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1、6 2化学教育2 0 0 6 年第4 期2 0 0 6 年全国高中学生化学竞赛理论试题参考答案上海化学化工学会复旦大学化学系第1 题l 一1 A ：N a 2 W ( ) ；B ：H 2 W 0 4 或w 0 3 H 2 0 ；C ：W 0 3( 1 ) 4 F e W 0 4 ( s ) + 8 N a o H ( 1 ) + 0 2 ( g ) 一4 N a 2 W 0 4 ( 1 )+ 2 F 。2 0 3 ( s ) + 4 H 2 0 ( g )2 M n W 0 4 ( s ) + 4 N a o H ( 1 ) + 0 2 ( g ) 一2 N a 2 W 0 4 ( 1 )+
2、2 M n 0 2 ( s ) + 2 H 2 0 ( g ) ( 产物写成M n 2 0 。或M n 3 0 4 也可)( 2 ) N a 2 W ( ) a ( a q ) + 2 H C l ( a q ) H 2 W 0 4 ( s ) + 2 N a C l( a q )( 3 ) H 2W 0 4 ( s ) 一W 0 3 ( s ) + H20 ( g )1 2 1 2 w 0 。( s ) + 3 c ( 石墨) 2 w ( s ) + 3 c 0 2 ( g ) 2 反应在2 9 8 1 5 K 时的标准焓变、标准熵变和标准自由能变化分别为：H 8 一乏u f H 未一 2
3、o + 3 ( 一3 9 3 5 1 ) 一2 ( 一8 4 2 8 7 ) 一3 o k J m o l 一5 0 5 2 1l 【J m o lS 9 一u S 。一r 2 3 2 。6 4 + 3 2 1 3 。6 4 2 7 5 。9 0 一35 7 4 J m o l - 1 K 1 5 3 7 1 8 J m 0 1 1 K 1G 。一H 。一丁S 8 一 5 0 5 2 1 2 9 8 1 5 5 3 7 1 8 l o O o k J m o l 一3 4 5 0 5k J m o l2 9 8 1 5 K 时反应的标准自由能变化是正值，说明此反应不能在该温度下自发进行。当温度
4、T 5 0 5 2 1 1 0 0 0 5 3 7 1 8 K 一9 4 0 4 9 K 时，反应才有可能发生。1 3 因为钨的熔点很高。不容易转变为液态。如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨( w c ，w ：C ) ，不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题。方程式为：w 0 3 ( s ) + 3 H 2 ( g ) w ( s ) + 3 H 2 0 ( g )l 一4 ( a ) 仲钨酸根 H ：w 。2 0 。2 ”一图( a ) ：展现在画面上的1 2 个钨氧八面体的氧原子通过共顶共边排成图中所示的6 ：1 5 ：1 5
5、：6 四层结构。共有氧原子6 + 1 5 + l s + 6 4 2 个，所以图( a ) 是仲钨酸根 H 2 w 。o 。： ”一的结构。l 丑】( b )( c 】图( b ) ：结构应含1 0 个钨氧八面体，它们的氧原子通过共顶共边排列成1 ：4 ：9 ：4 ；9 ：4 ：1 的层状结构。共有氧原子l + 4 + 9 + 4 + 9 + 4 + 1 3 2 个。因钨氧八面体不足1 2 个，图( b ) 不会是仲钨酸根的结构，而是十钨酸根w 。0 3 f的结构。图( c ) 图中有1 2 个钨氧八面体，形成了4 个有3 个八面体共顶又共3 条边的w 。0 ，。单元，每个w 。0 。单元的外
6、侧面有6 个氧原子，内侧面有7 个氧原子。4 个w 。0 。单元又通过共用内侧面周边的氧原子形成四面体结构，四面体的每条边上共用2 个氧原子，6 条边共用氧原子为1 2 个。所以氧原子总数为4 1 3 1 2 = 4 0 个，图( c ) 应当是偏钨酸根 H ：w 。20 。 ”的结构。】一5 1 已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为o 7 9 8 5 ；氧的质量分数即为l o 7 9 8 5 一o 2 0 1 51 o o o g 化合物中含钨原子和氧原子的量分别为：竹w 一0 7 9 8 5 1 8 3 8 4 4 3 4 3 1 0 1m o l”o O 2 0 1 5 1 6 O O 一1
7、2 5 9 l O _ 3m o l化合物中钨和氧的计量比为：”。：”o 一4 3 4 3 1 0 1 3：1 2 5 9 1 0 _ 3 1 ：2 9 0即在化学式w o 。一中：3 一z 一2 9 0 ，所以z 值为：T 一32 9 0 一O 1 0 2 把+ 5 价钨的氧化物和+ 6 价钨的氧化物的化学式分别写成w 0 ：。和w 0 3 ，设蓝色氧化钨的组成为z W 0 z ；y W ( ) 。一W 0 2 9 。，所以有z+ y 一1 ；2 5 z + 3 y 一2 9 0解上述联立方程得：z o 2 0 ；y o 8 0所以蓝色氧化钨中五价和六价钨的原子数之比为：咒w ( v ) 行
8、w ( v ”一z y O 2 0 O 8 01 4 一O 2 5第2 题0000lI|fIl( 1 ) H o 一P P _ 一o H( 2 ) H ( ) _ 一P _ 一o 一P - 一O HO H ( ) HHo H( 4 ) 或( 3 )( 5 ) H 4 P 2 0 6 + H 2 0 H 3 P 0 4 + H 3 P 0 3( 6 ) 2P + 4N a C l 0 + 2N a o H N a 2 H 2 P 2 0 6 + 4N a C l( 7 ) 通过H 型阳离子交换树脂第3 题3 1 2 M n 0 0 H M n 2 0 3 + H 2 01 2 M n 2 0 3
9、 + C H 4 8 M n 3 0 4 + C 0 2 + 2 H 2 0或3 M n 2 0 3 + 0 2 5 C H 4 2 M n 3 0 4 + O 2 5C 0 2 + O 5H2 03 2 1 不同价态锰的氧化物同草酸之间反应的化学方程佣oo 卜1 明。= 薯一H，O0 P 04卜或) I I 计城。_ 十叫 万方数据2 0 0 6 年第4 期化学教育6 3式：M n 2 0 3 + C 2 0 ；一+ 6 H + 一2 M n 2 + + 2 C 0 2 + 3 H 2 0M n 0 2 + C 2 0 ；一十4 H + 一M n ”+ 2 C 0 2 + 2 H 2 0或M
10、 n 2 0 3 + H 2 C 2 0 4 + 4 H + 一2 M n 2 + + 2 C 0 2 + 3 H 2 0M n 0 2 + H 2 C 2 0 4 + 2 H + 一M n 2 + + 2 C 0 2 + 2 H 2 0或M n 2 0 3 + H 2 C 2 0 4 + 2 H 2 S ( ) 4 2 M n S 0 4 + 2 C 0 2 + 3 H 2 0M n ( ) 2 + H 2 C 2 0 4 + H 2 S 0 4 一M n S 0 4 + 2 C 0 2 + 2 H 2 0高锰酸钾滴定剩余还原剂的化学方程式：2 M n 0 _ + 5 C 2 ( ) ：一+
11、 1 6 H + 2 M n 2 + + 1 0 C 0 2 + 8 H 2 0或2 M n o r + 5H 2 C 2 0 4 + 6 H + 一2 M n ”+ 1 0 C 0 2 + 8 H 2 0或2 K M n ( ) 4 + 5H 2 C 2 0 4 + 3 H 2 S 0 4 2 M n S 0 4 + K 2 S 0 4 +1 0 C 0 2 + 8 H 2 0 2 试样中含二价锰Xm m o l ，三价锰ym m 0 1 ，四价锰Zm m o lX 一日1 6 1 ；y + 2 Z 一2 口26 2 5 n 36 3 ；X + y + Z = n 1 6 4 解方程式后，得
12、X 、y 、Z 为：X n 16 1 ；y 一2n 】玩一2 n 16 1 2 n 2 6 2+ 5 n 3 6 3 ；Z = ：2 n 2 6 2 5 口3 6 3 + n 1 6 l n 1 6 4第4 题4 1 2 C a C 0 3 ( s ) + M 9 2 + ( a q ) 一C a M g ( C 0 3 ) 2 ( s ) +C a 2 十( a q )4 2 1 1M g ，2C a ，3o ，4C ，50 ，6C a ，7M g 2 连接关系如下图所示。4 3 M g ( o H ) 2 + C a ( 0 H ) 2 + 3 C 0 2 一M 9 2 + + 2 H C
13、 0 ；+ C a C 0 。+ H 2 ( )K 一堕茅一5 5 0 1 0 一6 5 6 1 1 0 一12 ( 4 3 0 l O 一7 ) 3 5 6 1 1 04 9 6 1 0 9 ( 1 O 1 0 1 4 ) 42 7 7 1 0 ”4 4 在溶液中c 0 。与H C 0 f 和c 0 ；一存在的平衡关系是：C o ；一+ C 0 2 + H 。O 一2 H C ( i一 旦堡Q 至 ! 一 旦曼Q 互 E 坚：3 蔓g Q 王3 一鱼“ c o 。 c 0 ；一 c o 。 c o ；一 H + K 。z C o l _ _ 瓣现有 M 9 2 + 一o 5 H C O f
14、一o 1 0 0m o l L ，要求不生成M g C 0 。沉淀，则 C 0 2 - 一器豢间z ，警我等等一O 1 0 0 ( O 1 0 0 2 ) 2 5 6 l l O6 8 2 l O 一6 4 3 0 1 0 一77 6 5 1 0 - 2 m o l L觚等l o o _ 2 2 3 ( k P a )又要求 C a ” 不大于l o ，则脚一黜高脚瓜鼍警2贮糍害篝黑等等坐砘蛐删几4 9 6 1 0 一9 4 3 0 1 0 一7。p m ：暑蒜笔1 0 0 = 3 0 6k P a故c o z 压力应控制在2 2 3k P a p c o 。3 0 6k P 84 5 轻质碳
15、酸镁的化学式：3 M g C 0 ，M g ( 0 H ) z 3 H z 0具体推导：样品高温分解后固体8 ，0 6g 是M g o帅一鬻_ 0 2 0m o lm ( ) 2 = 蓊_ o 1 5m o lnn = 堡堑曼尝姜盟里丝一o 2 0m o l行H 2 ( = 丽巧一一u z um 0 1玎M “0 3 一”c ( 2 一O 1 5m o l”M g o H 2 一咒M 9 0 一”c 0 2 一O 0 5m 0 1 H ，o 一H ，o 一行M g ( o H ) 7 一O 1 5m o l打M g c ( 】，2 托M g ( ( ) H ) ，： H ，o O 1 5 ：0
16、 0 5 ：O 1 5 3 ：1 。3第5 题C 0 0 H5 1 - 手性碳构型如图。嚣二匿暑H命名：( 2 R ，3 R ) 心，3 0 H 半HC o o H二羟基丁二酸5 2 L 一( + ) 一酒石酸菲对映异构体的F i s c h e r 投影式，( 非C 0 0 HF i s c h e r 投影式不得分) 。没有旋光性。H _ 厂O HH + 0 HC 0 0 H解释：因为分子中有对称面，为非手性分子。或答内消旋体。5 3 a ：2 E t 0 H H +b ：( C H 3 ) 2 C ( 0 C 2H s ) 2 H + 或( C H 3 ) 2 C 一0 H +c ：L
17、i A l H 。T H Fd ：2T s C l 吡啶e ：2P h 2 P L i T H F5 4 万方数据6 4 化学教育2 0 0 6 年第4 期第6 题6 1 化合物E 、F 、G 、J 、K 、L 、M 和N 的结构式如下：6 2 化合物J 与K ( 或J 与L ) 之间是互变异构关系。K 与L 之间是构造异构关系( 或同分异构等) 。6 3 主要原因是：这几个化合物为多羟基化合物，能形成分子间氢键，蒸气压较低。故不被蒸出。第7 题7 1 1 是金刚石结构。结构如上图所示： 2 该沸石所属点阵类型为立方面心，晶胞内含8 个8笼。 3 因为每个晶胞内含8 个p 笼，每个p 笼有2
18、4 个S i 原子和4 8 个O 原子，因此晶胞中原子数分别为S i ：1 9 2 ，O ：3 8 4 4 晶体密度计算：J D 一号一坚g 兰鼍掣一百_ 石互j ；i ；i ? ；精k g m 3 一a 。k g d m 36 0 2 1 0 3 1 0 3 ( 2 3 4 1 0 一9 ) 3 一剖。一引7 2 1 此晶胞s i 0 2 数为s i ：8 寺+ 6 x 专+ 4 8 ；o ：82 1 6 ，即此晶胞共含有8 个S i 0 ：晶胞中S i 0 2 的总质量：m 一( M + M o 2 ) 8 一! 呈：= ：；：；j ；i ；掣k g 一7 9 7 1 0 z sk g百西
19、灭面丐矿k g 一7 97 x l o “k g晶胞的体积：V 一( A B ) 3 = ( 圭A E ) 3 一( 2 3 1 1 6 2 31 0 1 0 2 ) 3 4 1 9 1 0 一2 8 m 3晶体密度：mP 一可一掰k g 4 1 9 1 0 一“m 一3 1 9 0k g d m 一3该晶体密度一1 9 0k g d m 。 2 沸石晶体的密度明显小于石英晶体的密度，说明沸石晶体具有多孔的结构特征。7 3 椎。以A 。心s ；剞、l 芦窀芦骛声文j7 4 1 反应网络中有3 个热力学上相互独立的化学反应。 2 反应1 平衡常数与对、间、邻二甲苯的含量z ，y ，z 的关系式为
20、：K 。一蒂等蒜 3 反应平衡常数的具体计算公式：f H 。一”r H 二一( 1 7 ，9 5 2 4 1 8 2 ) 一( 5 0 O O 一2 0 1 1 7 ) 一一7 2 7 0k J m o l，S 。一口S ：一( 3 5 2 4 2 + 1 8 8 7 2 ) 一( 2 3 7 7 0 + 3 1 9 7 4 ) 一一1 6 3 0J m o l 1 K 1，G 。一，e 一丁，S e 一一7 2 7 0 1 0 3 5 0 0 ( 1 6 3 0 ) 一一6 4 5 5k J m o l，G 。一一R T l n K 。；l n K 8 一一( 一6 4 5 5 1 0 3
21、) ( 8 3 1 4 5 0 0 ) 一1 5 。5 2 8K 8 5 5 4 1 0 67 5 反应的主要产物是对二甲苯。因为只有对二甲苯最小直径小于沸石孔径，因而可以从沸石孔中脱出。而生成的问、邻二甲苯的最小直径大于沸石孔径，扩散困难，因而将在沸石笼中继续发生异构化反应，转变为对二甲苯。随着反应不断进行，二甲苯异构化反应平衡一直向生成对二甲苯方向移动。( 根据苯和甲苯的构型数据可估计3 种二甲苯的最小和最大直径分别为对二甲苯：o 5 9n m 和o 8 8n m ；邻二甲苯：0 6 8n m 和0 6 8n m ；问二甲苯：0 6 8n m 和O 7 6n m )第8 题8 1 从原子利
22、用率的角度看，a 路线较有利。因在a 反应中：H 2w t 一4 2 0 2 ( 4 6 1 + 1 8 O ) 1 0 0 一8 0 8 6 4 1 1 0 0 一1 2 6 在b 反应中：H 2w t 一3 2 0 2 ( 4 6 1 + 1 6 O ) 1 0 0 一6 0 6 6 2 1 l O O 一9 8 从热力学的角度看，b 路线在热力学上有利。a 反应：rG e 一r H 。一T ，S 。一v ，H ：一丁v S 备一 4 x o + 2 ( 一1 l o 5 2 ) 一( 一2 3 4 8 0 ) 一( 一2 4 1 8 2 ) k J m o l一2 9 8 1 5 ( 4
23、 1 3 0 6 8 + 2 1 9 7 5 6 2 8 1 6 2 1 8 8 7 2 ) 1 0 0 0 k J m o l 一 2 5 5 5 8 1 3 3 4 2 k J m o l 一1 2 2 1 6k J m o lb 反应：。G 。一，H 8 一T ，S 。一 3 o 十2 ( 一1 l o 5 2 ) 一( 一2 3 4 8 0 ) 一o 5 o k J m o l 一2 9 8 1 5 ( 3 1 3 0 6 8 + 2 1 9 7 5 6 2 8 1 6 2 一o 5 2 0 5 1 5 ) 1 0 0 0 ) k J m o l 一 1 3 7 6 1 2 0 1 4
24、 k J m o l 一一1 0 6 3 8k J m 0 1 o8 2 c 反应：r H 。一v r H ：一 5 o + 2 x ( 一3 9 3 5 1 ) 一 ( 一2 3 4 8 0 ) + 2 ( 一2 4 1 8 2 ) + o 5 o k J m o l 一一6 8 5 8k J m o lr G 0 一，H 。一T r S 。一( 下转封3 ) 万方数据( 上接第6 4 页) 一6 8 5 82 9 8 1 5 ( 5 1 3 0 6 8 + 2 2 1 3 6 4 2 8 1 6 2 2 1 8 8 7 2 0 5 2 0 5 1 5 ) l o o o k J m o l
25、 一 一6 8 5 8 9 5 1 2 k J m o l 一一1 6 3 7 0k J m o l ，0 7 0 谤0 7 0 ? o ，o ，o - o ：o n 7 0 = 9 0 7 0 7 0 _ 7 0 7 0 ，曲0 7 谤o _ ) o _ 7 0 7 0 ，0 7 0 7 0 7 0 7 - o ，o 7 0 7 - o ，b化学教育征稿简则1 来稿要求立意新颖、内容翔实、论点明确、材料可靠。2 作者应保证对稿件内容拥有合法的著作权，不允许一稿两投，本刊不承担由于作者本人原因造成的著作权纠纷的任何连带责任。3 来稿篇幅，一般不超过3 0 0 0 字。文章需在正文前加1 0 0
26、 字3 0 0 字的中文摘要和3 个5 个词语以内的关键词，“化学与社会”、“知识介绍”、“专论”栏目中的文章正文后还需附与中文内容相同的英文文题、作者姓名及单位、摘要和关键词。4 稿件要求文字通顺，书写规范。文章层次、段落要分明。文章标题下为作者姓名、工作单位、城市、邮政编码。并在脚注中添加联系人的电话、电子邮箱地址( 请务必注明，以便我们和您联系) ，多位作者时用“* ”号标明联系人。各级标题一律用阿拉伯数字连续编号，从左顶格编起，二、三级标题编号数字之间用下圆点“”相隔，最末数字后面不加“”，例如“1 ”，“1 1 ”，“1 1 1 ”。5 插图和化学结构式，请用计算机绘图软件绘制，图像
27、要求单独保存为3 0 0 线T l F 格式文件，图中要求文字清晰，大小合适，线条粗细合适，清楚圆润，仪器设备要求比例合适。图题在图下方，图内文字需大小合适。表格请制成三线表，表题在表格上方。图、表应放在相关文字附近。6 物理量、科学单位和符号一律采用国家技术监督局1 9 9 3 1 2 1 7 批准实施的国际单位制及其应用国家标准。7 作者投稿最好用激光打印机打印的稿件，用w o r d 格式( d o c ) 录入，小4 号字排版。8 参考文献选摘最新、最主要的列入。未公开发表的请勿引用。文献在正文中的引用应将序号写在文字右上角方括号内，且按文内出现的顺序编号。参考文献著录项目、顺序及符号
28、为：图书： 序号 作者书名版次( 初版不写) ，出版地点：出版单位，年：起页一止页例如： 1 刘知新化学教学论第3 版，北京：高等教育出版社，2 0 0 4 ：3 5 4 0期刊： 序号 作者刊名，年，卷( 期) ：起页一止页。例如： 1 王磊，李慧珍，徐萍等化学教育，2 0 0 4 ，2 5 ( 1 1 ) ：1 41 8厂2 V a k e r s o nVI ，V a s i n aTV ，I a f e rI ，le ta 1 C a t a l I 。e t t ，1 9 8 4 ，3 ( 4 ) ：3 3 9 3 4 3论文集： 序号 作者论文集名出版单位，年：起页一止页。专利：
29、序号 专利申请者国别专利文献号年网络文献： 序号 网址题名下载年一月一日报纸文献： 序号 作者题名报纸名，年月日( 版次)多名作者在第三人称后加“等”或“e ta 1 ”。作者名之间用“，”分隔。9 来稿一式两份。文责自负，不允许一稿两投。作者请自留底稿。恕不退还原稿。稿件的审理情况会在编辑部网站( h t t p ：w w w hX j y o r g ) 上发布，请作者自行查询，对于不被录用的稿件，本刊不再发退稿通知，请作者自行处理或转投他刊。审稿周期一般为3 个月。l O 对录用的文章本刊将发录用通知单，并有权对拟刊用稿件进行必要的修改，刊出时将收取版面费。稿件刊出后，赠送该期刊2 册，
30、并支付稿酬。作者若无特殊声明，将视为同意将网络传播权及电子发行的权利授予本刊，本刊一次性给付的稿酬中已包含上述授权的使用费。1 l 来稿请直接寄给化学教育编辑部，请勿寄给个人。本刊暂不受理电子投稿。通讯地址：1 0 0 8 7 5 北京西区，北京师范大学化学学院，化学教育编辑部。电话( 传真) ：( 0 1 0 ) 一5 8 8 0 7 8 7 5咨询e - m a i l ：h X j y - j c e 2 6 3 n e t 万方数据2006年全国高中学生化学竞赛理论试题参考答案2006年全国高中学生化学竞赛理论试题参考答案作者：上海化学化工学会， 复旦大学化学系作者单位：刊名：化学教育英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION年，卷(期)：2006，27(4)被引用次数：0次 本文链接：http:/