奥赛真题物理化学解析

奥赛《物理化学》精析--北京清北学堂第一题（199910分）AB1T1aBA中的饱和溶液的组成，bAB中的饱和溶液的组成（2、d。T3A（不饱和液H2O和(C2H5)3N，)3和间-N2奥赛《物理化学》精析--北京清北学堂第一题（199910分）AB1T1aBA中的饱和溶液的组成，bAB中的饱和溶液的组成（2、d。T3A（不饱和液H2O和(C2H5)3N，)3和间-N2（2T3T2cdT1ab18.5CA100%80%60%40%20%0%0%20%40%60%80%100%B图1T3存在的原因。H2O(C2H5)3N图22-12-22-3说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的原因。描述图2所示的两对物质的互溶过程。[解题思路]此题的信息是图形，可称为图形题。参赛者对用图传递的信息理解加工的图1和2给出了溶解性与温度关系相反的信息，应归咎于两者分子间力性质不同。题面给出21122的关键——氢键。;2-1物质的溶解度通常随着温度的升高而增大，所以在一定的温度下，A和B两种物质能达到完全互溶。（2分）2-2O和NC)3和间-CN2存在低的临界温度的原因是它们反而减小。(4分)2-3HHC2H5NC2H5C2H5C2H5NC2H5C2H5O+OHH(2分)2个(C2H5)3N2分)CH2OHCHOHCH2OHHCH2OCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2OH+HNH(2分)1、2、3个氢键或其它合理均给分)。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量。：（1）啤酒瓶中CO2(溶液)，打开啤酒瓶，气体与啤酒中溶解的达到平衡：CO2(气)衡向放出气体的压力下降，根据勒沙特列原理，平3分，不与勒沙特列原理挂钩不给分。中放出第二题（2001年初赛第十二题11CH2OHCHOHCH2OHHCH2OCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2OH+HNH(2分)1、2、3个氢键或其它合理均给分)。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量。：（1）啤酒瓶中CO2(溶液)，打开啤酒瓶，气体与啤酒中溶解的达到平衡：CO2(气)衡向放出气体的压力下降，根据勒沙特列原理，平3分，不与勒沙特列原理挂钩不给分。中放出第二题（2001年初赛第十二题11分）设计出电池使氧化直接产生电流是对世纪最富有性的课题之一。最近有人制造了一种电池，一个电极通入空气，另一电极通入蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3ZrO2晶体，它在高温下能传导O2离子。回答如下问题：12－112－2以丁烷代表 ，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是： 这个电池的正极发生的反应是： 负极发生的反应是： 固体电解质里的O2－的移动方向是： 电子的电极是： 向外电路12－3人们追求电池氧化而不在内燃机里燃烧产生动力的主要原因是：你认为在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3＋代替晶体里部分的Zr4＋对提高固体电解12－4质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？答： 12－5电池最大的 是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。：12-12C4H10＋13O2＝8CO2＋10H2O1分);2等方程式均应按正确论。)12-2 2分)(O2取其他系数且方程式配平也给满分。)＋13O–26＝4O＋5HO（2分（）（1）（1分；答阳极或通入蒸气的电极也得满分）（2分12-3）为维持电荷平衡,晶体中的O2–将减少(或导致O2–缺陷)从而使O2–得以在电场作用下向(1分)（O2–ZrO2）碳（或炭粒等）(1分)氟化物，视反应条件而定。下图表述的是将0.125mol/LXe1.225mol/LF2为始态得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。1．应在什么温度下氟化物，视反应条件而定。下图表述的是将0.125mol/LXe1.225mol/LF2为始态得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。1．应在什么温度下XeF4，哪个反应放热？生成 的反应放热。理由：3．为有效地 么反应条件下为好？简述理由。【 】1．约550K 约850K（各1分）2．XeF6 若XeF2生成XeF4XeF4＋F2＝XeF6将是吸热反应，温度e6（4分（e＝e4的）3．在上图条件下必须在高温下才能XeF2,但高温要求的技术问题太多，因而，应的比值，可有效XeF2（2分））4500m2，与锌块相15.7kg25.9kg0.92A1.2A。计算说明，为达到上述保护船体的目的，最少各需几块锌块？用哪种锌块更合理？为什么？【】首先算出通过体系的总电量：2×365d×24h/d×60min/h×60s/min＝6.307×107s（1分）00150Am×500m＝7.（1分675×6.30710＝4.25×10C（1分；其次计算总共需要多少锌：电子的量为：4.257×109C/9.65×104C/mol＝4.411×104mol（1分4.411×04mo×65gm2×1－kg＝1443k＝1.44×103k（1分；需质15kg/1.44×1kg15.7kg块＝91792（1分920.92A/块＝85＞675A（1；259kg/1.44×10g25.9kg/556块≈6（16块×1.2A块＝67A6751块，（1分）选用较重的锌块更合理，因其电流强度较小，理论上可以保证2年保护期限，而用较轻的锌块因其电流强度太大，不到2（1分）十一5分）镅（Am）是一种用途广泛的锕系元素。241Am的3倍，在我国各地商场里常常可见到骨密度测定仪，检测人241Am烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警（E/V）2.62Am4＋/Am3＋的标准电极条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。附：E(H＋/H)＝0V；Eø(Cl/Cl－)＝1.36V；Eø(O/HO)＝1.23V。2 2 2 21＋m)＜0,m可与稀盐酸反应放出氢气转化为Am＋n＝,3,4；＋A＋＜0＋m＋1分（Am3＋ ＋＋ ＋＋ ＋/)/),＋ ＋ ＋,ClAm3＋,（1分）相反，AmO＋是弱还原剂，在此2 22＋ ＋条件下不能被氧化为AmO2。要点4：m3不会发生歧化（原理同上（1Am3＋。第六题（2003年初赛第五题6分）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐，Na2S2NaBr3Na2S4NaBr。电5－15－25－35－4写出电池充、放电的反应方程式。【）右:Na2S2/Na2S4（1分；只写一种也可）阳极：3NaBr2eNaBr32Na+第六题（2003年初赛第五题6分）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐，Na2S2NaBr3Na2S4NaBr。电5－15－25－35－4写出电池充、放电的反应方程式。【）右:Na2S2/Na2S4（1分；只写一种也可）阳极：3NaBr2eNaBr32Na+(1放电2Na2S2+NaBr3充电+（1）第六题（2004年初赛第三题6分）某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa如下表所示：3－1请将各种气体的分子式填入上表。气体吸入气体呼出气体79274758482132866762653－2指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。【 ：（14分）CO2和水蒸气有较大分N2的摩尔分数下降（1分O2压的主要原因是吸入的O2被（2分）消耗了。3－2指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。【 ：（14分）CO2和水蒸气有较大分N2的摩尔分数下降（1分O2压的主要原因是吸入的O2被（2分）消耗了。（1 分）第七题（2005年初赛第二题12分）为纪念1905年爱因斯坦连续6篇导致物理学大100 阐释的，即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。200字（包括标点符号等）的说明文。input输入hot——热（端）cold冷（端）heatflow热流I——电流强度0.25分)n——n型半导体p——p型半导体i+——正电流(各向热电材料构成的半导体的n-p结的远端输入外电流，半导体发生空穴导电，电流流经n-p结时发生复合，外电流输入的能量转化为热流，使n-p结的温度越来越低，而其远端的温度越来越高，即有类似冰箱制冷的效应。(4分)2-2右上图是化学家6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？化式eb2（2分（写Lab4扣1分）的氧化态4=2.5 （1气体吸入气体呼出气体N27927475848O22132815463CO2403732H2O6676265分）晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心有8个e原子（处于锑形成的八面体的中心；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝3个锑原子，晶胞中共有8个八面体，8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24分）晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心有8个e原子（处于锑形成的八面体的中心；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝3个锑原子，晶胞中共有8个八面体，8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24（3分）二10分)有人设计了如下甲醇(methanol)工艺：250.0kPa25oC55.0m3﹒s-1。②为水蒸气源，压150oC150.0m3﹒s-1。③进入⑤B中的甲醇和剩余反应物的混合25oC的冷凝器，甲醇冷凝后经管路⑦0.791g﹒mL-1。12-1.AB中所发生的化学反应的方程式。CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)(1分)(1分).A和BAB后，在一秒钟内剩余物的量。n(CH4)＝(250.0×103×55.0)／(8.314×298)＝5.55×103(mol)n[H2O(g)]＝(200.0×103×150.0)／(8.314×423)＝8.53×103(mol)经步骤A后在③中过量的H2O(g)＝(8.53×103－5.55×103)mol＝2.98×103mol(1分)在步骤AO和21:3BO和H21:2，故(1分)经步骤后剩余的H2 为5.55×103molBBCOCO、H2CH3OH的分压（100ManT＝n(CO)＋n(H2)＋n(CH3OH)＝｛5.55×103×1/3＋(16.65×103－5.55×103×2/3×2)＋5.55×103×2/3｝mol＝14.8×103molpT×ni／nT总(1分)p(CO)＝10.0MPa×(5.55×103×1/3／14.8×103)＝0.125MPap(H2)＝10.0MPa×(9.25×103／14.8×103)＝0.625MPap(CH3OH)＝10.0MPa×(5.55×103×2/3／14.8×103)＝0.250MPa(1分)1分)1分)12-4.当甲醇反应器足够大，反应达到平衡，管路⑥中的各气体的分压服从方程pCHΟΗp2K30pCOp2H2MPa,Kp。Kp＝0.250×(0.100)2／(0.125×0.6252)＝5.12×10-22分)（8分）化反应⇌YY。ABCD图中的纵坐标表示 （填入物理量，下同（8分）化反应⇌YY。ABCD图中的纵坐标表示 （填入物理量，下同）；横坐标表示 。平衡常数K最小的图是 。平衡常数K最大的图是 。的图是 。：3-1 AB的摩尔百分数（或答：物质的量的分数或物质的量的百分数；时间，分（或答：以分为(2分)(2分)(2分)的反应进程）(2分)ABC第十题（2007年初赛第六题12分）。已知水相和苯相中HA的分析浓度分别为3.05×10-3和3.96×10-3mol·L-1。在水中，HA按HA⇌H++A-解离，Ka=1.00×10-4；在苯中，HA发生二聚：2HA⇌（HA）2。pH。HA在苯相中的二聚平衡常数。含3.85×1021个分子，给出HA的化学名称。HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。【】6-1（4分）HA在水中存在如下电离平衡：HA=H+＋A−=1.00×10-43个关系式：[HA]＋[A−]＝3.05×10-3mol·L-1[H+][A−]／[HA]＝1.00×10-4①②[H+]＝[A−][H+]＝5.05×10-4mol·L-1 ③三式联立，解得：[A−]＝[H+]＝5.05×10-4mol·L-1[HA]＝2.55×10-3mol·L-1，[OH-]＝1.98×10-11mol·L-1，pH＝−log[H+] ＝3.297=3.301.50.5分；pH0.5分。6-2（4分）HA的二聚反应为：2HA(HA)2Kdim=[(HA)2HA]2苯相中，HA2[(HA)2]＋[HA]B＝3.96×10-3mol·L-1根据苯-水分配常数KD=[HA]B/[HA]W=1.00得[HA]B＝[HA]W＝2.55×10-3mol·L-1[(HA)2]＝7.05×10-4mol·L-1Kdim=[(HA)2]/[HA]2=7.05×10-4／(2.55×10根据苯-水分配常数KD=[HA]B/[HA]W=1.00得[HA]B＝[HA]W＝2.55×10-3mol·L-1[(HA)2]＝7.05×10-4mol·L-1Kdim=[(HA)2]/[HA]2=7.05×10-4／(2.55×10-3)2＝1.08×102计算过程合理得2分单体及二聚体浓度正确各得0.5分平衡常数正确得1分(带不带 不影响得分)。6-3（2分）HA的摩尔质量为(1.00×6.02×1023)/(3.85×1021)＝156g/mol)，根据所给信息，推HA是氯代苯甲酸。156－77(C6H5)－45(羧基)=34156－76(C6H4)－45(羧基)=35，HA是氯代苯甲酸。推算合理和结论各1分。6-4（2分）在苯中，氯代苯甲酸相互作用形成分子间氢键；二聚体结构如下：原因与结构各1分。第十一题（2007年初赛第七题8分）氧气的⑵K(s)+1/2Cl2+3/2O2(g)=KClO3(s)⑶K(s)+1/2Cl2+2O2(g)=KClO4(s)△H(1)=-437kJ·mol-1△H(2)=-398kJ·mol-1△H(3)=-433kJ·mol-17-1 根据以上数据，写出上述三系对应的分解过程的热化学方程式。7-2 提出确认这种气体的实验方法。【 】7-1（6分）A 第一次放热：4KClO3(s3KClO4(s)KCl(s)第二次放热：KClO4(sKCl(s2O2(g)ΔHθΔHθ=-144kJ/mol=-4kJ/mol10.5ΔHθ或0.5分。第一次放热过程，在上述要求的方程式外，还写出2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)，不扣分。B A（给出此说明，得分同A）A。C 2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g) ΔHθ=-78kJ/mol错，扣0.57-22分)20.5ΔHθ或算分。Cl2。(1分)实验方案:(1) 将气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成；(0.5分)(2)KI-淀粉试纸，试纸变蓝色。(0.5分)O3和/ClO2,11分。实反应体系第一放热温度/℃第二放热温度/℃AKClO3400480BKClO3+Fe2O3360390CKClO3+MnO2350第十二题(2008年初赛第三4分)应式如下：是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢 H-1CH3OH(g)CH2O(g)+H2(g)=84.2kJmol(1)r m向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1)所需热量：H=–241.8kJmol-1H2(g)+½O2(g)第十二题(2008年初赛第三4分)应式如下：是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢 H-1CH3OH(g)CH2O(g)+H2(g)=84.2kJmol(1)r m向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1)所需热量：H=–241.8kJmol-1H2(g)+½O2(g)H2O(g)(2)r m0.20。【】要使反应维持在一定温度持续进行，应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1)全部利用，则：甲醇与氧气的摩尔比为：n(CH3OHn(O2(2241.8)84.25.74甲醇与空气的摩尔比为：n(CH3OHn(空气5.7451.1(2分)(2分)1.151.1481.5分。10.872分。2分。1分。只有结果没有计算过程不得分。第十三题(2008年初赛第四题10分) ，它的阴离子CN作为配体形成的配合物有重要用途。4-1 反应可制得(CN)2,写出反应方程式。(1分)HgCl2+Hg(CN)2=Hg2Cl2+(CN)24-2 的路易斯结构式。[C N]NCCN2分)4-3 (CN)2g)O2g)中燃烧的反应方程式。(CN)2(g)+2O2(g)=2CO2(g)+N2(g)(1分)不标物态也可。4-4 (g)227kJmol1，H2O(l)的标准摩尔生成焓为286kJmol1(CN)2g)的标准摩尔生成焓。(CN)2(g)+2O2(g)=2CO2(g)+N2(g)=1095kJmol11095kJmol1+ΔfHm[(CN)2]=2CO2(g)+H2O(l)ΔfHm(C2H2)=1300kJmol-1=1300kJmol1+286kJmol1+227kJmol11095kJmol11300kJ