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1997年全国高中学生化学竞赛暨冬令营理论试题及参考答案


年第











年 全 国 高 中学 生 化 学 竞赛 暨 冬令营理论试题 及 参考答 案
甘 肃 省命 题 组

年元月



兰州

第一 题<

br />、

硼 与氮 可 生 成 二 元 固体 聚 合物 指 出聚
,

,

称 为脱 或 联 氨

,




的关 系

合 物 的可 能 结 构 类 似 于 何 种 结 构
否 具 有 导 电性


,

并说 明是

有如

的关 系

是 几 元 碱 比较




的碱

画 出无 限 网状 多硼 酸 盐 聚 合 物 水 氯 硼

性 还 原 性 及 热 稳 定性 的大 小
指出
,


钙石
, ,







?

中聚 硼 阴 离 子 单 元 的



原 子 的 杂 化 方 式 已知

结 构 示 意 图 指 明 阴 离 子 单 元 的 电荷 与 硼 的 哪 种结构 方 式有关

该分子 具 有极性 最 多 会 有几 个 原 子 共 一 平 面 质子 的平 衡 常 数 为

,

时 水 溶 液 中阱 与 强 酸 反 应 结 合 一 个

第三 题
烟 碱又名尼古丁
,





的碱式
。 。

,

是 烟 草 的主 要
,

电离 常 数



及 其共 扼 酸 的酸 式 电离常 数

生 物 碱 之 一 可 用 作 杀虫 剂 有 毒 内服
, ,

毫克

写出 应 的化学 方程 式


介质中

与 高锰 酸 钾 反

即 可 使 人 致 死 对 植 物 神 经 和 中枢 神 经 有 先 兴 奋 后 麻 痹 的作用 可见 吸烟 有 害健康 的 忠告绝 非危言耸听
,


写 出碱性 介 质 中 所 发 生 的 电极 反 应 方 程 式


在 原 电池 正 极 上

化 学 家 早 在 本 世纪


年 代 已 确 定 了烟 碱


第二 题
硼 是 第二 周 期 元 素 和 其 它 第二 周 期 元 素
,

的结 构 并 证 明 为 左 旋 体 随 后 发 现 它 可 通 过 下
述 路 线进 行 合 成 得 到 外 消旋 体
,


一 样 与 同族 其 它 周 期 元 素 相 比 具 有 特 殊 性
,

澳 甲酚 绿 指 示 剂 的
,

值变色 范 围 为

由黄 色 变 为 蓝 色 该 指 示 剂 在 饱 和 硼
,



酸 溶 液 中呈 黄 蓝 过 渡 色 在 二 氟 化 氢 钾 溶 液 中
呈 黄色 但 在 加有 适 量 硼 酸 的二 氟化氢钾 溶液
,


上 里 止三 竺
。日一





刀“

中呈 蓝 色 写 出 后 者 有 关 反 应 方 程 式
,



、。 肚 化
“ ” 日



硼 可 与 氮 形 成 一 种 类 似 于 苯 的 化 合物 俗 称无 机 苯 是 一 种无 色 液 体 沸点
, , ,
,

,

二厂

谁 喊及



,



竺 上纽 书

期献

。。

有 芳香 气 味 许 多 物 理 性 质 都 与 苯 相 似 但 其 化
学 性 质较 苯 要 活 泼 得 多 如 冷 时 会 缓 慢 水 解 易
,

拿 少 二 拿







日全

代 人卜 飞





卜 二飞 、 七 分





发生 加成 反应 等
,




烟 碱及其对 映体
写出


,



写 出其 分 子 式 画 出其 结 构 式 并 标 出形
式 电荷 式 写 出无机苯与 加成反应的方程

所 代表 的试 剂 或 反应 条 件


填 写 括 号 中中 间体 的 结 构 式

写 出烟 碱 的结 构 式 并 标 明分子 中的不

对称碳原子 无 机 苯 的 三 甲基 取 代 物 遇 水会 发 生 水
,



与盐 酸 作 用 时 烟 碱 可形 成 二 盐 酸盐
写 出烟 碱 二 盐 酸 盐 的 结 构 式


,

解 反 应 试 写 出反 应 方 程 式 并 以此 判断取 代物
的可 能 结 构


第四 题









年第



化合物

,

,

催化 氢化 生 成化合物

第六 题
时 电池
, ,

与顺 丁 烯 二 酸醉 加 热 时 生 成 化 合
,




经 臭氧氧化后 用锌粉及 水处
,

理 时得 化 合物 醛及 乙二 醛
,


此 外 也 被检 出 有 甲

的 电动 势 为





经铬酸氧化生成化合物

写 出 上 述 电 池 的 电极 反 应 及 电池 反 应



可溶于
,

水溶液 加热 到
,


氢 和 氧 在 相 同 溶 液 中构 成 的 电池 在 氧 和 氢分 压 分 别 为标准 压 力 厂 时 的 电动 势 为
,

时生成化合物


也 可溶于
,

水溶液 但不 发生碘仿反应 经光谱测
定 表 明分 子 中含 两 个 甲 基

氢和氧在

溶 液 中 所 构 成 电池 的

‘,
,

化合物

与无 机 酸


电池 反 应 为

共热 时 生成 异构体
写出 写出

,

,

不容 易被还 原


的结构 式




的 结 构 式 及 有关 反 应 式

写出

溶 液 中 氢 与 氧 电极 的 电极 反 应 并 时 的 标 准 电极 电势 设 电池


解释
机理 并解释
,

与无 机酸 共热 生成异 构 体
不 易 被 还 原 的原 因




计 算 氧 电极 在 计算

,
,

中 所 有 物 质 的 活 度 系 数 与 逸 度 系数 均 为
时下列 反应
, 、

写 出化 合 物

的全 部立体异 构体
,



,

,







,



,



,

,

,

,



第五 题
五 氧 化 二 氮是 晶体 具 有很 高 的蒸气压 在
,

曰且



,

一例



十育 ‘



曰以

的平衡 常数



并判断

℃时 上 述

反应能否

气 相 或 在 惰 性 溶 剂 中都 能 全 部 分 解 产 物 为 氧
,



在 干 燥 空 气 中 自动进 行

干 燥 空 气 中氧 的 分 压


二 氧 化 氮 和 四 氧化 二 氮 的混 合物



其分解反 应



第七 题

请 仔 细 阅读 下 段 文 字 领 会 原 理 后 通 过 计
算 回 答 有 关 问题
此反 应 为一级反 应 中 只能有
,
。 。

,

有 色 溶 液 对 光 的 选 择 性 吸 收 是 吸 光 光 度分
析 方 法 的理 论 基 础

,


当 一 束平 行 单 色 光 通 过 均
,


由于 分 解 产 物 逸出 故

均溶于



匀 的有 色 溶 液 时 光 的 一 部分被 吸收 一 部分透
,

中的分解
和 压

过 溶 液 另一 部 分 被 器 皿 的表 面 所 反 射 若 测 定
,

可用 气量管 测 定分 解 产 物逸 出
定 下表是


的体 积 来测 在

中使 用 器 皿 如 比 色 皿 的 材 质 完 全 相 同 则 反
,

克 固体

射 光 的强 度 变化 可 以 不考虑



此 时 吸光度
,

力 下 的实验 数据

与有 色 溶 液 的 浓 度
? ? ?



有如 下关 系
?


一‘

。,

式中



时间 体积 时 分解
,

为有 色 溶 液 的 浓 度 单 位 为
,

有色溶

液 的厚 度 用

表 示 单位为
?

,





为摩 尔吸 光 系

求算 此 反 应 的速 率 常数
少秒
已知该反应 活化能为
一 ’,

及 半衰 期

数 单位为
,

,

一 ’

?



一 ’,

是 有色 化合物 的

时 所需 时 间 为多
?

重 要 属 性 表 示 物 质对 某一 特 定 波 长 光 的 吸 收
能力
,



值越大 表 示 该 物质对特 定波长 光 的 吸


收 能 力 越 强 因 此 在 吸 光 光 度分 析 中 为 了 提 高
,

若 要 求
,

秒 内收 集
问 需 在 什 么 条 件 下 进 行 实验
,

测 定 的灵 敏 度多 选 用具 有 最大 为入射光




值 的波 长 光 作
,
,

时 的体 积
?

吸光 度 值具 有 加和 性 也 就 是 说 两
,


气体按理 想气体 处 理 气体常数
一 ’
?



种物 质对 某一 波 长 光 都有 吸 收 时 总 的吸 光 度 值应 等于 单 一 物 质 吸光 度 之 和

一 ’



年第








?


一 ’,

矿 渣 中微 量 钻 和 镍 的 含 量 可 用 吸 光 光 度 法 进 行 测 定 今 称 取 某 含钻 镍 的 矿 样 酸溶样 使
, ,


虱一

?




一 ’
?

?

一 ’

?












,

,


,

一‘

,

相对 原子质量

完全进 入溶液 过 滤 弃去酸
,

,

不溶物 将所得 滤 液 稀 释 至

再准确

问题

移取 此溶 液




容量 瓶 中
,

如 何 通 过 实 验 测 定 蛇梦 此妒 丫
,

,



加 入适 量掩 蔽 剂 消除干扰 后再 加入 足量 显 色剂 使 钻 镍分 别形 成有色 络合物 然后 用蒸馏 水 稀释至


计 算 矿 渣 中 钻 与 镍 的 百 分 含量 计 算 矿 渣 中钻 与镍 在
, ,
,





,



比色池分别于

处 的 吸 光 度 假 定两 者 的 吸 收 曲线均 为正 态 分

处 测得该有 色溶液 的吸光度为

布 图 请 绘 出 它 们 的 吸 收 曲线 示 意 图 据 此 讨 论
一 下 单 独 测 定 钻 和镍 时 的干 扰情 况




?

摩 尔 吸 光 系 数 岭梦一




?

一 ’

礴 子

?

一 ’

理 论 试 题 参 考答 案
第一题
二 元碱 碱性

,



还 原性


热 稳 定性
不 等性 ,



杂化
。十


日一 日



、日





闪、 日

,





,



闪日













?







,



日 叫日



?

三州




?









。又





、、 日

日一









、 二























日企



任 卜」





三闪 日










日一







日,








、、



日 。

夕 闪日



日 日

日 二



、州

协 石 日 子日 。

日 、



日飞

第二 题


日一 日 尸 ,










卜 二 、



£ 日







已 代 、日

日 正一 叫

三。





,

,

?





日 日闪

了 二

仁 二 、日

日二



,



、日

,

曰广 ‘

自 补 叭
日 除 、



孟 三‘ 」



日 乃十







、尸 之 ,



二州 三



日一


、日

一 早





一早


从日

它、 、


。 七 日
日一 日
、日



肉 、




一 甲
?

日。
气 悦叫 洲



万曰丈一 二 目 三







闪曰



日于 二

,



、日 二 十



二本



,

二叫



二曰 三









年第



根 据 产 物 及 其 量 的 差 别 可 判断三 甲基 取 代











七 卜」

物 的四 类 种 可能 结构
不 具 有 导 电性




具 有 金 刚石 网状 或 石 墨 层 状 类 似 结 构 「


,

二 〔笃








、 刘 厂


—一



火姚




,

——

去目





一 一啼

牲 『 } 娜
坐匹 叹

,



。 、











,










阴 离子 的 电 荷 数 等 于 硼 氧 四 面 体 的数 目



第三 题


,

或碱

拭 、



甲 刁 珊 }

丁 汁仁 旧日口
‘‘





象 二 蔚
, ,

,





〔擎

仪 尹气





具 有 苯 环 结 构 苯 环 闭 合 的共 扼 体 系 使 具 有 特 殊 的 稳 定性 故 不 易 被 还 原
一 种均 有 一 对 对 映 体 共
,


有 两 种 顺 反 异 构 体 内型 和 外 型

,







?

了 嘴兮 粉








第五 题
,




,
, 、 ,

已知

, 。



,


,

右 以 件 锐 衣 不 只组刀


、一

,

、,

,



左一




布尸

一几万



应为


完 全 分解 所 产 生

第四题



的体 积


?



日’

一‘








?

“ ’

?

一 ’



?

一 ,



一“

年第










,



,

,

,

,



一“, 一

乏 …万 五石

一 一






十 下曰 白


少一
,


,
,
,
,

止恢仄 巡 刀 万




,



,








,

,







口 弋, 少十 乙

乙口

或万瓦 ,





负极 反 应 为







二, 二 二 二 二








甄 一肠










,

又’













尸热 尸

















一 憾衬
二十

一 、





一必




‘月

一若 会




?





代入
,

一 一 。


一‘







一万




,





则 甄
一 一




’,



汽 一必



仍 一甄





“ ‘



。二

秒 内要 收 集 节反应温度
丁 左‘
,




,

则需 调

一憾

在调节温度下 速率常数
,




,

一 二 一
?



一 一
、。 、
,
,
?





,






,

、,

,



,





,

,



,







一 厄丽 舀 澳 ‘






四一毯
,

,寻

,

、‘ ‘



” 夕 、 少

‘ ‘ 、





“ 万口



根据
。 了


公式






△心
用 。



一 △沼

一 △石

二“

,

其中 △八了




,

了 几戈










代入 数 据 有
一 一
一‘
?

△心




全。


?



△心







?




一‘


石广一




乙户
’ ,

? ‘

?

一‘


下万


一。‘



一 一


二万二 万

了不二丁 一

气只 , 一下

’一 又’



‘ ’

一乙

,

了 飞

即在

温度下进行

的分 解 实 验


,

△石
义 只

。。


?







一 ’

可在 解

秒 内收 集 第六题
正极



?

?

一‘


一 ’

’反 应

⑦的




一 △



?













根 据 化 学 反 应 等温 式


负极
电池 反 应



,

△心


,



△ 毛次斗




,



?


在 的 电池 反 应 为 溶 液 中 氢 电极 与 氧 电极 构 成
在干燥 空气 中
,

尸门

一 下言



一 了












了年



牛期







?

在 干 燥 空 气 中 不 能 够 自动 分

解为







一 ’

,



第七 题 分 别准 确 配制 一 定 浓 度 的



曰 ’














液 按 测 定样 品时 的相 同步骤 和条 件 在 果 的平 均 值 然 后 依据




处 测 定 各 自的 吸 光 度 取 多 次 测 定 结 。 一 计 算 、梦 群 丫
、、

飞 一 民




“目

卜 ’ 、

护“




’ ,














一、 。











、 ,



鱿一
几孔 一
又 又








?



?









?






?

丫 或准确配制 一 系列 确 定浓度 的
,







一 二
?





?



液 按相 同步骤 和条 件在
,
,







测 定 各 自的 吸 光 度 用 吸 光 度 对 浓 度 作 图 求 斜

注砰 一






率 或 线性 回 归求得 动 然 后 该 值再 除 以
出 好护 岭驴 虱



计算



形 成 的 有 色 络 合物 的 吸 收 曲 线 示















意 图 如下

根据吸光 度
、 £ 梦 衣 会儿 一 补 、 。 会 一 脚 气 〕


具有加和性 可得







艰 弓 忿



、 、

将 已知 数 据 代入 上 述 方 程 组 解 之 得




又 丫



?




一 弓

川 。一

,












一 ’
?





势龚 里李 华
艺匕



由此 可 知 在 在

又一

处测






有 干扰

处测





有干扰

几 之 戈之

宝之





艺 二之 写



乙 令 芝 戈之

会之 节 之



‘ 之佗



之佗之

试 佗 之 佗 之 布 色佗 之 心 之 佗 之 兮 竺 布 色二 乙
,

,



写之 二 之 厂‘之

,



矛乙 佗 之 厂 之 尸 号 之 佗色 二 之 二 刃 二 之 了





之 、 之 二之

,

、之

之 二之

之 二



,

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