一九八六年全国青年化学竞赛试题及参考答案

在下列叙述中依次填入单位符号、并在括号内指出,单位名称这一单位是国际单位制的基本单位,还是导出单位,或是并用单位。 （1）固态二氧化碳在压力为1.0133×10~4Pa（帕、导出单位）温度为194.5K、（开尔文、基本单位）的条件下升华。     

中华人民共和国法定计量单位(一)

表1国际单位制的基本单位戛的名称}单在表2国际单位制的辅助单位长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度一——以一一-_米}m 一 克(公斤)一kg { {S安〔培:一、 }开〔尔文劝(K“角…弧、{本角…球面度 」量的名称摩〔坎〔一37一中华人民共和国法定计量单位(一)~~     

摩尔——国际单位制第七个基本单位

国际单位制(SI)原已有六个基本单位。这六个基本单位是:长度的米,质量的公斤,时间的秒,电流强度的安培,热力学温度的开尔文,发光强度的烛光。1971年10月,有41个国家参加的第十四届国际权度大会(CGPM)通过了关于在国际单位制中增加第七个基本单位的决议。这个单位是物质的数量(amountof substance)单位——摩尔(Mole)。该项决议是由国际标准化组织(ISO)等国际组织提出多年,经过国际权度委员会(CIPM)的单位咨询委员会仔细研究之后提交国际权度大会批准的。国际权度大会正式通过的有关物质的数量单位的决议有以下三条:1.摩尔是一物系(a system)的物质的数量,该物     

3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮的二甲胺盐的比热容、热力学性质及绝热至爆时间

运用Micro-DSCⅢ微热量仪对3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)的二甲胺盐(DMANTO)测定比热容,拟合得到其比热容与热力学温度的关系式Cp(J/(ks·K))=2.8884×102+3.2774T和298.15K时标准摩尔热容221.74J/(mol·K).根据热容与热力学函数关系,计算了DMANTO以298.15K为基准在283～353K温区的焓、熵和吉布斯自由能,根据热容关系式及其热分解参数获得了其绝热至爆时间为13.45～13.67s.     

~（13）C_（60）气相统计熵及热容的计算

采用统计热力学方法及理想气体模型计算了气相~（１３）Ｃ_（６０）分子在１０１３２５Ｐａ压力及不同温度下的统计熵与热容。给出了统计熵与热力学温度Ｋ之间的关系，以及等容热容和等压热容与热力学温度Ｋ之间的关系表达式。     

关于等温循环方法推导开尔文公式的讨论

等温循环方法是物理化学教材中推导开尔文公式的一个经典方法。本文从热力学基本原理出发,明确指出其中小液滴可逆相变为气体的吉布斯自由能变化值应由吉布斯自由能判据求解,并对温度恒定、两相压强分别恒定时的判据进行了重新推导。同时,本文还提出了一种对推导开尔文公式的等温循环法的新理解方式,该方式在建立的"箱管模型"辅助下,意义明确,便于理解,更适宜教学使用。     

盐酸在硫酸镁水溶液中的Harned规则

在盐酸-硫酸镁-水三元系混合介质中, 以标准H2电极和Ag-AgCl电极组成无液接电池, 应用经典的电动势(EMF)方法测定下列电池的电动势： Pt, H2 (101.325 kPa )│HCl (m＝0.01000 mol·kg-1)│AgCl-Ag (A) Pt, H2 (101.325 kPa)│HCl (mA), MgSO4 (mB), H2O│AgCl-Ag (B) 根据电池(A)得到Ag-AgCl电极在278.15、288.15、298.15、308.15和318.15 K等5个温度时纯水中的标准电极电势. 对电池(B)恒定体系总离子强度I为 0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5 mol·kg-1, 硫酸镁的离子强度分数yB恒定为 0.00、0.10、0.20、0.30、0.50和0.70, 测定电池(B)在278.15、288.15、298.15、308.15和318.15 K等5个温度时的电动势. 由于体系中存在硫酸的二级解离, 采用数学迭代方法确定平衡体系中氢离子的浓度, 根据测得电池(B)的电动势数据计算了混合溶液中盐酸的活度系数γA. 结果表明: 在溶液中总离子强度保持恒定时, 盐酸的活度系数服从Harned规则, 在组成恒定时混合物中HCl的活度系数lgγA对热力学温度T作图是一条直线. 进一步讨论了混合溶液中盐酸的相对偏摩尔焓．     

低温热分析标准物质的研制

研制了两种0~100℃热分析标准物质,分别为金属镓和水杨酸苯酯标准物质。研制的标准物质具有良好的均匀性和稳定性,采用与NIST,LGC相应标准物质比较的方法定值。NIST为SRM 2234镓,其定值采用288.6~314.35 K范围内的绝热热量计测得温度及热量值;LGC用绝热法为水杨酸苯酯的熔化温度和熔化热定值,两种方法都可以直接溯源至SI单位。对定值结果的不确定度进行了分析和评定。镓和水杨酸苯酯标准物质的熔化温度分别为(29.77±0.20)℃(k=2),(41.81±0.34)℃(k=2);熔化热分别为(80.52±0.48)J/g(k=2),(88.94±0.62)J/g(k=2)。研制的两种标准物质满足国家标准物质的技术要求,申报已获批准。     

甲烷在水-叔丁醇混合溶剂中的溶解度

在303.15 K、313.15 K、323.15 K、333.15 K温度下，0－6 MPa压力范围内测定了甲烷在水－叔丁醇混合溶剂中的溶解度．溶剂中叔丁醇的摩尔分数(x_(TBA))从0到1．结果表明，在温度和溶剂组成一定条件下，甲烷的溶解度随其分区的增加而增大，随x_(TBA)的增加，在富水区内，甲烷的溶解度变化较缓慢，当x_(TBA)超过某值时，甲烷的溶解度随x_(TBA)的增加而增大，并且幅度较大；在x_(TBA)约为0－0.045范围内，甲烷的溶解度随温度增加而减小，x_(TBA)约在0.045－0.15范围内，溶解度随温度增加而增加，x_(TBA)约在0.15～1.0范围内，溶解度随温度增加而减小．根据溶解度与温度和溶剂组成的关系可以推测，在303.15－333.15 K、0－6 MPa范围内，水－叙丁醇混合溶剂中仍存在笼合物结构．根据溶解度与温度、压力的关系讨论了甲烷在此混合溶剂中的亨利常数、偏摩尔体积、标准溶解自由能、标准溶解焓和标准溶解熵．     

Clausius-Clapeyron方程在解题中的应用

叙述Clausius—Clapeyron方程在自发过程判定,计算溶液气、液相组成,计算化学反应的标准平衡常数及开尔文公式中的应用     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的热稳定性、平衡蒸汽压和标准蒸发焓

利用非等温、等温热重分析(TG)法,研究了高纯氮气气氛下1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])离子液体的热稳定性、平衡蒸汽压和标准蒸发焓.非等温热重(TG)曲线表明[bmim][BF4]的初始分解温度(Tonset)和最大分解速率对应的温度(Tm)分别为697和734K.然而长期等温TGA研究表明,[bmim][BF4]的最高可使用温度约为513K.另外,利用基于TG的蒸发技术研究了[bmim][BF4]的平衡蒸汽压(pe)与温度的关系并计算了标准蒸发焓.在503-543K温度范围内,离子液体[bmim][BF4]的pe和温度的关系是:lgpe=(16±1)+(-6.85±0.25)×103/T.[bmim][BF4]的标准蒸发焓为(131±5)kJ·mol-1.     

分解水制氢的硝酸钾-碘混合循环初探

本文提出了一个分解水制氢的新混合循环——硝酸钾-碘混合循环首先对该循环进行了热力学分析。(3)式的热分解反应的标准吉氏自由能变化随温度的上升而减小。△G°=0时的温度约为943K,1273K时的△G°约为—120kJ/mol-H_2,故作为热化学循环制氢的高温吸热反应是合适的;(4)式所示的电解反应,其标准理论分解电压为0.54 V。实验结果表明,热分解反应在1073K时的转化率达85％,接近平衡转化率。电解反应的过电压较低。在实验条件下,测得分解电压加过电压在50,100,200mA/cm2的电流密度下分别为0.61,O.66和0.71V。     

应用离子选择性电极进行溶液热力学研究——Ⅴ.KCl在283.15K～318.15K间七个温度下由H_2O至DMF-H_2O混合溶剂的标准转移Gibbs自由能和转移熵的测定

本文应用Corning一价阳离子选择电极与氯离子选择电极组成无液接可逆电池,测定电池在283.15K～318.15K间七个温度下的标准电动势及其温度系数,计算KCl从纯水到相应的DMF-H_2O混合溶剂的标准转移Gibbs自由能ΔG_t~0和标准转移熵ΔS_t~0,得出ΔG_t~0和ΔS_t~0随混合溶剂中DMF的摩尔分数x_(DMF)及温度T的变化规律.发现KCl的ΔS_t~0随x_(DMF)变化的趋势和NaCl的相反.从离子溶剂化作用及其对溶剂结构的影响作了讨论.     

十六烷基三甲基溴化铵水溶液热致相变的红外光谱研究

在280～320K的温度范围内考察了30％十六烷基三甲基溴化铵水溶液的红外光谱随温度的变化。结果表明该体系的凝聚胶-液晶相转变温度为300K。在300K以下的凝聚胶相,分子的极性头部基团处于高度“固定”的状态,分子的碳氢链以有序的相互平行方式排列,极性头与碳氢链之间有一定的倾斜角。在300K以上的液晶相,极性头内部CH_3-(N~+)基团以及整个极性头与碳氢链之间发生了旋转,碳氢链变为以六方亚晶胞填充形式存在,旦扭曲式构象异构体数量显著增多,极性头与碳氢链之间已不存在倾斜角,分子的亲水极性头和疏水碳氢链部分都处于“融化”状态。     

镥配合物的绝热量热法测试和热力学函数（英文）

本文合成了Lu(NO3)3(C2H5O2N)4·H2O,用红外和元素分析对其进行了表征。用高精度全自动绝热量热仪,测定了该配合物在80~382 K温区的热容,利用实验热容数据,根据热容与焓、熵的热力学关系,求出了配合物在85~350 K温区内每隔5K相对于298.15K的标准热力学函数[HT-H298.15]和[ST-S298.15]。在80~350 K温度区间内,配合物的热容随温度升高而增大,没有相转移点和热力学吸收峰的出现,该配合物在此温度区间内是稳定存在的。     

可逆与不可逆是矛盾的对立统一——兼批“热寂说”、讨论热力学第二定律

热力学第二定律是一条自然规律,它是于1850年和1851年由克劳胥斯和开尔文分别在卡诺循环的基础上总结出来的。热力学第二定律的克劳胥斯说法是:“不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。”开尔文说法是:“不可能从单一热源取热使之完全变为有用的功,而不产生其他影响。”这两种说法意义相同,只是表述形式不同。一百多年来,还没有发现违反热力学第二定律的事例。在建立热力学理论体系的过程中,出现了“宇宙热寂说”。1865年克劳胥斯提出了“宇宙的熵趋于极大值”的荒谬结论。1867年他进一步说:“当熵达到它的最大值时,宇宙就不可能再发生任何大的变动,将处于某     

镥配合物的绝热量热法测试和热力学函数

本文合成了Lu(NO3)3 (C2H5O2N)4·H2O,用红外和元素分析对其进行了表征.用高精度全自动绝热量热仪,测定了该配合物在80～ 382 K温区的热容,利用实验热容数据,根据热容与焓、熵的热力学关系,求出了配合物在85～ 350 K温区内每隔5K相对于298.15K的标准热力学函数[HT-H29815]和[ST-S29815].在80～350 K温度区间内,配合物的热容随温度升高而增大,没有相转移点和热力学吸收峰的出现,该配合物在此温度区间内是稳定存在的.     

物质的量及其单位摩尔的概念和应用

1971年10月,第14届国际计量大会决议,在国际单位制中增加第七个基本单位,就是物质的量的单位——摩尔。这个单位的概念,是国际纯粹与应用化学协会等提出的[见“化学上的基本常数”,载于PureAppl. Chem.,9(3),453—459(1964)]。它是由克分子演变而来。早在1900年之前,W.F.Oswald 提出将质量以克计、等于分子量或原子量的物质的量,称为“mol”。后来,这个原文被改为mole,而mol原字则成了摩尔这个单位的国际代号。长期以来,人们曾把它看作化学中特殊的质量单位(重量单位)。然而,根据阿伏加德罗定律,1克分子任何物质中都含有数目相同的分子,而相应的质量并不相等,似又不能作为质量单位。因此,在化学教学     

地方高校选修课程考核模式的改革与探索——以汉江师范学院为例

课程考核是课程教学中提高教学质量和评价人才培养质量的重要环节及有效手段。然而,地方高校汉江师范学院选修课程仍然存在考核方式单一、学生积极性差、创新性不足的问题。本文对选修课程考核模式进行了改革与探索,以表面活性剂化学课程为例,从教师评价、学生互评、学生贡献等三个角度出发,以科学成才观念为核心,设计并实践了教师评价(代号“T”)、组组互评(代号“G”)、个人贡献比(代号“I”)的“TGI”考核模式,打破传统的考核方式,提高学生积极性与主动性,激发学生的创新性,活化学生创新思维,培养学生的综合能力。“TGI”考核模式对提高课程教学质量具有重要的意义,对其他选修课程考核评价具有一定的借鉴作用。     

超导研究 你追我赶

“超导”是指导电材料在一定条件下电阻变为零的性质。人类最初发现物体的超导现象是在1911年,多年来人们在一直寻找超导材料,并把某种材料从有电阻变为无电阻时的温度称为转变温度,这个温度以绝对零度(-273℃)为基点计算,绝对温度以上多少摄氏度即表示为多少K。当前,世界上出现了一股“超导热”,科学家们从