Chemistry Labs

国际化学奥林匹克 · 1999年

题目

  1. 第 1 题化合物 Q（摩尔质量 122.0 g mol−1^{-1}）由碳、氢、氧组成。A 部分。COX2(g)\ce{CO2(g)} 和 HX2O(l)\ce{H2O(l)} 在 25.00 ∘C25.00\ ^\circ\mathrm{C} 的标准生成焓分别为 −393.51-393.51 和 −285.83-285.83 kJ mol−1^{-1}；R=8.314R = 8.314 J K−1^{-1} mol−1^{-1}（原子量：H = 1.0，C = 12.0，O = 16.0）。将 0.6000 g 固体 Q 在盛有 710.0 g 水（25.000 ∘C25.000\ ^\circ\mathrm{C}）的弹式量热计中于过量氧气中燃烧。反应后温度为 27.250 ∘C27.250\ ^\circ\mathrm{C}，生成 1.5144 g COX2(g)\ce{CO2(g)} 和 0.2656 g HX2O(l)\ce{H2O(l)}。(1.1) 确定 Q 的分子式，并写出带状态标注的燃烧配平方程式。(1.2) 已知水的比热为 4.184 J g−1^{-1} K−1^{-1}，反应内能变 ΔU∘=−3079\Delta U^\circ = -3079 kJ mol−1^{-1}，计算量热计（不含水）的热容。(1.3) 计算 Q 的标准生成焓 ΔHf∘\Delta H_f^\circ。B 部分。6 ∘C6\ ^\circ\mathrm{C} 时 Q 在苯与水之间的分配给出平衡浓度 (cB,cW)(c_B, c_W)（mol dm−3^{-3}）：(0.0118, 0.00281)、(0.0478, 0.00566)、(0.0981, 0.00812)、(0.156, 0.0102)。设苯中 Q 只有一种形态，水中 Q 为单体。(1.4) 通过计算说明 Q 在苯中是单体还是二聚体。(1.5) 理想稀溶液中 ΔTf=R(Tf0)2Xs/ΔHf\Delta T_f = R(T_f^0)^2 X_s/\Delta H_f；苯的摩尔质量为 78.0 g mol−1^{-1}，纯苯在 1 atm 下于 5.40 ∘C5.40\ ^\circ\mathrm{C} 凝固，ΔHf=9.89\Delta H_f = 9.89 kJ mol−1^{-1}。计算 0.244 g Q 溶于 5.85 g 苯所得溶液的凝固点。解答: 1