考试日期:年10月18日
考试时长:1小时45分
考试题目:共计20道
1、反应速率题。
(a)A零级反应反应速率与反应物浓度无关,或者说速率方程中反应物浓度幂数为0。
(b)C零级反应中由于速率方程没有浓度,速率常数k的单位等同速率。
(c)A零级反应中速率不受浓度影像,速率--浓度图像为一条水平线;而浓度--时间图像是递减的一次函数。
2、
D反应速率题。温度即分子动能的宏观体现,温度升高分子动能上升(玻尔兹曼分布中曲线右移);但活化能仅与反应路径或者说反应机理有关,不受温度影响。
3、
D热力学总熵题。为何硝酸铵溶于水是吸热反应但极易发生。反应可以进行说明
ΔStotal0,因为是吸热反应所以ΔSsurr=-ΔH/T0,那么ΔSsys必然大于0(且大于ΔSsurr绝对值)
4、
B热力学总熵题。判断碳酸钙分解反应(吸热)的系统熵ΔSsys和环境熵ΔSsurr符号。因为固体生成气体所以系统熵增,因为吸热所以环境熵减。
5、
D热力学系统熵题。物质的标准熵的起点是绝对零度下(的完美晶体),温度和物质状态皆会影响,状态改变时物质的标准熵会发生剧烈改变。
6、
平衡常数题。
(a)C平衡常数中只会出现溶质的浓度和气体的分压或浓度,有固体参与的异相平衡(heterogeneousequilibrium)不会出现在平衡常数表达式当中。或也可以理解为固体物质没有浓度或分压。
(b)B正相反应吸热所以温度升高K的分子变大分母变小。
7、
晶格能题。
(a)B电子亲和能是指气态原子(或阴离子)接受电子变为气态阴离子的过程,注意此处是两个氯原子变为两个氯离子。
(b)A根据图中箭头方向判断即可,伯恩-哈珀循环是盖斯循环的具体体现,遵循盖斯循环中焓变叠加原则。
(c)C在x所对应的过程中气态镁原子直接变成了气态+2离子。
8、
C酸碱理论题。在布朗斯特-劳里酸碱理论中,酸碱反应是酸和碱反应生成酸和碱。
9、
C(强碱)pH计算题。溶液中氢氧根离子浓度为0.02moldm-3。
10、
B同分异构题。香茅醇是一个老题了,分子中虽然有双键但不满足“twodifferentpartsbondedtotwocarbon”,只有3号位的手性碳使其有光学异构题。
11、
D分子间作用力题/醛的物理性质题。乙醛本身并没有O-H结构,无法形成氢键,熔沸点高于丙烷是因其是一个极性分子,可产生取向力(permanentdipoleforce);而其氧原子上的孤对电子可与水分子的氢形成氢键。
12、
A有机鉴别题(醛酮)。
13、
C有机反应题(羧酸)。得到羧酸的方法主要有三种:醇或醛的氧化、酯的水解、腈的水解,此处需注意酯的命名方法,来自醇的部分将被视作取代基,来自羧酸的部分改为-oate皆为作主名。
14、
A缩聚题(聚酯)。注意数聚酯中来自醇的部分的碳链长度既可。
15、
B羧酸反应题(酯化反应)。酸可同时催化正逆两向反应,降低活化能对于正逆两向反应皆适用;另外碱可通过消耗水解产物羧酸的方式推动方应向水解侧移动。
16、
(a)经验式题。
(i)为什么与X反应的氧气必须干燥?因为有谁会影响对产物中水的测定:waterinproductneedtobemeasured。
(ii)证明经验是C4H6O3。与所有经验式题目一样,以燃烧产物二氧化碳和水的质量推算碳与氢原子物质的量:nC=nCO2=4.31g÷44gmol-1=0.mol;nH=2nH2O=1.32g÷18g×2mol-1=0.。
氧的物质的量通过从总质量中扣除碳氢质量实现:mO=mtotal-mC-mH=2.5g-0.mol*12gmol-1-0.mol*1gmol-1=1.gnO=m÷M=1.g÷16gmol-1=0.mol。
具体的经验式推断较依赖经验,具体来说将较多的与较少的物质的量相除可得:nH:nC=0.÷0.=1.:1≈1.5:1≈3:2;nH:nC=0.÷0.=1.:1≈2:1;thesimplestwholenumberratioofC:H:Ois4:6:3。
此题较为复杂,好在是个证明题,结果不对说明过程肯定有问题,在沉住气一点一点找就可以了。
(b)
(i)有机综合推断题。根据信息推断X可能的两种结构。此类题目难度较高,既有化学分析也有仪器分析,做题时先要从题干信息进行推断。
(ii)①与布兰迪试剂反应说明是醛或者酮reactwithBrady’sreagentindicateXhasaldehydeorketonegroup;
②不与土伦试剂反应说明不是醛noreactionwithTollen’sreagentindicatethereisnoaldehydegroupinX;
③那就只能是酮了whichmeansithasketonegroup;
④与碳酸氢钠反应生成使石灰水浑浊的气体说明X中有羧基reactionwithNaHCO3indicatethere’scarboxylicacidgroupinX;
⑤结合(a)问中的分子式可推导出X有且仅有两种结构,即:
除此二者之外其他的推导皆有醛基,如羰基在4号位或主碳链长度为三(prop)时。
⑥最后C-13核磁共振中有四个峰说明有四种碳,符合前述推断fourpeaksinC-13NMRindicate4differentkindsofCinX,consistwiththededucedstructure.
(iii)写出能够区分此二种结构的有机试剂。化学手段只有碘仿反应能够区分二者:useiodineand(concentrated)sodiumhydroxidesolution;3-carbonylbutanoicacidwillgivepaleyellowprecipitatewithantisepticsmell,while2-carbonylbutanoicacidhasnochange。不会命名可用结构式甚至编号代替。
(c)
根据核磁共振氢谱推断X的最终结构,其实峰高数据会比化学位移数据更有用。①peaksatabout2.2indicateH-C=O(1.8~2.8);
②1.9indicateH-C-C(-0.9~1.9)(实际上1.9处两种氢的吸收会有重叠,难以分辨具体归属);
③peakatabout11indicate-COOH;
④peakheightratio1:2:3;
⑤theinformationcorrespondingtohydrogeninposition4’,3’andCOOHfor2-carbonylbutanoicacid。
17、
(a)浓度-时间图像题。
(i)画图描点即可,注意标定坐标轴并写单位:横轴是time/s纵轴是[C6H5N2Cl]/moldm-3。要保证数点在横纵两个维度都占到图的一半以上。
(ii)从图中找浓度减半对应的时间,第一个半衰期大概在s(第二个在s)。
(iii)推知k=ln2÷s=5.×10-3s-1。
(b)阿伦尼乌斯方程题。
(i)依上一问的数据推导新数据点。简单进行计算即可:lnk=-5.;1/T=0.。
(ii)将数据描在图中。作为数点即:(0.,-5.)
(iii)此类题目非常固定,任取两点计算斜率即可,不要忘记画线。以首末二点为例:由图可知(0.,-6.1),(0.,-11.8);求得斜率=-.77。
注意lnk是没有单位的,做对数都会失去单位,所以此直线斜率单位应为K(开尔文),对应1/T单位K-1。
(iv)由前问gradient=-Ea/R=-.77K;Ea=+Jmol-1=+11.93kJmol-1。不管是由计算还是由经验都可知Ea应为正值(吸热)。
18、
论述类六分大题。论述伯(primary)和仲(tertiary)卤代烃水解反应机理的不同,此题得分点不好找,只能分别相信论述两种机理。①primaryhalogenoalkaneundergoesSN2whiletertiaryhalogenoalkaneundergoesSN1;
②becauseprimaryhalogenoalkanehasrelativesmallpartsaroundthecarbonbondedtohalogen,whiletertiarycarboncationisrelativelystable;
③inSN2,concentrationofbothhalogenoalkaneandhydroxideionaredirectproportionaltotherate/bothconcentrationhasapowerof1;
④mechanisminvolvesatransitionstatewithtwopartialbonds;
⑤inSN1,onlyconcentrationofhalogenoalkaneisdirectlyproportionaltorate(whilehydroxideionconcentrationhasapowerof0);
⑥themechanisminvolvesacarboncationintermedia。
此题只说不需要箭头机理,以文字或图像描述过渡态/中间产物应该是有分的,但是叙述产物的光学活性应该没分。
19、
(a)平衡常数题
(i)写出Kp表达式,这个比较传统,注意是分压的形式。
计算Kp。需先算出到达平衡时三种物质的量:
进而算出三种物质的分压:
最后代入Kp表达式得到结果:
(b)工业反应条件题。此题中阐述了温度压力两方面,且需分别考虑更高和更低的影响。
①highertemperaturewillleadtoloweryield,duetotheexothermicforwardreaction;
②lowertemperatureandpressurewillleadtolowerreactionrate;
③higherpressurewillleadtohighercost/safetyproblem(althoughhashigherrateandyield);
④
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