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第23届全国高中学生化学竞赛理论题答案


2010年第6期

化学教育

?93?

毋蜒瘁蚤l
第l题
1—1

-睦搭错
日一1.23


第23届全国高中学生化学竞赛理论试题答案
2010年1月16日 杭州

(不标出有机相只得0.5分)
2—2

MnOb+4H++2e一一Mn2++2H20 Zn2++S+2e一一ZnS互爱一O.265


根据反应方程式,有:

Mn02+4H++ZnS—Mn2++2H20+Zn2++S

.Ee一日一日一1.23 V—O.265
一一186.2 kJ?Inol一1

V—O.965 V

[REA3](m,则有:

或△伊=一店9F=一2×0.965×96500
P>o或△伊<O,表明反应在标准状态下能
自发进行。

K。一匣舻×丽黑%%×
[REA。](0)、,[HA]2聊 [REA。](聊“[HA]20)
2—3

^“一Ⅱ蕊雨1葡际
矿一[REA3](0)[H+]‰

将分子、分母同乘以[A一]‰?[HA]3聊和

‘.‘△G9=一R丁lnK和△伊一一咒PF
.’.RTlnK一咒E9F

一(K。)3×风×D。/(P。)3

logK=2×O.965/O.0592—32.1 K一1.26×1032,该反应标准状态下K值很 大,可以进行得很完全。 “同槽浸出”条件下,氢离子浓度比标准状态 大,因此反应比标准状态下更可行。
1—2

(1)(a){[(C2 H50)2PoO]。Pr)。
(b){[(CH30)2Poo]3Pr)。 (2)(a)结构。 空间位阻增大,网状结构难以形成或答链状结 构可减小烷基链间的斥力。

(1)Mn02+2Fe2++4H+一Mn2++2Fe3++
2H20 ZnS+2Fe3+一2Fe2++Zn2++S

(3)萃取剂过量,萃合物相对分子质量下降, 从而避免了有机相乳化现象的发生,有利于萃取作
业连续进行。
2—4

(2)原来Mn02与ZnS“固一固”直接反应, 变为MnO。与溶液中的Fe2+和Zns与溶液中的 Fe3+之间的固一液反应,使酸溶速度大大加快。 (答铁起催化作用得o.5分)
1—3

(1)N值增大有利于萃取钇,N值减小有利 于萃取镧。 (2)①环烷酸在煤油中因分子间氢键形成二 聚体,混合醇的加入可降低二聚作用,提高萃取剂 效率。 ②提高萃合物在有机相中的溶解度,并改善 有机相的流动性。 第3题
3—1

四氯乙烷的作用是破坏包裹在锌精矿表面的硫 膜(仅答回收硫磺只得o.5分)
1—4 PbS04+4NaCl—Na2PbCl4+Na2S04

或PbS04+4Cl一一PbCli一+S()i一 第2题
2一]

(b)图为实验1的滴定曲线;应该选择溴甲酚 绿为指示剂。因为计量点的组成是NH。Cl,溶液 呈弱酸性。
3—2

,∥。
I\o。


加热煮沸15分钟是为除去剩余的H。s03(或
S()2)

叫(NH才)一警=
3—3
7孢s(B)

5V02++Mnof+H20一5VO手+Mn2++2H+

将2个2一乙基己基写成C4 H。CH(C2 H。) CH:等形式也可。

挖(NH才)?M(NH乒)一

3HA(o)+RE{嘉寻=兰REA3(o)+3H南

万方数据

?94?

化学教育

2010年第6期

睑型业旦掣是粤翼黑幽盟幽一o.05848
O.9291×1000

匕!蔓垡!:!!型:!二!!丛丛!旦!:!!塑丛!垡!』:丝!塑旦王!一

州㈣:警:盟‰警迪:塑竺_等等竺
仞(H)一3.13%一
(18+2卵)×1.008 4×14.01+(18+2行)×1.008+10×50.94+(28+行)×16.oo’

……。

三—百丽历面而一20?7779

÷×O.02005×25.10×957.4

萨意鞠司.990姒
4—1

挖一9.7≈10

A的化学式:(NH4)。Hz vl。(k?10H20 第4题

晶胞中有6个X、4个Y、4个&+
结构基元的化学式为(两x6 Y4
4—2

镍离子采崩d帝杂化
—— d』2.v2

^‰弘




d砂

n一望一圣!呈:垒g:.塑!二!丕!±!墼!里g:塑[!蚤_垒±堑!:垒g:趔:!丕垒一 V口良simsin¥iny?N^
4211-6 g?mol_1

-----—————?—------——-—-—--——--——————————-—?—————————————---—————————?--------?--—---------------——————■£—————————————————--—---—---—--—-?-—--——--—------————————————————————————-———--------??-—--—--——----一=

12.7899×10一8 cm×13.0539×10一8 an×27.1703×lO一8 cm×s.m78.3394。×sill77.O109。×sin70.6358。×6.022×1023明ol一1

面湎而瓦丽丽意戮篇意蒜蕊双丽双丽 ̄1.712
4536.3×10—z4 cnl3×O.97936×O.97441×o.94343×6.022×1023

g?听3 mol_1……6 …

4—4

的斜率为正,不得分
(1)镍配合物的对称元素:G(主),G(2), 区域标注:超临界流体(SCF)区

巩,民(2),i。

其他区域(只要标错—个,不得分)
5—2 H2()=H++OH一

(2)配位数为12;Cs+离子半径较大。 第5题
5一]

△r碌(298.15 K)一△f壕(H+)+△f成
(oH一)一△fH:(H20)一55.836 kJ?mol-1 △,S:(298.15 K)=S:(H+)+S:(()H一) 一5::I(H20)一一80.66 J?m01.1?K_1 各C最(298.15
79.885埘-玎】ol-1

K)=△r成一1厶S=

△,G:(363.15 K)一55.836 kJ?mol-1—
363.15 K×(80.66×10—3 kI?mol_1?K-1)= 85.13 kJ?mol_1

△,繇一一RTlnK:
示意图

磁(363.15

K)一6.211×10_13

万方数据

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?95?

pK:(363.15 K)一12.21 或者: △,G:一一RTlnK:
K:(298.15 K)=1.009×10_4

溶解平衡:L(s)F壬L(s01)



K—z

(p磁(298.15

K)一14.OO)

,唁一一学(去一击)
z2一1.81×10一3 6—2

-n箸=学(麦一击) 凰(363.15
5—3

tn志≈一絮(击一志)
方案要点: ①选择乙醇摩尔分数约为o.8的乙醇一水混合 溶剂,溶解木犀草素粗品,过滤除去不溶物。 ②在滤液中加水(或浓缩/蒸除溶剂)至乙醇 物质的量分数约为O.3,析出木犀草素。
6—3

K)=6.211×10-13

pK暑(363.15 K)一12.21 按机理2进行 机理1为酸催化反应机理,机理2为水直接进攻 羰基的反应机理。从表2可知,在超临界温度时,水 和酸的解离常数均很小,不易实现酸催化反应。
5—4

按机理1进行,推导如下:
以EA代表乙酸乙酯,HA代表乙酸 第3步为决速步:r≈忌3cEAH+c备。o 平衡近似:
f队H+=K2cE^cH+ fH中=fA一=(Ka×cHA)1/2 fHA。C0.队一fEA

(1)Ⅱ代表a相,Ⅲ代表8相 相同温度下,p相比a相稳定,所以Gm.p—Gm.。 (2)a相熵大 理由:在恒压下,Gh随温度T变化斜率的负 数等于熵,而熵总是大于零的;Ⅱ线的斜率(绝对 值)比Ⅲ线的大。 第7题
7—1

r一是3K2f色(J(K。)1/2f队(fo.EA—f队)1/2一
志f队(c().队一cEA)1/2

其中,惫一是3K2c缸()(K。)“2
5—5

。囝父甲囝父宁囝父 蟛 胪 彤
B C

在近(超)临界水中,pK。可达11左右,提 供的H+和()H一(浓度比常态水大得多,具有酸 (碱)催化的功能; 酯水解反应产生酸,酸(250℃和25 MPa时 乙酸的pK。一5.95)电离产生大量的H+,具有自 催化功能,从而使酯水解不必加入酸碱催化剂即可 快速进行。 第6题
6—1 7—3



7—2

合成路线1,第二步反应:H2/I。indlar催化剂 第三步反应:加热 合成路线2,第二步反应:加热



PhC03H —Ho

Na2C03









O-
Ho



7—4

万方数据

?96?

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7~5


HC兰CH

热M。x

Hc三c№
Or

‘一—p!
(2)H∥

Hc三cMgx

i矿梦、cI 罴卜珧
OrPCI5

或其他不超过3步反应的合理反应式(方法)。
第8题
8~1

7个手性碳;2R,3S,4R,5S
8—2

香茅醛:(R)一3,7一二甲基一6一辛烯醛 中间体A:(1R,2S,5R)一5一甲基一2一(1一甲基乙烯基)环己醇或(1R,2S,5R)一5~甲基一2一(2一丙烯 基)环己醇


8—3

H;

HO

B 8—4






O BnO







8—5



J们iii

叱旬



—H20 O

.Ho



。驭卫。




万方数据


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