中国化学会第28届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网 第28届中国化学奥林匹克初赛试题 第1题(6分)合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下 ()CH(g)+H:O(g)-CO(g)+ 3H(g) (2)2CH4(g)+O2(g)→2O(g)+4H2(g) (3)CO(g)+H2O(gH(g)+CO(g) 假设反应产生的CO全部转化为CO2,CO2被碱液完全吸收,剩余的HO通过冷凝干燥除去 进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H 1-1为使原料气中N2和H2的体积比为1:3,推出起始气体中CH4和空气的比例。设空气中 O23和N2的体积比为1:4,所有气体均按理想气体处理 1-2计算反应(2)的反应热。已知: (4)C()+2H2g)→CH4(g)△H4=-74.8 kJ mol (5)C(s)+12O2(g)→CO(g)△Hs=-110.5 kJ mol 第2题(5分)连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。硫同位素交換和顺磁共振实验证实,其水 溶液中存在亚磺酰自由基负离子。 2-1写出该自由基负离子的结构简式,根据ⅤSEPR理论推测其形状。 2-2连二亚硫酸钠与CFBr反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。文献报道,反应过程主要包括自由 基的产生、转移和湮灭(生成产物)三步,写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。 第3题(6分)2013年,科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构:N分子晶体。 其中,Ns分子呈首尾不分的链状结构;按价键理论,氮原子有4种成键方式;除端位以外 其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道 3-1画出N分子的 Lewis结构并标出形式电荷。写出端位之外的N原子的杂化轨道类型 32画出N8分子的构型异构体 第4题(5分)2014年6月18日,发明开夫拉( Kevlar)的波兰裔美国女化学家 Stephanie Kwolek 谢世,享年90岁。开夫拉的强度比钢丝高5倍,用于制防弹衣,也用于制从飞机、装甲车 帆船到手机的多种部件。开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成 4-1写出用结构简式表达的生成链状高分子的反应式。 42写出开夫拉高分子链间存在的3种主要分子间作用力。 第5题(7分)环戊二烯钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应,或环戊二烯与氰化亚铁在三乙胺存 在下反应,可制得稳定的双环戊二烯基合铁(二茂铁)。1639K以上形成的晶体属于单斜晶系 晶胞参数a=104435pm,b=75724pm,c=58244pm,B=120.958°。密度1.565gcm3 5-1写出上述制备二茂铁的两种反应的方程式 52通常认为,二茂铁分子中铁原子的配位数为6,如何算得的 53二茂铁晶体属于哪种晶体类型 5-4计算二茂铁晶体的1个正当晶胞中的分子数。 第6题(16分)肌红蛋白(Mb)是由肽链和 0020 血红素辅基组成的可结合氧的蛋白,广泛 存在于肌肉中。肌红蛋白与氧气的结合度(a)80 与氧分压PO2)密切相关,存在如下平衡: Mb(ag)+o, (g)mBo, (aq(a) 其中,kA和k分别是正向和逆向反应的速 率常数。37°C,反应达平衡时测得的一组实2 验数据如右图所示。 6-1计算37℃下反应(a)的平衡常数K。 6-2导出平衡时结合度(a)随氧分压变化的 表达式。若空气中氧分压为200kPa,计算人正常呼吸时Mb与氧气的最大结合度。 6-3研究发现,正向反应速率vE=kA(Mb)P(O2):逆向反应速率vz=kb(MbO2)。已知k 60s,计算速率常数kA。当保持氧分压为200kPa,计算结合度达50%所需时间。(提示 于v=kp(MbO2),MbO2分解50%所需时间为t=0.693/k) 64Mb含有一个Fe(),呈顺磁性,与O2结合后形成的MO2是抗磁性的。MbO2中的铁 周围的配位场可近似为八面体场。 ... ...