分子量；则： 编号 j化合物 分子式 Cj Hj Nj Alj相对分子质量Mj 12,6-二异丙基苯胺 C12H17NH2 12 19 1 0 177.32 2C C28H48N2Al2 28 48 2 2 46

2、6.74根据题意可列出下列二元一次方程组： 解上述联立方程组可求得： X1= 0.175 ， X2= 0.825答：混合物中2,6-二异丙基苯胺、化合物C的质量分数分别为0.175、0.825。评分标准: 全题评判分: 共11分. (1) 评判分: 共3分，其中第一步反应为1分, 第二步反应为2分, 没用结构简式表示的不给分, 未配平、但方程中各化合物结构简式写对的, 第一步扣0.5分, 第二步扣1分； (2) 评判分: 3分 (3) 评判分: 共5分, 写对求解联立方程组得3分, 方程结果X1、X2各占1分,全对得2分, 错一个扣1分；用百分数表示者, 只要正确不扣分, 结果数字有效位数不正

3、确者, 每个结果扣0.25分。第二题 (评判分: 共18分) 1. (评判分: 6分) 第一步反应为CaC2O4H2O脱水反应, N2和O2对反应无影响, 所以热重曲线相同(2分)；第二步反应为CaC2O4的分解,由于CO在O2中氧化放热,使温度升高,加快了反应速率,所以在较低的炉温下CaC2O4即开始分解(2分)；第三步反应为CaCO3 的分解,N2和O2对反应无影响,但由于第二步反应分解速率不同,使所生成的CaCO3有所不同,所以曲线有差异(2分)。 2. (评判分: 2分) 由于温度升高时试样周围气体的密度减小,造成浮力减小,故出现表观增重(2分)。 3. (评判分: 10分) 一级反应

4、: ln C0/C = k t = AeE/RTt ln ln C0/C = ln AE/RTln t ln t = ln ln C0/Cln AE/RT 漆包线失效时括号内为恒重, 即ln t = BE/RT (3分), 将ln t 对1/T作图,从斜率可求出E值, 从截距求出B值： t (hr) ln t T 1/T103 (1) 20000 9.903 393.0 2.545 (2) 5000 8.517 411.0 2.433 (3) 307.0 5.727 453.0 2.208由(1)与(2)得: Dln t /D(1/T) = E/R = 1.238104由(2)与(3)得: D

5、ln t /D(1/T) = E/R = 1.240104由(1)与(3)得: Dln t /D(1/T) = E/R = 1.239104 平均值E/R=1.239104 ，E=103.0 kJmol1 (2分) 代入(1)得: B=21.62, 代入(2)得: B=21.63, 代入(3)得: B=21.62 平均值B=-21.62当 T=348.0K 时, ln t = 13.98 , t = 1.179106 hr。(5分)若得出正确的最后结果，计算步骤与本标准答案不同，只要计算步骤合理，一律得10分。第三题 (评判分: 共20分) 1. (共10分, 每个1分) 2. 对映异构体及其

6、构型(评判分: 4分, 异构体构型及构型标定各2分) 或者: 3. 第(10)步反应类型(2分) 答: 亲核取代反应。 4. 命名(评判分: 4分, 每个化合物2分) (1). 4乙酰氨基3硝基苯乙腈 (2). 2(4苯基3氟苯基) 丙酸 第四题 (评判分: 共30分) 1. (评判分: 共15分) (1) (评判分: 5分) （不写沉淀箭头不扣分；写离子方程式也可以） MnO2ZnS2H2SO4 = SMnSO4ZnSO42H2O (1分) MnO2CuS2H2SO4 = SMnSO4CuSO42H2O (1分) 3MnO22FeS6H2SO4 = 2S3MnSO4Fe2(SO4)36H2O

7、 (1分) CdSMnO22H2SO4 = SCdSO4MnSO42H2O (1分) Al2O33H2SO4 = Al2(SO4)33H2O (1分） (2) (评判分: 3分) （不写沉淀箭头不扣分；写离子方程式也可以） ZnCuSO4 = CuZnSO4 (1分) ZnCdSO4 = CdZnSO4 (1分) ZnFe2(SO4)3 = 2FeSO4ZnSO4 (1分) (3) (评判分: 3分) MnO22FeSO42H2SO4 = MnSO4Fe2(SO4)32H2O (1分) 3MnCO3Al2(SO4)33H2O = 2Al(OH)33MnSO43CO2 (1分) 3ZnCO3Fe

8、2(SO4)33H2O = 2Fe(OH)3 3ZnSO43CO2 (1分) 3MnCO3Fe2(SO4)33H2O = 2Fe(OH)3 3MnSO43CO2 (1分) 3ZnCO3Al2(SO4)33H2O = 2Al(OH)33ZnSO43CO2 (1分) (说明: 上述4个方程式写“加热”反应条件与否均不扣分；写离子方程式也可以) (4) (评判分: 2分)（不写“电解”不扣分；写电极反应得分相同，但要标对正负极） 电解 MnSO4ZnSO42H2O = MnO2Zn2H2SO4 (5) (评判分: 2分) （不写沉淀箭头不扣分；写离子方程式得分相同） ZnSO4Na2CO3 = Zn

9、CO3 Na2SO4 (1分) 或: 2ZnSO42Na2CO3 H2O = Zn2(OH)2CO3 2 Na2SO4CO2 MnSO4Na2CO3 = MnCO3 Na2SO4 (1分) 2. (评判分: 15分) A. (6分) MnSO4 ，ZnSO4 ，Fe2(SO4)3, Al2(SO4)3, CuSO4, CdSO4 (各1分) 的溶液； B. (2分) MnSO4和ZnSO4混合溶液； C. (2分) MnCO3和ZnCO3 (或 Zn2(OH)2CO3)混合物； D. (1分) Zn粉； E. (1分) MnO2粉； F. (2分) H2SO4 (1分)，ZnSO4、MnSO4

10、 溶液 (各0.5分)； G. (1分) Na2SO4溶液。 第五题 (评判分: 10分) 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分) 2. 由曲线2可知在pH=6时, 配合物最稳定; (1分) pH6 ,因Cu2+ 水解效应,使游离Cu2+离子浓度降低, 导致配合物解离；(1分) 3. 由配位平衡: ( L代表BCPF ) cca c a c a K稳 = Cu2+L / Cu2+L = c (1a) / (c 2a2) =

11、 (1a) / (c a2 ) (列出正确式子1分), = (A0A) / A0 = (0.350.32) / 0.35 =0.085 (代入算出 值1分), K稳 = (10.085) / 1.0104(0.085)2 = 1.3106 (3分) 计算方法不同者，只要结果正确都得满分（5分）。第六题 (评判分: 20分)1. A: (1分) 无立体异构体 2. (1 分) 合成出的产物D无旋光性。没有不对称因素的加入不可能使无光学活性的原料转化为有光学活性的产物。（其他合理说明也可得分）3. (6分) d1 d4，d2 d3 为对映体, d1 d2, d1 d3, d2 d4, d3 d4为

12、非对映体；4. (4分) 第七题 (评判分: 30分) 1. 4Fe，4Cu，8S (3分)；化学式 CuFeS2 (2分)； 2. 2个结构基元(8分); 结构基元为Cu2Fe2S4 (2分)； 3. 晶胞为原晶胞的一半(如图, 黑点代表Cu1/2Fe1/2的统计原子)(5分); 每个晶胞有4个环境相同的硫原子(2分)； 4. 硫原子作立方面心堆积, 金属原子占据四面体空隙, 占据的分数为50%(6分). 5. Cu +1; Fe +3 (2分) 黄铜矿的无序结构图评判分与折合分的关系：题号 评判分 折合分第一题 11 8第二题 18 10第三题 20 10第四题 30 12 说明：各题评判分要分别转化为折合分；第五题 10 6 转化得到的折合分，小数点后要保留2位小数。第六题 20 8第七题 30 6总分 60 折合分总得分，小数点后要保留2位小数。 1一 月二 月三 月产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润合 计合 计合 计四 月五 月六 月产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润产品名称数量金额利润合 计合 计合 计