第26届全国高中生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题 下载本文

对面形成的是δ键。那么,在上述具有Cr Cr五重键的化合物中,对其成键情况进行分析发现Cr原子的价层电子排布特点是其成键情况的决定因素,它利用其4s轨道去与相邻的C原子形成Cr-C σ键,5个d轨道形成五重键,其中两个铬原子的dz2轨道沿着z轴方向形成一个σ键。则轨道dx2-r2和dxy面对面形成两个____键,轨道dxz和dyz肩并肩形成两个____键。 19.(15分)氢能被视为21世纪最具发展潜力的绿色能源,其燃烧产物为水,无污染。氢

气燃烧的热值很高,为1.4×105 kJ·kg1,是汽油的三倍。它既可以通过燃烧产生热能,进而通过热机转化为机械功;也可以通过燃料电池直接转化为电功。热机的能量转换效率有一个理论上限——卡诺效率η=1-T低温/T高温;而燃料电池的能量转换效率在理想情况下为100%,据报道,目前的氢燃料电池的转化效率已达到85%以上,也就是说,大于85%的化学能可以转化为电能。 (1)写出酸式氢氧燃料电池的电极反应:

负极:__________________________,正极:__________________________, 电池反应:____________________________________________。

(2)设氢氧燃料电池效率为85%,则每消耗1kg氢气可提供的电能为________KJ。 (3)燃烧1kg的氢气所放出的热量,通过一个在高低温热源温度分别为1000K及300K 间工作的热机做功,可带动发电机发_________kJ电(设发电机效率为80%)。 20.(12分)工业合成氨与制备硝酸可采用如下流程进行联合生产:

(1)右图表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化。对于合成氨的反应 下列说法正确的是_____________ (填编号)。 a.该反应在任意条件下都可以自发进行

b.加入催化剂,能使该反应的E和△H都减小

c.若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分 别为K1、K2,则K1>K2

d.该反应属于人工固氮 (2)在800℃时,氨与氧气在氨氧化炉中反应的主要产物是NO和H2O。在实际生产

中氨的氧化率与混合气中氧氨比{氧气与氨气物质的量比,以γ[n(O2)/n(NH3)] 表示}的关系如下图所示。

①在实际生产中,将γ值维持在数值___________之间为好。 ②在实际生产中,通入氨氧化炉的是空气,若使氨的氧化率达到95%,应控制氨在氨、 空气混合气体中的体积分数约为___________ (设氧气占空气的体积分数为20%)。

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(3)由于二氧化氮不能被水完全吸收,因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作,使其充分转化为硝酸(如果不考虑生产过程中的其它损失)。 ①从理论上分析,要使氨气完全转化为硝酸,则原料氨气和氧气物质的量的投料比至 少为______________________。 ②如果按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行,所有物质 不与外界交换,则最后所得溶液的质量分数为___________。 ③循环操作的次数与二氧化氮生成硝酸的转化率具有一定的数学关系。计算一定量的 二氧化氮气体大约要经过_________次循环操作,才能使二氧化氮的转化率约为96%。 四、(本题共1小题,共12分) 21.(12分)阿司匹林能迅速解热、镇痛。长效缓释阿司匹林可在体内逐步水解而疗效更佳。用丙酮为主要原料合成长效缓释阿司匹林的流程如下图。

回答下列问题:

(1)上述合成化合物C的路线曾用作有机玻璃单体(2-甲基丙烯酸甲酯)合成路线的一 部分。现在人们利用最新开发的+2价钯的均相钯催化剂体系,将丙炔在甲醇和一 氧化碳存在下,于60℃、6MPa条件下羰基化,一步制得了2-甲基丙烯酸甲酯, 其化学方程式为 ;

如此改进的优点为 ;由B到C的反应类型为 反应。 (2)B、C的结构简式分别为:B_________________,C__________________。 (3)阿司匹林的结构简式为______________________。

(4)长效缓释阿司匹林结构简式为_________________________________。 五、(本题共1小题,共8分) 22.(8分)某天然碱可以看作是CO2和NaOH反应后的产物。欲测定该物质的成分,进行如下实验:

(1)称取质量为m的天然碱样品,加入100.00mL过量稀盐酸,产生标准状态下1763mL CO2气体。

(2)另称取同样质量的天然碱样品,在300℃下加热至分解完全,产生标准状态下CO2 293.8mL和1.180g水。

试通过计算,确定天然碱的化学式,并计算m的数值。

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