·56·化学教育2005年第4期
2005年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题
参考答案与评分标准
上海市化学化工学会华东理工大学命题组
第1题
0
lI
l一1x的结构式：Ho一卜NH2
0
O
x的化学名称氨基磺酸。(答磺酸酰胺也可。)
1—2化学方程式：
2H2S04+CO(NH2)2==一H3N03S+NH4HS04+C02
l一3化学方程式：
H3N03S+HCl+NaN02一N2+H2S04+NaCl+H20
1—4化学方程式：
H5106+2I一+H+—==12+103一+3H20
103一+5I一+6H+===-312+3H20
1—5注入甲醇的作用：注入甲醇与水形成氢键后破坏
了油气分子与水分子形成的包合物。
第2题
2—1http：／／wlww．ccs．ac．cn／uploadjs／38st．doc
2—2有旋光性的异构体是编号为D、E的异构体。
2—3取代速率最慢的是编号为D的异构体。
你对这种性质的理解是：
对于D，当负一价阴离子取代氯时，无论从上方，还是从
下方进攻中心co”时，均受到甲基空间的位阻，因此，取代的
速率最慢。
第3题
3—1http：／／www．ccs．ac．cn／uploadjs／38st．doc
3—2化学式：LiCoO，。
3—3晶胞里有三个锂原子，三个钴原子和』个氧原
子。
3—4电极反应方程式：
Ij。一；c。o：+菇“++算e一堂皇“c。o：(理想)
3—5化学式：“Mn204
3—6
相邻“+离子之间有多个未填“+离子的八面体及四面
体空隙，在电场的作用下，形成“离子通道”。充电时，锂锰氧
化物中部分Li+离子沿着“离子通道”移出晶体，晶体中锂离
子的个数减少，Mn的氧化态升高。
当放电时，“+离子沿着““+离子通道”从电解质流回锂
锰氧化物晶体，晶体中锂离子的个数增加，Mn的氧化态降
低。
．‘．充电时，放出并“+，b+离子沿着如图3—2的箭头方
向从Li+离子通道流向电解质。
第4题
4一lAlY一+6F一=AlF63一+Y4一
Cu—PAN+Y4一=CuY+PAN
4—2还应存在Cu—PAN。
4—3不需确知ED7rA溶液的准确浓度，也不需要准确
读取、记录其用量K。因K不影响最终测定结果。
4—4(i)将对最终的测定结果引入负误差。
(ii)加入少量(不必准确计量)EDTA溶液，使被滴定液
重新回到c框状态，再用cu2+溶液除去过量的Y，正确进入
D框状态。
如答：“另取试液，由A框状态从头做起……”也可以。
4—5Al含量=业≮等≥螋
：塑止孚坐堕(g．L_·)2—————1厂———一Lg’L，
第5题
5一ll(错写按比例扣分)
5—23；分子中有对称平面(不写原因或原因写错都扣
分；未正确答出3，但原因回答正确给分)。
5—3三配位的As和N与C一样为甲3杂化构型，孤
对电子也占有一个轨道，为(正)四面体结构。但三配位的胺
的构型翻转能垒很小，光学活性的胺是难以稳定存在的。由
于翻转过程中必然要经过一个平面状态的过渡态。对三元
环来讲，(原来的角锥形结构中存在的角张力为109．50和
600之差，翻转过程中的平面状态的过渡态的角张力为120。
和600之差，)翻转能垒提高，翻转相对不易。故1的光学活
性也可以保持。
第6题
6一l
第一种制法：
△，成‘=△，也‘(HCHO，g)一△f巩9(CH30H，g)
=[(一108．570)一(200．66)]kJ·mol“
=92．09kJ·mol“(无单位或单位错扣分，下同)
△，|s。9=Is。9(HCH0，g)一S。‘(CH30H，g)
=(218．77+130．684—239．81)J·K～·mol-1
=109．64J·K～·mol一1
△，G。。=△，王，m—r△。|s。‘
=『92．09—298．15×109．64×10q]l(J·molo
=59．40kJ·mol一1
或F=3．92×10。11
因为△。G。‘>0或F很小，所以工业上不宜在298．15K
下采用此法制甲醛。
(只根据△。巩。或△，．s。。的正、负进行分析不给分)
万方数据
2005年第4期化学教育·57·
第二种制法：
△，玩4=△f巩4(HCH0，g)+△f巩4(屿0，g)一△f巩9
(CH30H，g)
=[(一108．570)+(241．818)一(200．66)]kJ·mol一1
=一149．73kJ·m01—1
1
△。sm4=&。(HCHo，g)+Js。。(心o，g)一s。。(cH30H，g)一÷
Js。。(02，g)
=(218．77+188．825—239．81一÷×猫．138)J·K_1·瑚l“
二
=65．22J-K～·mol一1
△，G。9=△。H。一r△，．s。9
=[(一149．73—298．15×65．22x10—3]kJ·m01—1
=一169．18I【J·mol一1
或∥=4．35×1029
因为△。G。。<0或∥很大，所以在298．15K下采用此法
制甲醛极为有利。
(只根据△，日。。或△。s。9的正、负进行分析不给分)
6—2
甲醇脱氢cH30H(g)=HcH0(g)+Hfg)是一个吸热
反应，△，巩4(298．15K)=92．09l【J·mol～。氢与氧化合
1
H：+÷o：=H：o是一个强放热反应，△。巩9(298．15K)=
厶
一241．818I【J·mol一。两反应之和，致使总反应(即甲醇氧
化成甲醛的反应)为放热反应，△，G。9有很大的负值，对制甲
醛极为有利。
给出化合反应的△。H。4(298．15K)=一241．818kJ·
mol～、指出化合反应为脱氢反应提供热量给分；指出总反应
△。G。9为负值对制甲醛有利的给分。
6—3
正确回答(1)，(2)，(3)给分
http：／／www．ccs．ac．cn／uploadj∥38st．doc
甲醇制甲醛有关反应F与丁的关系
因为反应(1)和(2)为放热反应，(3)为吸热反应，所以
(1)和(2)的∥或lgF随温度升高而减小，(3)的F或lgF随
温度升高而增大。
在298K时，对于反应(1)：
△。巩9=[一(241．818)+(一110．525)一(108．研)]kJ·Ild-1
=一243．77kJ·mol-1
△。最=(188．825+19r7．674—218．77一÷×猫．138)J·K_1
=65．16J·K_1
△，G：=[(一243．77)一298．15×65．16×10—3]l【J·mol一1
=一263．20l【J·mol一1
对于反应(2)：△。G：=一169．18I【J·mol。1
．‘．(磁8K)1>(砖8K)2
6—4
1
2Ag(s)+÷02(g)=Ag：o(s)
△。磁(298．15K)=△，瑗(Ag：0，s)
一31．05kJ·mol‘1
△，s：：l(298．15K)=最(如o，s)一缓(Ag，s)一÷S：：l(02，s)
=(121．3—2×42．55一÷×205．138)J·K-J·moI
=一66．4J·K～·mol一1
△。G：(823．15K)=△，碾(823．15K)一823．15K△，s：(823．
15K、
=[(一31．05)一823．15×(一66．4)×10—3]kJ·mol一1
=23．6l【J·mol一1
不妨假设混合气体中氧的分压
po，=(101325x0．21)Pa，贝U△rGm(823·15K)=△rG：(823·15K)+尺刀n痴
瑙．6枷3J．一+胁(糟)。1“蜘
．·．不是由于Ag被氧化生成Ag：0所致。
6—5以1molc0为基准进行计算，则：
…巩{翥。H
平衡时：l—z—y2(1一石一)，)1丁
‰2爵一礁∞2碡毒委可7。
坠一丝
点岛K’②，，
△。磁，298K，①=[(一200．66)一(一110．525)]ld·mol一1
=一90．14kJ‘m01“△。磁，298K，⑦=一127．79kJ’mol“
△，咒粼，①=(239．81—197．研一2×130．684)J‘K_l·啪l-1
=一219．232J·K～·mol一1
△，．s：，298K，②=一223．28J·K～·mol。
△，G：，773K，①=79．33kJ。mol“
△，戗’竹3K，②=44．81kJ‘脚l。1
=4．65×10-j
即摩尔分数之比为茗：争=4．65×10’3：1
(下转第63页)
0
扛专
慧一
万方数据
2005年第4期化学教育·63·
分，也是作者自己研究的独创性成果。它包括化学计算类问
题解决的研究、化学平衡问题的研究、有机化学问题解决的
研究、化学实验问题解决的研究、开放性化学问题解决的研
究。大量的实证研究，从实践层面告诉了化学问题解决的心
理模式、表征，策略、元认知等，这为化学教学论学科研究走
向科学化奠定了坚实的理论与实践基础。第三部分是问题
解决的展望与反思。对问题解决研究的走向及研究中出现
的问题等方面作了理性的分析，提出了自己独到的见解。可
以说，该书作者采用了定性研究与定量研究相结合的研究方
法，理论体系完整、透彻，研究成果价值明显。
纵观我国化学教学论领域的研究，不难发现，大量的研
究充斥着移植、借鉴教育学、教学论研究成果的“成功”范例，
问题是人家的，素材是人家的，理论是人家的，方法还是人家
的，导致在有关概念、命题、体系上，去掉化学二字，换上物
理、生物，则会出现同样适用的尴尬局面。化学教学论研究
成果虽不少，但许多不能适合中国的化学教育实际，难以切
实解决中国的化学教育问题。要突破化学教学论研究的困
境，实证研究是一条有效的研究方法。李广洲教授及其研究
小组提出了自己的研究假设、研究材料和方法、研究内容和
研究对象，这些系列实证研究成果，体现了化学教学论领域
研究的求实品格。
4提出化学问题解决的新课题，展望化学问题解
决之未来
李广洲教授认为相对于教育学、心理学基础研究来说，
整个化学乃至其他的学科教学论的研究是一个范畴更广一
些的中观研究。国内之所以有教育与心理的基础理论研究
轰轰烈烈，中小学实践中的应试教育踏踏实实的现象，其中
的一个重要原因就是学科教学论这个中观研究未搞好，第一
线教师不知道怎么办更好。所以，他强调微观理论与宏观实
践之间的“中观”研究是当务之急，问题解决研究的成果，要
有利于学科教学设计，问题解决教学模式与策略的构建与优
化。作者还提出人工智能的问题解决、除化学以外的的其他
理科(物理、生物、地理等)的问题解决理论研究进展和实践
成果，都应该处于我们的视线之内。目前，李教授及其研究
小组正致力于综合理科问题解决的机制，样例对化学问题解
决的影响、概念转换与问题解决教学、以及问题解决教学设
计等方面的工作。
当然，我国化学问题解决的系统研究才刚刚起步，书中
的有些观点尚属一家之言，问题解决的对象、内容、方法、技
术、结论等也不可视为不变的公式。化学问题解决研究领域
前景广阔，希望李广洲教授的研究成果能够引起更多学人的
研究兴趣，也盼望着他们研究成果能够转化成化学教学实施
效益，促使化学教学论研究逐步走向科学化。
注：《化学问题解决研究》一书，于2004年lO月，已由山东教育
出版社出版。
邮购地址：济南市纬一路321号山东教育出版社发行科
邮购电话：053l一2092663
邮编：25000l
第7题…一螋一螋，
J．
。‘1／2一后7一后。H30+
7—1③是合龇岫z2警吐c…l舻lg半慨o+_lg半-pH
’·％1。“02NH2=：七一1。N02““』H30+．．．1舻。庀与缓冲介质的pH呈线性关系。．·．cNm。。一：≠业
第8题mN02NH一一厶P印V胁
。虬一“3：+8—1过氧基；内酯基；缩醛基；缩酮基；．．．-堕掣：‰旦塑：||}鱼丝
8—27个．。．一———■一=如7—————一=托——石一Z，7r
，，m
七一lcH3。+。H30+
8—3
七=普：：。Ba(。H)：之类碱(答。H一不扣分)；
7—2因为pH恒定，所以c㈣+为定值b：(C00H)：或其他酸(答H30+不扣分)；
．．．一孥哦岍即化为一级反应wN甜瓜憾。Ⅷ础一Ⅲ以Cr03伸减
，，1，p。一pod：1)cH3MgBr(CH3n)；2)H30+(不写H30+不扣
厅一了“1瓦一p。分)
分别以5IIlin、15IIlin、25lllin的数据代入，则e：p—Ts0H[或H30+]；
尼j=0．0373min～f：M／NH3[或H2／Pd／c]；
后’j=0．0375min一1g：H2cr04[或KMn04；HN03]
后～j=0．0367min-1h：cH2N2[或cH30H／H30+]；
∥：o．037lllin一1i：03／Me2s[或NaBH4、zn，不写还原剂扣分]；
％：警：揣泳18．68min分]；’：HsCH2cH2CH2sH／BF3‘或E岘不写溶剂不扣
万方数据
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