第36届国家化学奥林匹克理论试题.pdfVIP

· +· 化! 学! 教! 育! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! $%% 年第 : 期 第 ! 届国际化学奥林匹克竞赛理论试题 ! ! 第 # 届国际化学奥林匹克竞赛于 $%% 年 ’ 月 () 日 * $’ 日在德国北部城市基尔举行。我国派出了 ’ 人代表团参加本届竞赛。他们是：领队北京大学段连运教授、副领队中山大学毛宗万教授、科学观察员北京 大学裴坚副教授以及参赛队员刘良会（湖南省长沙市第一中学）、岳衎（ 河南省实验中学）、薛明宇（ 深圳中 学）和袁健（华东师大二附中）。本届竞赛设奖牌 (+% 枚，其中金牌 % 枚，银牌 ) 枚，铜牌 ’$ 枚。我国 名 学生全部获得金牌，竞赛总成绩仍居第一 第 # 题：热力学 为了纪念在 $ 月份他的 () 岁生日，彼得计划将他父母家的花园中的一个小屋改建为有人工沙滩的游泳池。为了估算水 和房子的供热成本，彼得找来天然气的成分及其价格的资料。 ! ! (, ( 写出表 ( 中所给出的天然气主要成分——— 甲烷和乙烷完全燃烧的化学反应方程式。假定氮在所选定的条件下 是惰性的。 假定所有产物都是气态的，根据以上反应式计算在标准条件下（(, %( - (%+ ./，$+, % 0 ）甲烷和乙烷燃烧的反应焓、反 应熵和吉布斯自由能。天然气的成分及它们的热力学数据列于表 (, (, $ 由公共事务公司（.12）所指定的天然气密度是 %, ’% 3 4 5 ( （(, %( - (%+ ./，$+, % 0 ）。 (, $（/）计算在 (, %% 6 的天然气中甲烷和乙烷的量（天然气、甲烷和乙烷都不是理想气体！）。 ! ! (, $（7）假定所有产物都是理想气体，计算在标准条件下 (, %% 6 天然气燃烧过程中作为热释放的燃烧能。（如果你没有 从 (, $（/）中获得摩尔量，则假定 (, %% 6 天然气相当于 %, %% 689 的天然气。） 按照 .12 公司规定，如果所有产物都是气态的，天然气的燃烧能将是 :, :)( ;= 6 5 。请问这与你从（7）中所得到的值 的偏差（单位： ）有多大？ 游泳池有 , %% 6 宽、+, %% 6 长、(, +% 6 深（水面以下）。自来水温度是 ), %% 0 ，房间（尺寸示于下图）内空气的温度是 (%, % 0 。假定水的密度是（! ? (, %% ;3 4 5 ( 以及空气表现出理想气体的行为。 (, 计算加热池子中的水到 $$, % 0 所需要的能量（单位：@A）和在标准压力 (, %( - (%+ ./, 时加热初始空气（$(, ， ）到 所需要的能量。 % 8B C$ ’:, % 8B D$ %, % 0 ! ! 在 $ 月份，德国北部的室外温度大约是 + 0 。由于房子的墙壁及房顶相当薄（$%, % E6），因此有能量损失。此能量被释 放到周围环境（释放到水中和地里的热量损失可忽略不计）。墙壁的热传导率大约是 (, %% F 5 ( 6 5 ( 。 (, 计算在举行活动期间（($ 小时）保持室内温度为 %, % 0 所需要的能量（单位：@A）。 由 .12 公司传送的