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第二届甘肃省大学化学竞赛初赛试题答案一、填空题（每空1分，共36分）1．钯催化的交叉偶联反应获得2010年度诺贝尔化学奖，Pd属于第几族，原子序数和价电子组态Ⅷ；46,4d10。2.从电子结构看，Cu+是3d10,应该比Cu2+(3d9)稳定，但实际是溶液中前者不如后者稳定，前者能发生歧化反应，是因为Cu2+的水合热比Cu+大的多。；3.Fe,Ni,Mo等金属的简单的羰基配合物中，所满足的电子结构规则是18电子结构；它们的磁性是反磁性。4.某一离子晶体属于立方晶系，晶胞顶点位置为Ca2+,Na+占据体心位置，F–占据所有棱心位置。各离子的分数坐标是Ca2+：0,0,0；Na+:1/2,1/2,1/2;F-:1/2,0,0;0,1/2,0;0,0,1/2，晶体的化学组成是NaCaF3。。5．在分析测定中，消除系统误差以后，测定的精密度越高，则分析结果的准确度越高。6．在滴定分析中，若指示剂的变色点与化学计量点恰好相同，不能说滴定误差为零，这是因为人眼对颜色的判断存在±0.3pH（或pM）的不确定性，总会存在随机误差，故滴定误差不为零。7．NH4HCO3的质子条件为[H+]=[OH-]+[CO32-]+[NH3]-[H2CO3]。8．采用EDTA为滴定剂测定水的硬度时，因水中含有少量的Fe3+和Al3+，应加入三乙醇胺作掩蔽剂;滴定时控制溶液pH（~10）。9．在吸光光度法中，偏离朗伯-比尔定律的主要原因为光学因素和化学因素。10．以HCl标准溶液滴定NH3⋅H2O时，分别以甲基橙和酚酞作指示剂，耗用HCl体积分别以V甲和V酚表示，则V甲和V酚的关系是V甲V酚。11．用佛尔哈德法测定I－时，指示剂铁铵钒需要在加入AgNO3后再加入，这是因为Fe3+会氧化I-。12．电对的条件电极电位与离子强度、溶液酸度、络合剂和沉淀剂有关。13．用KMnO4法测定试样中的铁含量时，在滴定前向溶液中加入H2SO4-H3PO4-MnSO4混合液，其作用是控制酸度、掩蔽Fe3+颜色的干扰和催化作用。14．若以聚乙二醇20000为固定液，用色谱法分离正已醇、正辛醇、正壬醇，其出峰顺序为正壬醇、正辛醇、正已醇。15.在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，焓变化为V(P2-P1)。16.平行反应如右图：若两个反应有相同的级数，且反应开始时Y，Z的浓度均为零，若反应的活化能E1E2，则提高反应温度对获得产物Y有利。(选填有利或不利)17.通电于含有相同浓度的Fe2+，Ca2+，Zn2+和Cu2+的电解质溶液，已知：Eθ(Fe2+,Fe)=－0.440V，Eθ(Ca2+,Ca)=－2.866V，Eθ(Zn2+,Zn)=－0.763V，Eθ(Cu2+,Cu)=0.337V，假设H2不析出，则这些金属析出的次序为Cu→Fe→Zn→Ca。18.某纯物质的相图中液-固平衡线斜率dp/dT0，则此物质在凝固过程中体积的变化∆V0。（选填，=，）。19.多电子原子中的一个光谱支项为32D，据此可知原子的总轨道角动量量子数、总自旋角动量量子数、总角动量量子数分别为L=2、S=1、J=2，在磁场中分裂出2J+1=5个塞曼能级。20.一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应变差，主要原因是受潮后，使保温层材料导热系数增大。21.在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将减小，操作线斜率将减小。22.随着全混流反应器串联个数的增多，所需反应体积愈接近平推流（或PFR）反应器。23.聚合物分子量不均一的特性，就称为分子量的多分散性，一般测得的聚合物的分子量都是平均分子量。24.自由基引发聚合反应中，聚合体系中主要组分是单体和聚合物。25.目前市场上有一种商品叫不粘锅，用它来烹调食品，即使不加油，食品也不会粘在锅上，主要是不粘锅的内壁涂有一层号称“塑料之王”的聚合物，该聚合物是聚四氟乙烯，其英文缩写为PTFE。二、选择题（每题1分，共29分）1.下列分子或离子呈反磁性的是：（D）共6页，第1页(A)O2+、(B)O2、(C)O2-、(D)O22-2.下列离子中，最容易再失去一个电子的是：（A）(A)Be+；(B)K+；(C)Ca2+；(D)Al3+。3.下列分子或离子中未经杂化而成键的是：（B）(A)N3-；(B)NO;；(C)NO2；(D)N2O44.下列分子或离子中，具有直线形构型的是：（B）(A)I3+；(B)Br3-；(C)NO2；(D)SO2。5.SrSO4主要存在于下列哪个矿石中:（A）重晶石（B）天青石（C）绿柱石（D）大理石6.SnS能在下列哪种溶液中溶解:（C）(A)HCl(B)NaOH(C)Na2S2(D)Na2S7.血液中，红色素是血红朊，它是一种卟啉环配合物，其中心离子为：（C）(A)Mg(Ⅱ)(B)Fe(Ⅲ)(C)Fe(Ⅱ)(D)Co(Ⅱ)8.根据软硬酸碱理论，下列卤化物中热稳定性最好的是：（D）(A)PH4F；(B)PH4Cl；(C)PH4Br；(D)PH4I。9.为判断某气体能否液化，需考察在该条件的：（A）(A)µJ-T0(B)µJ-T0(C)µJ-T=0(D)不必考虑µJ-T的数值10.硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)和H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在101.325kPa下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有几种：（C）(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存11.298K，标准压力下，以1A电流电解CuSO4溶液，析出0.1molCu时所需时间大约是：（B）(A)20.2hr(B)5.4hr(C)2.7hr(D)1.5hr12.在相同温度下，同一液体其液面为平面，凹面及凸面的饱和蒸气压分别为P平、P凹、P凸，则三者的关系是：（A）(A)P凸＞P平＞P凹(B)P凸＞P凹＞P平(C)P平＞P凹＞P凸(D)P凹＞P平＞P凸13.下列哪组点群的分子都可能具有偶极距：（D）(A)Oh，Dn，Cnh(B)Ci，Td，S4(C)Oh，Td，Cn(D)Cn，Cnv，Cs14.立方势箱中，E2232hma的能量范围内有多少种运动状态：（C）(A)4(B)7(C)10(D)1115.下列化合物中不具有光学活性的是：（C）(A)MeHHHHMeCOOHH(B)CH3CO2HHBr(C)BrHBrHMeMe(D)SO18O16PhCH316.1-甲基-4-叔丁基环己烯与溴在稀甲醇溶液中的加成产物是：（C）(A)ButBrMeOMe(B)ButBrMeOMe(C)ButBrMeOMe(D)ButOMeMeBr17.估计圆圈内质子的pKa值：（C）HH(A)50(B)30(C)15(D)518.以下化合物中各氮原子按碱性由大到小排列的顺序为：（C）NHNNH2abc(A)cba(B)bac(C)cab(D)bca19.将下列化合物按与硝酸银/乙醇溶液反应速度由快到慢排序：（B）a:b:c:d:ClClClCl(A)cdab(B)acdb(C)acbd(D)cdba20.以下化合物亲电取代反应活性由强到弱的是：（A）NHOSNa:b:c:d:(A)abcd(B)bcad(C)dcab(D)cabd21.下列化合物圆圈内的H在1HNMR中化学位移值δ最小的是：（D）(A)HNO2(B)COOCH3H(C)NMe2H(D)H22.下列氨基酸的等电点由大到小排列的顺序为：（C）共6页，第2页HNNHNH2NH2COOHa.HOOCCOOHNH2NNHNHCOOHCOOHNH2b.c.d.(A)dbca(B)cabd(C)acdb(D)bcda23.下列共振式对芳香族亲电取代反应活性中间体真实结构贡献最大的是：（B）(A)OMeHE(B)OMeHE(C)OMeHE(D)OMeHE24.下列哪个酯的水解反应速度最快：（D）(A)OEtOCl(B)OEtO(C)OEtO(D)F3COEtO25、对于吸收过程的传质单元数NOG，以下说法正确的是（A）。(A)是表示过程进行难易程度的参数；(B)其值越大过程越易进行；(C)是表示传质设备性能优劣的参数；(D)其值大设备性能差。26、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值(C)(A)与光滑管一样(B)只取决于Re(C)取决于相对粗糙度(D)与粗糙度无关27、湍流流体与器壁间的对流传热（即给热过程）其热阻主要存在于（C）。(A)整个流体内;(B)器壁内;(C)湍流体的滞流内层中;(D)流体湍流区域内。28、氨合成的反应温度为400—510℃，压力为15—20MPa，所使用的催化剂是（A）。(A)铁系；(B)锇系；(C)铬系；(D)铝系29、对于气—液相反应几乎全部在液相中进行的极慢的反应，为提高反应速率，应选用（C）装置。(A)填料塔(B)喷洒塔(C)鼓泡塔(D)搅拌釜三、简答题（共41分）1、（7分）(NPCl2)n高聚物的机械性能类似橡胶，故把它称为无机橡胶。请根据价键理论画出(NPCl2)3的结构式并解释N、P在其中的成键情况。PNPNPNClClClClClCl（3分）；P原子采取sp3杂化与周围四个原子形成四个σ轨道，还有一个电子在3d轨道上。N采取sp2杂化，与周围两个原子形成σ键，还有一个孤对电子对，还剩有一个p电子。P原子上的dπ电子和N原子上的pπ电子组成多中心离域π键。（4分）2．（3分）利用共沉淀法分离，对于微量组分的测定有何意义？与无机共沉淀剂相比，有机共沉淀剂有何优点？答：若含量过低难以测定，利用共沉淀法可使微量组分浓缩富集。有机共沉淀剂特点：引入不同功能团选择性高；体积大富集效果好；在灼烧时易除去，不干拢微量组分测定。3．（3分）在配位滴定中(如用EDTA作为滴定剂)为什么必须使用缓冲溶液？答：因EDTA和被测成分反应时不断释放H+，随着滴定的进行会使溶液的酸度变化，反应不能进行到底，所以常加入酸、碱缓冲溶液以维持溶液一定的酸度。4．（4分）有一浓度为2.0×10-4mol·L-1的某有色溶液，当采用b1=3cm比色皿测得A1=0.120，将其稀释一倍后改用b2=5cm的比色皿测得A2=0.200（λ相同），通过计算说明此时是否服从朗伯-比尔定律？答：假设此时符合朗伯—比而定律，A=εbc，则摩尔吸光系数ε1=4100.23120.0111−××=cbA=200ε2=4222100.15200.0−××=cbA=400λ相同时，ε1≠ε2，即此时不符合朗伯—比尔定律。5.（4分）日本东北大地震引发富岛核电站核事故。据悉泄露的核素主要是碘-131和铯-137。两种核素的衰变均可视为一级反应，其速率常数分别为1-6101−×s和1-10107.32−×s，通过计算说明：（1）如果核污染物衰减99.9%后可认为环境基本复原，自然消除两种核素所需要的时间。（2）富岛曾存留10万吨核污染废水，每吨废水的放射性活性约为10万亿（即1013）贝克勒尔，假定放射活性的70%源于碘-131，剩余为铯-137。请估算废水所含碘-131和铯-137的物质的量分别是多少？（说明：核素的放射性活性常以贝克勒尔表示，每秒钟1个放射性原子发生衰变，其活性记为1个贝克勒尔。）答：（1）此即一级反应的转化率为99.9%时所需时间，根据公式ykt−=11ln1可计算自然消除两种核素所需的时间：共6页，第3页碘-131：6.91×106s，即80天铯-137：9.437×109s，即299.2年(2)对于一级反应，其动力学方程可变形为：kteNN−=0，或dtNdNk/)(−=其中，N是t时间剩余的原子数，N0是起始原子数；k可理解为单位时间内（s）放射性核素的衰变概率。贝克数为每秒钟衰变的原子数，其值等于Bq=)1(00keNNN−−=−keBqNk1110≈−=−即：BqkN10=碘-131的原子数：231360107107.01000010101×=×××=−N个即1.162mol铯-1