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第20届国际化学奥林匹克竞赛理论试题
11018年第20届国际化学奥林匹克竞赛理论试题及答案 芬兰埃斯波 7月2－9日可稳定数周，但在室温只要几天就分解。
11018年第20届国际化学奥林匹克竞赛理论试题及答案 芬兰埃斯波 7月2－9日
用X射线衍射探究得到化合物。的电子密度分布。所附电子密度分布图(见下页)。图中两个平面分别标为X－Y和X－Z平面。两张图中的数字反映化合物E中每个原子邻近的电子密度是怎样随空间坐标变更的。图中电子密度每一最高点就是每个原子的位置，而数值大约与该原子的电子数成比例。在这些图中都标示了直角坐标。
11018年第20届国际化学奥林匹克竞赛理论试题及答案 芬兰埃斯波 7月2－9日
a) 把电子密度几乎相等的位点连接起来，画出在最高点四周的等高曲线。在每个最高点处标明E中各原子。
b) 为确证A，如下法测定A的相对原子量：，放出 5325ml的 A(25℃， kPa下)。计算A的相对原子量。
c) 指出 A、 B、 C、 D、 E各为何物。 d) 依据价电子层电子互斥理论(VSEPR)，B和C分子的几何构型各是什么？又依据前面两张电子密度图确定E的分子几何构型。
使起先得到的B、C和D的混合物水解。B水解时放出A和O2，并形成***化氢水溶液。C水解放出A及O2(摩尔比为4∶3)并形成含有氧化物AO3和***化氢的水溶液。
e) 写出三个水解作用的反响方程式。
f) 把B、C、D混合物完全水解以测定组成。用水处理一份混合物样品时，(在290K和101kPa下测定的)，％(体积)。·L-1FeSO4水溶液滴定以测定水中AO3含量， FeSO4溶液。滴定时Fe2+被氧化成Fe3+，AO3复原成A．计算原始B、C、D、混合物的组成(以摩尔％表示)。
3．一氧化碳是汽车造成的最紧要的环境污染之一。为了开发一些可把汽车尾气中的CO有效地转化成CO2的催化剂，正在进展一项探究。设想有一辆标准的家庭用小汽车。它的引擎有4个气缸，气缸的总容积为1600ml，在以每小时90公里(km/h)速度行驶时，，在一秒钟里，每一气缸内进展25次燃烧循环，。假设燃料是2，2，4-三***戊烷C8H18，气缸的压缩比(指气缸活塞推动和推出时最小体积和最大体积之比)为1∶8。
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a) 计算汽车引擎所需的空气量[m/s]、在气缸体积最大时，气化的燃料和空气进入气缸、。℃。
％(体积)％(体积)的N2，％的碳形成CO，而氮是惰性的。
b) 在这以后推动活塞压缩气化燃料和空气直到气缸体积到达最小。这时点火燃烧。计算在燃烧后将要排出但还没有起先膨胀的尾气的组成(％体积)和温度(K)。确定以下热力学值，你可以假定生成焓和摩尔热容与温度无关，并可用于温度改变时的近似计算。
c) 假定气缸活塞已推出访气体膨胀到气缸最大体积，计算此时刚刚离开气缸的尾气的温度。气体温合物符合志向气体状态方程，。
d) 为把CO(g)变成CO2(g)，把尾气通过催化剂层。催化剂的效率用以下方程式表示：
(nco)nco22?n??k?co?n4?co21其中?nco/nco?为离开催化剂层时CO和CO2的摩尔比，而?nco/nco2?为进入催化剂层之前CO和C