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1、99年竞赛理论试题：第1题：纳米粒子是指粒径为1至100nm的超细微粒，由于表面效应和体积效应，纳米粒子常有奇特的光、电磁热性质，可开发为新型功能材料。人工制造纳米材料的历史至少可追溯到1000多年前。中国古代铜镜表面的防锈层，经试验证实为氧化锡纳米粒子形成的薄膜。分散质微粒的直径大小在1至100nm之间的分散系叫胶体。胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一，其关键是“促进成核、控制生长。”用该方法制备纳米Cr2O3的过程如下：CrCl3溶液Cr2O3xH2O沉淀Cr2O3xH2O 水溶胶 Cr2O3有机溶剂纳米Cr2O3（DBS* 十二烷基磺酸钠）回答下列问题：1-1、 加稀盐酸起什么作用？
2、盐酸加多或加少了将会怎样影响Cr2O3的产率？1-2、 为什么形成Cr2O3水溶液可以阻止粒子长大？1-3、 用示意图描绘Cr2O3胶粒加DBS*所得产物结构特征？1-4、 为什么有机溶剂可以把Cr2O3萃取出来？萃取的目的是什么？1-5、 DBS直接排入水体会给环境造成何种影响（举1，2点）？已知DBS能够进程生物降解，其降解的最终产物是什么？第2题：东晋葛洪所著抱朴子中记载有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。“曾青”是硫酸铜。这是人类有关金属置换反应的最早的明确记载。铁置换铜的反应，节能无污染，但因所得的镀层疏松不坚固。通常只用于铜的回收，不用做铁器镀 铜。能否把铁置换铜的反应开发成镀铜的工艺呢
3、？从化学手册上查到如下数据:电极电势： ； ； 平衡常数： 回答下列问题：2-1、造成镀层疏松的原因之一可能是夹杂固体杂质。为证明这一设想，设计了如下实验：向硫酸铜溶液加入表面光洁的纯铁中。请写出4种可能被夹杂的固体杂质的生成反应方程式（不必写反应条件）2-2、设镀层夹层为CuOH（固），实验镀槽的PH=4，CuSO4的浓度为0.04mol/L,温度为298K，请通过化学计算说明在该实验条件下，CuOH是否生成。2-3、提出三种以上一直副反应发生的（化学的）技术途径，不必考虑实施细节，说明理由。第3题 在298K下，下列反应的依次为正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为463.7，130.6，5.6
4、94JK-1mol-1。设正辛烷和氢气为理想气体，向3-1、298K下，由单质生成1mol正辛烷的反应的平衡常数，给出计算过程。3-2、增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什么？3-3、升高温度对提高产率是否有利？为什么？3-4、若在298K及101.325KPa下进行，平衡气相混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.1？3-5、若希望正辛烷在平衡气相混合物中的正辛烷的摩尔分数则在298K，需要多大的压力才行？给出计算过程。第4题、在含有缓冲介质的水溶液中，300K时，研究某无机物A的分解效应：。假定气态产物B在水中不容，有以下实验事实：4-1、固定A溶液上部的体积，在不同时间t下测定产物B气体
5、的分压p，p和t 的数据满足方程，式中为时间足够长时，A（l）完全分解所产生的B（g）的分压，为一常数。4-2、改变缓冲介质，在不同pH下进行实验，作图，可得一条斜率为-1、截距为的直线。K为实验速率常数。请回答下列问题：（1） 从上述实验结果出发，试求该反应的实验速率方程。（2） 有人提出如下反应机理：式中k1，k-1，k2分为为相应基元反应速率常数，你认为上述反应机理与实验事实是否相符，为什么？ 参考答案：第1题：1-1、1）将“表面” Cr2O3xH2O溶解产生Cr3+，使“胶粒”带正电荷。 2）多加盐酸：溶解产生大量的Cr3+，“溶胶少”， Cr2O3产率低。 3）少加盐酸：产生的Cr
6、3+太少，在“胶核”上难以形成保护层，得不到稳定的胶体，最终产率低。1-2、1）Cr2O3xH2O“胶粒”带正电荷，产生静电排斥。 2）“胶粒”带电形成的水化膜，可阻止粒子在碰撞中聚结变大。1-3、Cr2O3xH2O/ Cr3+/1-4、1）带电“胶粒”被DBS包覆后带上了憎水基。 2）通过相转移，清除了无机粒子的干扰。1-5、1）降解中消耗水中的O2，使水质变坏，它易形成泡沫覆盖于水面，使水中的溶解氧减少；危及水生物及鱼类的生存等 2）最终产物为CO2+Na2SO4。第2题2-1、（每个方程式0.25分，杂志0.25分）注：（1）写出Cu2+与Fe得到Cu（I）等等反应者，只要正确不扣分。
7、如： （2）方程式未配平或配平错误均不得分。2-2、正方向自发或（设（最大值允许）正方向自发或注;（1）解法（1）（2）任选一种。 （2）方程式未配平或配平错误均不得分。 （3）如果仅答案对，缺少表达式和有关数据的代入，必须扣一半分。 （4）由题目所给的数据回答计算问题才能得分。第3题3-1、将8式（2）+9式（3）-式（1）得3-2、 当压力不高时，为常数，Kx随总压的增加而增大，固有利于正辛烷的生成。3-3、3-4、若x（C8H18）=0.1 则 故x（C8H18）不能达到0.13-5、若使x（C8H18）=0.5， ，求得p=499KPa第4题4-1、 在缓冲溶液中反应H+为常数 若 与
8、实验相符 n=1，=1 为准一级反应 已知lg（）pH作图为一直线， 斜率为-1，=1 则有 与实验事实相符。 4-2 总反应速率：，稳态近似： 2000年竞赛理论试题第1题第2题 已知： 原电池H2（g）| NaOH（aq） | HgO（s），Hg（1）在298.15K下的标准电动势=0.9260V 反应 （1） 物质Hg (1)HgO (S)O2 (g)77.173.2205.02-1、写出上述原电池的电池反应与电极反应（半反应）2-2、计算反应HgO(S)=Hg (1)+1 / 2O2 (g)在298.15K下的平衡分压p(O2)和2-3、设反应的焓变与熵变不随温度而变，求HgO(S)在
9、空气中的起始分解温度第2题 超氧化物歧化酶SOD（用E表示）是生命体中的“清道夫”在它的催化作用下，生命体代谢过程产生的超氧离子不至于过多寄存而毒害细胞。，今在SOD的浓度为c0(E)=0.40010-6molL-1，pH=9.1的缓冲溶液中进行动力学研究。在常温下测得不同超氧离子浓度，C(O2-)下超氧化物歧化酶歧化反应的反应速率如下:c(O2-)/ molL-1 7.6910-6 3.3310-5 2.0010-4/ molL-1S-1 3.8510-3 1.6710-2 0.1002-1、依据测定的数据，确定歧化反应在常温下的速率方程，=kCn(O2-)的反应级数n。2-2、计算歧化反应
10、速率常数k，要求给出计算过程。2-3、在确定了上述反应速率常数基础上，有人提出了歧化反应机理如下： 其中E-为中间物可视为自由基，过氧离子的质子化速度极快的反应可不予以讨论。试由上述反应机理导出时间得出的速率方程，请明确指出推到过程所作的假设。2-4、设k2=2k1，计算k1和k2要求给出计算过程。参考答案：第1题1-1、电池反应：电极反应（-）：电极反应（+）： 1-2p(O2)=0.21101.3KPa HgO开始分解 第2题2-1、首先根据题给出和c(O2)的数据确定反应级数和速率常数k。2-2、2-3、 假设第一个基元反应为速控步骤，总反应的速率将由第1个基元反应速率据顶，则：=kc(
11、E)c(O2-)。假设SOD的负离子E-的浓度时据胡不变的，则：c(E)= c0(E)- c(E-)，在反应过程中是一常数。 故：k=k1c(E)，=kc(O2-)与实验结果一致。 第二个反应在形式上与第一个反应相同，因此若设第二个反应为速控步骤得到相同的结果。（考虑到4小题给出k2=2k1，第一个反应速率慢，为速控步骤。）2-4、=kc(E)c(O2-)= k1 c0(E)- c(E-) c(O2-)（1） c(E-)的生成速率等于消耗速率，故有： k1 c(E)c(O2-)- k2c(E)c(O2-)= k1 c0(E)- c(E-) c(O2-)- k2c(E-)c(O2-) =0 （2
12、）将k2=2k1，代入（2）式中，则：k1c0(E)c(O2-)- k1c(E-)c(O2-)-2 k1c(E-)c(O2-)=0c(E-)=（1/3）c0(E)代入（1）式得：=（2/3）k1c(E)c(O2-)又知=kc(O2-)，两式比较：k=（2/3）k1 c0(E)k1=（2/3）k1 c0(E)=3501/20.40010-6=1.88109mol-1ls-1k2=3.76109mol-1ls-12001年竞赛理论试题第1题 绿矾（化学式FeSO47H2O）是硫酸法生产钛白粉的主要副产物，每生产1吨钛白粉，副产4.55.0吨绿矾，目前全国每年约副产75万吨，除极少量被用于制备新产品
13、外，绝大部分作为废料弃去，对环境早场污染。因此开发综合利用明矾的工艺，是一项很有意义的工作。某研究者提出如下图所示的绿色工艺流程。 其中B是氯化物，C是不含氯的优质钾肥，D是一种氮肥，E是红色颜料；A、B、C、D均是盐类，E和F是常见的化合物。该工艺实现了原料中各组分的利用率均达94%以上，可望达到综合利用工业废弃物和防止环境污染的双重目的。1-1、 写出A、B、C、D、E、F的化学式1-2、 写出反应（1）、（2）、（3）的化学反应方程式1-3、 指出反应（3）需要加入DFA（一种有机溶剂）的理由1-4、 判断DFA是否溶于水第2题 NO是大气的污染物之一。它催化O3分解，破坏大气臭氧层；在
14、空气中易被氧化为NO2，氮的氧化物参与产生光化学烟雾。空气中NO最好允许含量不超过5mg/L。为此，人们一直在努力寻找高校催化剂，将NO分解为N2和O22-1、用热力学理论判断NO在常温常压下能否自发分解（已知N2、NO和O2的解离焓分别为941.7、631.8和493.7KJ/mol）2-2、有研究者用载负Cu的ZSM-5分子筛作催化剂，对NO的催化分解获得了良好效果。实验发现，高温下，当氧分压很小时，Cu/ ZSM-5分子筛作催化剂，对NO的催化分解获得了良好效果。实验发现，高温下，当氧分压很小时，Cu/ ZSM-5催化剂对NO的催化分解为一级反应。考察催化剂活性常用如下图所示的固定床 反应装置。反应气体（NO）由惰性载气（He）代入催化剂床层，发生催化反应。某试验混合气中NO的体积分数为4.0%，混合气流速为4.0103cm3/min（已换算成标准状况），673K和723K时，反应20秒后，测得平均
