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>1998年全国高中学生化学竞赛决赛（冬令营）理论试题与实验试题及参考答案?2009/1/2 |
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竞赛试题 |
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第一题 环硼氮烷B3N3H6是苯的等电子体，具有与苯相似的结构。铝与硼同族，有形成与环硼氮烷类似的环铝氮烷的可能。这种可能性长期以来一直引起化学家们的兴趣。近期报道了用三甲基铝[Al(CH3)3]2(A)和 2,6-二异丙基苯胺(B)为原料，通过两步反应，得到一种环铝氮烷的衍生物(D)：
第一步： A + 2 B = C + 2 CH4
( ? 中需填入适当的系数 )
第二步：
请回答下列问题：
(1) 分别写出两步反应配平的化学方程式(A, B, C, D要用结构简式表示)。
(2) 写出D的结构式。
(3) 设在第一步反应中A与过量的B完全反应，产物中的甲烷又全部挥发，对反应后的混合物进行元素分析，得到其质量分数如下：C (碳): 73.71 %，N(氮): 6.34 %。试求混合物中B与C的质量分数（%）。
已知：相对原子质量： Al—26.98 C—12.01 N—14.01 H—1.01
图1. 热重分析仪示意图
第二题 热重分析法是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。热重分析仪的基本构造由精密天平、程序控温加热炉和记录仪组成(图1)；记录仪画出质量~炉温曲线, 即热重(TG)曲线图。
请回答下列问题：
图2. 热重(TG)曲线
1. 图2为CaC2O4?H2O在N2和O2 中的热重曲线。曲线表明，N2和O2气氛对三步分解反应有不同的影响。试分析其原因。
2. 在试样质量没有变化的情况下，温度升高时，天平显示出试样重量增加，这种现象称为“表观增重”，其原因是什么?
3. 电机在运转中的发热，导致所用漆包线表面漆膜发生热降解作用，绝缘性逐渐降低，并最终失效。实验表明：异氰酸酯树脂改性缩醛漆包线在恒温箱中热老化, 温度分别为393.0K、411.0K和453.0K，寿命分别为20,000小时、5000小时和307.0小时, 此时漆膜重量均减少39.0 %；假定热降解机理不变且服从一级反应规律，试推算它在348.0K的正常使用温度下漆包线的寿命有多长? 热降解的活化能为多少?
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