化学冬令营模拟题(物化部分)试题及答案

第7题 （15分）

在化学反应中，有一类特殊的反应，只要用热，光，辐射或其他方法使反应引发，它便能通过活性组分相继发生一系列的连续反应，这类反应称之为链反应。 7-1乙烷的热分解是一常见的链反应，实验发现其热分解具有以下特征：

d C2H6 （1）在较高压力下，有 k C2H6 dt（2）lnk与1成线性关系，用lnk对1作图，其斜率为 3.42 104K

TT有人据此提出了以下机理：

k1

C2H6 2CH3 E1 351.5kJ.mol 1

k2CH3 C2H6 CH4 C2H5 E2 33.5kJ.mol 1

k3C2H5 C2H4 H E3 167kJ.mol 1

k4H C2H6 H2 C2H5 E4 29.3kJ.mol 1 k5H C2H5 C2H6 E5 0kJ.mol 1

判断此机理是否正确并说明理由（8分）

7-2H2与O2的反应也是一链反应，其反应历程如下：

H2 2H (1) H O2 H2 H2O OH (2)

OH H2 H2O H (3)

H O2 OH O (4) O H2 OH H (5) 2H M H2 M (6) OH H M H2O M (7)

7-2-（i）氢气与氧气的反应比氢气与氯气的反应更剧烈，请解释原因（4分） 7-2-（ii)每种气体的爆炸跟很多因素都有关,以下是一定比例氢气在氧气中的反应

请解释当压力低于p1，高于p2低于p3不爆炸，而高于p1低于p2不爆炸的原因（3分） 第8题（10分）

氮的化合物在社会各界具有相当大的作用 8-1氨气是最常用的化工产品之一

（i)已知在液氨体系中，半反应6NH4 N2 6e 8NH3的E 0.04V，求

fGm(NH3,l)（2分）

（ii）高锰酸钾能否再液氨体系中使用，说明理由？（2分）

（iii)在不同温度下测定固态NH4HSe上的平衡压力，所得的一些数据如下：

用T,P表示 rGm，并求在该温度范围内从NH3和H2Se生成1molNH4HSe的 H（认为

此温度范围内热容不变）（3分）

8-2二氧化氮也是一常用的化学物质，可用于制备硝酸

(i）二氧化氮具有以下反应：O NO2 O2 NO(快速）；NO O NO2 hv(缓慢） 因此NO2可用于测定O 的含量，请指出滴定终点时的现象（1分）

（ii）NO和O2反应生成NO2是NO是级，对O2是.（2分） （作用机理为：2NO (NO)2,(NO)2 O2 2NO2) 第7题（15分） 7-1（8分） 反应速率为

d CH3 2k1 C2H6 k2 C2H6 CH3 0 (2) dtd C2H5 k2 CH3 C2H6 k3 C2H5 k4 H C2H6 k5 H C2H5 0 （3）

dtd H k3 C2H5 k4 H C2H6 k5 H C2H5 0 （4） dt

（2）+（3）+（4）得；k1 C2H6 k5 H C2H5 0 所以 H

d C2H6 k1 C2H6 k2 CH3 C2H6 k4 C2H6 H k5 H C2H5 (1）dt

k1 C2H6 （5） k CH 5 25

从（2）式的： CH3 2k1 （6）

k2

2 kkkk1114 将（5）式带入（4）式解得： C2H5 C2H6 2k3

2k3 k3k5

由于k1较小，上式可简化为： C2H5

12

k1k4

kk C2H6 (7） 35

12

kk

故 H 13 （8）

kk 45

1

2 dCHkkk CH 26134将（6）（7）（8）代入（1）后得： 2k1 26 dtk 5

简化得：

d C2H6 k1k3k4

与实验结果（1）相符 k C2H6 k C2H6 dt 5

1

2

实验测得表观活化能为Ea kR 285.3kJ.mol 1 由基元反应得到的活化能Ea

1

E1 E3 E4 E5 274kJ.mol 1与实验结果（2）相符 2

故此机理合理 （评分标准：（1）（2）（3）（4）每式1分，（7）式2分，验证两个实验结果各1分，验证第2个实验结果需指出表观活化能）

7-2（7分）（大意清楚即可得分） （i)氢气与氧气反应放热更多（2分）

氢气与氧气的反应是支链反应（或者表述为：氢气与氧气的反应存在活性物质增加的步骤，如（4）（5）步，故反应速率迅速增加）（2分）

（ii）压力过低时，链中断的的概率较高，系统中的自由原子容易扩散到容器壁上而销毁，反应不会进行得太快（1分）；压力逐渐增大后，在容器中分子有效的碰撞次数增加，链发展速率加快，故爆炸（1分）；当压力超过p2时，链销毁速率增加，反应速率减缓（1分）

第8题（10分） 8-1（7分）

（i） rGm nFE 6 96.485 (0.04 0) 23kJ.mol 1（2分）

（ii）能够，液氨具有超电势，高锰酸钾动力学上可以存在于液氨溶液中（2分） （iii） rGm 2RTln

p 1

（猪，在题设中加一句 （1分） H 113kJ.mol（2分）

200

话：注意注明所使用的符号的单位）

8-2（3分）

（i）辉光消失（1分）

（ii）3,2,1（对一个给0.5分，对两个给1分，对三个给2分）