2024年第38届中国化学奥林匹克(初赛)试卷(图片版,含答案)

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2024年第38届中国化学奥林匹克(初赛)试卷(图片版,含答案)

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Cr3+与AcO的比例与醋酸亚铬中Cr原子与AcO的比例相同,三个Cr3+环境等价,均为6配位,其中一个
配体是水分子,不存在Cr-Cr键。画出该三核配合物的结构式。
6-2无水醋酸亚铬可以通过醋酸亚铬水合物在真空中缓慢脱水获得,但通常得到的是无定形的产物,且纯度
不高。将金属C粉末在冰醋酸中加热回流才能制备较纯的无水酷酸亚铬。
6-21由于回流过程在开放体系中进行,为有效避免环境中水汽的影响,须向反应体系中添加一种物质。该
物质是什么?
6-2-2研究表明,为加快反应速率,可以向反应体系中添加少量的氢溴酸,其作用是什么?
6-2-3与醋酸亚铬水合物相比,无水醋酸亚铬中CrCr键长(
)
(a)更长
()更短( )相同
第7题C02的空气捕集和富集(32分)
空气中的C02体积分数仅为400ppm(ppm:百万分之一)。
对空气中的C02进行捕集和富集,是实现C02封存或将其转化
H2N
为其他有用产物的关键步骤。
7-1聚乙烯胺是常用的C02捕集材料,其结构如右图所示。在有
/无水蒸气存在的条件下,其结构中一级、二级、三级胺捕集CO2
的机理并不完全相同。
7-1-1写出()有水蒸气和(b)无水蒸气存在的条件下,一级胺RNH2)实现最大CO2捕集量对应的化学方程式。
7-1-2写出()有水蒸气和(b)无水蒸气存在的条件下,三级胺中每个胺基最多能够捕集的C02数量。
7-1-3某种有机胺在298K、1am下可以吸收空气中的C02,吸收1molC02的标准摩尔反应焓变△P=-40
kJ且与温度无关。室温下用有机胺吸收空气中的CO2,而后升温释放C02可实现CO2的富集。若加热释放
的cO2分压为1atm,计算此时体系的温度。
HCO方OH
A

NR3*NR3*
+C02
NR3'NRg*
反应I
低度
增加湿度
-C02
反应3
反应2
NR,'NR3"
7-2如上图所示,铵盐型碱性离子交换树脂也可以吸收C02,并通过改变湿度的方法使吸收的C02脱出。低
湿度下树脂具有C02吸收能力,通过反应1吸收C02:通入水蒸气增加湿度后,会释放部分吸收的C02(反
应2);降低湿度可以使树脂再生CO2吸收能力(反应3)。图中A、B、C、D代表与铵盐以化学键或物理吸
附方式结合的分子或离子。它们可能相同,也可能不同。
7-2-1写出A、B、C、D代表的物种。
7-2-2在反应2中,解释增加湿度为何会使C02释放。
7-3科学家发明了一种由阴离子交换树脂-碳纳米管构
空气(含400ppmC0:)
超木无C0,的空气
成的膜分离装置(如右图所示)可以连续去除空气中的
A
C02,在富集C02的同时获得基本不含C02的空气。除
去CO2的空气可用于碱性燃料电池。这种薄膜兼具离子
高予交换树脂一碳纳米管构成的复合牌膜
和电子传导性能,膜的A侧通入含C02的空气,B侧
B
通入少量H2;经过反应后,A侧得到基本不含CO2的
H,0,高浓度的CO1
空气,C02转化成了HC0;B侧得到较高浓度的C02。
7-3-1写出A侧C02转化成HCO,和B侧释放C02的反应方程式。
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