寧波市化學競賽題目

1、寧波市化學競賽題目1目前唯一具有工業(yè)規(guī)模的合成固氮方法是：N2（g）3H2（g）2NH3（g）H092.4kJmol1。雖然這個反應是放熱反應，但為HYPERLINK/zuowen/shenme/t/huaxue/_blank什么這種方法效率比較低。2在一定條件下，合成氨反應達到平衡后，混和氣體中NH3的體積占25%。若反應前后條件保持不變，則反應后混合氣體的密度與原反應物氣體密度的比值為。3生物固氮是指生物體內的固氮菌（如大豆根瘤菌、巴氏梭菌和棕色固氮菌等）通過固氮酶的作用在常溫常壓下將空氣中的氮氣轉化為含氮化合物：N28H8e16MgATP16H2O16MgADP16H3PO4H2N2NH

2、3H24如今采用SCY陶瓷固體電解質的電化學合成氨裝置，該裝置以具有良好機械強度和高質子導電性的SrCe0.95Yb0.05O3陶瓷（SCY）制成的封底內筒和石英外筒組成。在SCY陶瓷內筒底部的內外壁各沉積約1.3cm2的多孔多晶鈀作為電極，陰極的真實催化表面積約80cm2。將該+裝置的底部置于加熱爐內保持570的高溫。將用He稀釋的氮氣（氮氣含量1.8%）通入陶瓷內筒，將氫氣通過陶瓷內筒和石英外筒間的空隙，構成下述電池：H2(g)(Pd)SCY(Pd)N2He(g)。（1）新法合成氨的電解池中_（填“能”、“不能”）用水溶液作電解質，原因是1_；（2）請寫出陰陽電極反應式和總反應式。第ii題

3、（5分）無機膠粘劑是人類歷史上使用最早的一種膠粘劑，如石灰、水泥、硅酸鈉、石膏等，近四十年來，磷酸、CuO膠粘劑，耐熱性好，高溫狀態(tài)下也有很高粘接強度。用此膠粘劑黏結鐵、鋁等材料，磷酸、CuO在金屬表面發(fā)生一系列反應，金屬表面部分溶解，同時金屬銅沉積，使被粘物黏結，寫出可能發(fā)生的一系列離子反應方程式！第iii題（10分）1寫出Fe3和I在溶液中的反應現(xiàn)象和反應方程式。2有足量F時，F(xiàn)e3不和I反應。請說出原因。3往1的溶液中加足量F，有什么現(xiàn)象？原因何在。4在足量2molL3 HCl溶液中加Fe3、I、F。請說出反應現(xiàn)象，它可能和實驗2的現(xiàn)象有何不同？第iv題（10分）鈦酸鍶系電子陶瓷是以Sr

4、TiO3、(Sr1xCax)TiO3、(Sr1xBax)TiO3、(Sr1xPbx)TiO3、(Sr1xyBaxPby)TiO3等為基體的陶瓷材料，具有介電損耗小、色散頻率高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，廣泛應用于高壓電容器、晶界層電容器、壓敏電阻、熱敏電阻及其它電子元件。1用溶膠凝膠法制備鈦酸鍶系電子陶瓷粉方法的關鍵是制得均質的凝膠，凝膠的形成是由于體系中生成了多聚物，如Ti(OH)x(OAC)y、Ti(OC4H9)x(OAC)y、TinO2n(xy)/2(OH)x(OC4H9)y等。鍶離子因靜電作用均勻的吸附在凝膠主體中，在煅燒過程中反應生成鈦酸鍶。寫出凝膠的形成機理：原料有Ti(OC4H9)4、H

5、OAC和水。2水熱反應制備鈦酸鍶粉末還有一種酸堿反應機理：鈦烴氧化物Ti(OC2H5)4首先水解形成Ti(OH)62，然后與堿土金屬陽離子Sr2中和，寫出離子方程式。第v題（7分）在一定條件下，醇和醛能發(fā)生如下的反應：ROHRHROR產(chǎn)物統(tǒng)稱半縮醛（具有OC結構）1已知葡萄糖溶液中，葡萄糖以鏈狀分子和六元環(huán)半縮醛分子兩種同分異構體形式平衡共存，相互轉化。請寫出葡萄糖環(huán)狀分子的結構簡式：2聚乙烯醇(C2H4O)n與甲醛能發(fā)生上述類似反應后縮合脫水，生成含有六元環(huán)狀結構的維2尼綸(C5H8O2)n，寫出聚乙烯醇與甲醛反應合成維尼綸的化學方程式（有機物寫結構簡式）。3半縮醛能繼續(xù)與醇反應生成縮醛，寫

6、出乙醇和乙醛在催化劑作用下所生成縮醛的結構簡式?？s醛又能水解為醛和醇，分析這兩個反應在有機合成中有何重要意義。參考答案第i題（12分）1該反應是在以鐵為主要成分的多組分催化劑存在的條件下進行的可逆反應。雖然在298K反應的標準平衡常數(shù)高達6.8105，但反應速率幾乎無法察覺，為提高反應速率并使催化劑處于最佳活性溫度，工業(yè)合成反應通常在430480下進行，此時由于受熱力學限制，標準平衡常數(shù)僅為105，轉化率很低。為提高轉化率，通常采用高壓（1530MPa）和增加氮氣濃度的方法促使平衡右移，但即使如此，合成氨的單程轉化率也僅能達到10%15%。存在條件苛刻、對設備要求高、能耗高、污染嚴重、轉化率低

7、等問題。（3分，答出要點即可）25：4（2分）32NH3，H2（2分）4（1）不能因為水的沸點只有100，而該反應要在570（2分）（2）陽極：3H26H6e陰極：N26H6e2NH3 N23H22NH3（3分）第ii題（5分）2H3PO43CuOCu3(PO4)23H2O 3Fe2H3PO4Fe3(PO4)23H22Al2H3PO42AlPO43H23FeCu3(PO4)2Fe3(PO4)23Cu 2AlCu3(PO4)22AlPO46Cu（各1分）第iii題（10分）12Fe32I（或3I）2Fe2I2（或I3）（2分）棕色溶液（1分）2Fe3、和F配合使Fe3濃度降低。（2分）33因F和Fe（殘余）配合，使平衡向在移動，棕色變淺。（2分）4因F和H生成HF，使F的濃度降低，一定程度上不利于Fe3和F的配合。因此，有少量Fe3將與I發(fā)生反應，即可能出現(xiàn)淺的黃棕色。（3分）第iv題（10分）1Ti(OC4H9)4xHOACTi(OC4H9)4x(OAC)xxHOC4H9Ti(OC4H9)4yHOACxH2OTi(OH)x(OAC)y4HOC4H9nTi(OC4H9)4(4nxy)H2OTinO2n(xy)/2(OH)x