2018年第50届国际化学奥林匹克竞赛中文版实验试题

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国际化学奥林匹克竞赛-国际化学奥林匹克竞赛-第38届ICHO理论试题(中文版)答案

1-1.The mass of a water droplet:m = V ρ = [(4/3) π r3] ρ = (4/3) π (0.5x10-6 m)3 (1.0 g/cm3)= 5.2x10-16 kg⇒10 marksAverage kinetic energy at 27o C:KE = mv2/2 = (5.2x10-16 kg) (0.51x10-2 m/s)2/2= 6.9x10-21 kg m2/s2= 6.9 x10-21 J ⇒15 marks*.The average kinetic energy of an argon atom is the same as that of a water droplet.KE becomes zero at –273 o C.From the linear relationship in the figure, KE = aT (absolute temperature)where a is the increase in kinetic energy of an argon atom per degree.a = KE/T = 6.9x10-21 J/(27+273K) = 2.3x10-23 J/K⇒25 marksS: specific heat of argon N: number of atoms in 1g of argonS = 0.31 J/g K = a x NN = S/a = (0.31 J/g K) / (2.3x10-23 J/K)= 1.4x1022 ⇒30 marksAvogadro’s number (N A) : Number of argon atoms in 40 g of argonN A = (40)(1.4x1022)= 5.6 x1023⇒20 marks2-1. ⇒ 30 marksmass of a typical star = (4/3)(3.1)(7x108 m)3(1.4 g/10-6 m 3) = 2×1033 g mass of protons of a typical star = (2×1033 g)(3/4 + 1/8) = 1.8×1033 g number of protons of a typical star = (1.8×1033 g)(6×1023/g) = 1×1057number of stellar protons in the universe = (1×1057)(1023) = 1×1080Partial credits on principles:Volume = (4/3)(3.14)radius 3×density; 4 marks 1 mole = 6×1023; 4 marksTotal number of protons in the universe = number of protons in a star ×1023; 2 marks Mass fraction of protons from hydrogen = (3/4)(1/1); 5 marks Mass fraction of protons from helium = (1/4)(2/4); 10 marks2-2. ⇒ 30 marks∆E(2→3) = C(1/4 - 1/9) = 0.1389 C λ(2→3) = 656.3 nm ∆E(1→2) = C(1/1 - 1/4) = 0.75 Cλ(1→2) = (656.3)(0.1389/0.75) = 121.5 nmNo penalty for using Rydberg constant from memory. 15 marks penalty if answered in a different unit (Hz, etc.)2-3.T = (2.9×10-3 m K)/1.215×10-7 m = 2.4×104 K ⇒ 10 marks2-4..⇒ 20 marksλ = 3 × 108 m/1.42 × 109 = 0.21 mT = (2.9 × 10-3 m K)/0.21 m = 0.014 K2-5. ⇒ 10 marks14N + 4He → (17O ) + 1HO-17, O acceptable1783-1.k des = A exp(-E des/R T)= (1x1012 s-1)(5x10-32) = 5x10-20 s-1 at T = 20 K ⇒10 markssurface residence time, τresidence = 1 / k des = 2x1019 s = 6x1011 yr ⇒20 marks(full credit for τhalf-life = ln2 / k des = 1x1019 s = 4x1011 yr)residence time = 2x1019s3-2.The distance to be traveled by a molecule: x = πr = 300 nm.k mig = A exp(-E mig/R T)= (1x1012 s-1)(2x10-16 ) = 2x10-4 s-1 at T = 20 K ⇒ 5 marksaverage time between migratory jumps,τ = 1 / k mig = 5x103 sthe time needed to move 300 nm= (300 nm/0.3 nm) jumps x (5x103 s/jump) = 5x106 s = 50 days ⇒15 marks(Full credit for the calculation using a random-walk model. In this case:t = τ (x/d) 2 = 5 x 109 s = 160 yr. The answer is still (b).)(a) (b)(c) (d) (e)10 marks3-3.k(20 K) / k(300 K) = exp[(E/R) (1/T1 - 1/T2)]= e-112 = ~ 10-49 for the given reaction ).) ⇒15 marks The rate of formaldehyde production at 20 K= ~ 10-49 molecule/site/s = ~ 10-42 molecule/site/ yr⇒10 marks(The reaction will not occur at all during the age of the universe (1x1010 yr).)rate = 10-42molecules/site/yr3-4. circle one(a) (b) (c) (a, b) (a, c) (b,c)(a, b, c)(15 marks, all or nothing)4-1.H PNumber of atoms ( 11.3 ) 1⇒ 10 marksTheoretical wt % ( 3.43 )⇒ 10 marks4-2.adenineN NN NN H H guanineNN N NO N HH HNN O N H H cytosineNN H O O thymine(10 marks on each)4-3. 7 marks each, 20 marks for threeadenineNNNNNHHguanine NN NNON HHH NNH OOthymineNNONHH cytosine NNH OOthymineguanine NN NNON HHHcytosineNNONHHcytosineNNON HHNNHOO thyminethymineNNHOONNH OOthyminethymine NNHOONNONHH cytosineadenineNNNNNHH adenineNNNNNHHadenine NNNNNHHguanineguanine NNNNON HHHNNNNONHHH4-4. 2.5 marks for each bracketadenineN NN N HNH 2guanine N NH N N HO NH 2Uracil N H NH O cytosineN H N NH 2OOHCN ( 5 ) ( 5 ) ( 4 )( 4 )H 2O ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 )5-1.(20 marks)1st ionization is complete: H2SO4→ H+ + HSO4-[H2SO4] = 02nd ionization: [H+][SO42-]/[HSO4-] = K2 = 1.2 x 10-2 (1)Mass balance: [H2SO4] + [HSO4-] + [SO42-] = 1.0 x 10-7 (2)Charge balance: [H+] = [HSO4-] + 2[SO42-] + [OH-] (3)Degree of ionization is increased upon dilution.[H2SO4] = 0Assume [H+]H2SO4 = 2 x 10-7From (1), [SO42-]/[HSO4-] = 6 x 104 (2nd ionization is **plete)[HSO4-] = 0From (2), [SO42-] = 1.0 x 10-7 [5 marks]From (3), [H+] = (2 x 10-7) + 10-14/[H+][H+] = 2.4 x 10-7(pH = 6.6) [8 marks][OH-] = 10-14/(2.4 x 10-7) = 4.1 x 10-8[2 marks]From (1), [HSO4-] = [H+][SO42-]/K2= (2.4 x 10-7)(1.0 x 10-7)/(1.2 x 10-2) = 2.0 x 10-12[5 marks]Check charge balance:2.4 x 10-7≈ (2.0 x 10-12) + 2(1.0 x 10-7) + (4.1 x 10-8)Check mass balance:0 + 2.0 x 10-12 + 1.0 x 10-7≈ 1.0 x 10-7Species Concentration** x 10-12HSO4-** x 10-7SO42-** x 10-7H+** x 10-8 OH-5-2. (20 marks)mmol H3PO4 = 0.85 ⨯ 3.48 mL ⨯ 1.69g/mL ⨯ 1 mol/98.00 g ⨯ 1000 = 51.0 [5 marks]The desired pH is above p K2.A 1:1 mixture of H2PO4- and HPO42- would have pH = p K2 = 7.20.If the pH is to be 7.40, there must be more HPO42- than H2PO4-.We need to add NaOH to convert H3PO4to H2PO4-and to convert to the right amount of H2PO4-to HPO42-.H3PO4 + OH-→ H2PO4- + H2OH2PO4- + OH-→ HPO42- + H2OThe volume of 0.80 NaOH needed to react with to to convert H3PO4 to H2PO4- is:51.0 mmol / 0.80M = 63.75 mL [5 marks]To get pH of 7.40 we need:H2PO4- + OH-→ HPO42-Initial mmol 51.0 x 0Final mmol 51.0-x 0 xpH = p K2 + log [HPO42-] / [H2PO4-]7.40 = 7.20 + log {x / (51.0-x)}; x = 31.27 mmol [5 marks]The volume of NaOH needed to convert 31.27 mmol is :31.27 mmol / 0.80 M = 39.09 mLThe total volume of NaOH = 63.75 + 39.09 =102.84 mL , 103 mL [5 marks]Total volume of 0.80 M NaOH (mL) 103 mL5-3. (20 marks)p K = 3.52pH = pK a + log ([A-]/[HA])[A-]/[HA] = 10(pH-pKa) [5 marks]In blood, pH =7.40, [A-]/[HA] = 10(7.40-3.52) = 7586Total ASA = 7586 +1 = 7587 [5 marks]In stomach, pH = 2.00, [A-]/[HA] = 10(2.00-3.52) = 3.02x10-2Total ASA = 1+ 3.02x10-2 = 1.03 [5 marks]Ratio of total aspirin in blood to that in stomach = 7587/1.03 = 7400 [5 marks]** ( 103Ratio of total aspirin in blood to that in stomach6-1. (5 marks)4 H2O + 4 e-→ 2 H2(g) + 4 OH- (or 2 H2O + 2 e-→ H2(g) + 2 OH-)6-2. (5 marks)2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e-(or H2O → 1/2 O2 + 2 H+ + 2 e- )6-3. (5 marks)Cu → Cu2+ + 2e-6-4. (20 marks)Reduction of sodium ion seldom takes place.It has a highly negative reduction potential of –2.710 V.Reduction potential for water to hydrogen is negative (water is very stable).But, it is not as negative as that for sodium ion. It is –0.830 V.Reduction of both copper ion and oxygen takes place readily and the reduction potentials for both are positive.In the present system, the reverse reaction (oxidation) takes place at the positive terminal. Copper is oxidized before water.Reduction potential for hydrogen ion is defined as 0.000 V.6-5. (15 marks)pOH = 14.00 – 4.84 = 9.16[OH-] = 6.92 x 10-10K sp = [Cu2+][OH-]2 = 0.100 x (6.92 x 10-10) = 4.79 x 10-206-6.E = E o Cu2+/Cu + (0.0592/2) log [Cu2+]= +0.340 + (0.0592/2) log [Cu2+]= +0.340 + (0.0592/2) log (K sp / [OH-]2)= +0.340 + (0.0592/2) log (K sp) - (0.0592/2) log [OH-]2= +0.340 + (0.0592/2) log (K sp) - 0.0592 log [OH-],3 marksBy definition, the standard potential for Cu(OH)2(s) + 2e-→ Cu(s) + 2OH- is the potential where [OH-] = 1.00.E = E o Cu(OH)2/Cu = +0.340 + (0.0592/2) log (K sp)= +0.340 + (0.0592/2) log (4.79 x 10-20)= +0.340 - 0.5722 marks= -0.232 V10 marks-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- One may solve this problem as following.Eqn 1: Cu(OH)2(s) + 2e -→ Cu + 2OH-E+o = E o Cu(OH)2/Cu = ?Eqn 2: Cu(OH)2(s) → Cu2+ + 2OH-E o = (0.05916/n) logK sp= (0.05916/2) log(4.79×10-20)= -0.5715 V3 marksEqn 1 – Eqn 2 : Cu2+ + 2e-→ CuE-o = E+o - E o = E o Cu2+/Cu = 0.34 VTherefore, E+o = E-o + E o = + 0.34 + (-0.5715)2 marks= -0.232 V10 marks-0.232 V6-7.Below pH = 4.84, there is no effect of Cu(OH)2 because of no precipitation.Therefore,E = E Cu2+/Cu = +0.340 + (0.0592/2) log [Cu2+]= +0.340 + (0.0592/2) log 0.1003 marks= +0.340 – 0.0296 = +0.310 V7 marks** V6-8.** g graphite = 0.0833 mol carbon6 mol carbon to 1 mol lithium; 1 g graphite can hold 0.0139 mol lithiumTo insert 1 mol lithium, 96487 coulombs are needed.Therefore, 1 g graphite can charge 96487 × 0.0139 = 1340 coulombs. 5 marks1340 coulombs / g = 1340 A sec / g = 1340 x 1000 mA × (1 / 3600) h = 372 mA h / g 5 marks372 mA h / g7-1. (10 marks)n/V = P/RT = (80 x 106 / 1.013 x 105 atm)/[(0.082 atm L/mol/K)(298K)] = 32 mol/L5 marksdensity = mass/volume = d = 32 x 2 g/L = 64 kg/m 3 5 marks64 kg/m 37-2.** or 0.23H 2(g) + 1/2 O 2(g) → H 2O(l); ∆H rexn-1 = ∆H f [H 2O(l)] = -286 kJ/mol = -143 kJ/g 7 marksC(s) + O 2(g) → CO 2(g); ∆H rexn-2 = ∆H f [CO 2(g)] = -394 kJ/mol = -33 kJ/g 7 marks(-∆H rexn-1) / (-∆H rexn-2) = 4.3 or (-∆H rexn-2) / (-∆H rexn-1)= 0.236 marks7-3. (a) (-)1.2 x 105 kJ, (b) (-)6.9 x 104 kJ** x 108 sec or 3.3 x 104 hr or 1.4 x 103 days or 46 month or 3.8 yrI = 0.81 AH 2(g) + 1/2 O 2(g) → H 2O(l)∆H c = -286 kJ/mol = -143 kJ/g = -143 x 103 kJ/kg 5 marksΔG = ΔH – T ΔSΔS c= 70 – 131 – 205/2 = -163.5 J/K/mol5 marksΔG c = -286 kJ/mol + 298K x 163.5 J/K/mol = -237 kJ/mol = -1.2 x 105 kJ/kg 5 marks(a) electric motor W max = ΔG c ⨯ 1 kg = - 1.2 x 105 kJ 5 marks (b) heat engine W max = efficiency x ∆H c 5 marks= (1 – 298/573) x (-143 x 103 kJ) = -6.9 x 104 kJ 5 marks119 x 103 kJ = 1 W x t(sec)t = 1.2 x 108 sec = 3.3 x 104 hr = 1.4 x 103 days = 46 month = 3.8 yr 5 marksΔG = -nFE n = # of electrons involved in the reaction F = 96.5 kC/molH 2(g) + 1/2 O 2(g) → H 2O(l) n = 2 5 marksE = - ΔG/nF = 237 kJ/mol / 2 / 96.5 kC/mol = 1.23 V5 marksI = W/E = 0.81 A5 marks8-1-1. (5 marks on each)①C②C③CO8-1-2.③ Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) 5marks① C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH①◦ = -393.51 kJ = ΔH f◦(CO2(g))② CO2(g) + C(s) → 2CO(g) ΔH②◦ = 172.46 kJFrom ① and ②,ΔH f◦(CO(g)) = (1/2){172.46 + (-393.51)} = -110.525 kJΔH f◦(Fe2O3) = -824.2 kJΔH③◦ = 3ⅹΔH f◦(CO2(g)) - ΔH f◦(Fe2O3) - 3ⅹΔH f◦(CO(g))= 3ⅹ(-393.51) – (-824.2) - 3ⅹ(-110.525) = -24.8 kJ 7 marks ΔS③°=2ⅹ27.28+3ⅹ213.74-87.4-3ⅹ197.674=15.36 J/K 3 marks ΔG③°=ΔH°-TΔS°=-24.8kJ-15.36J/Kⅹ1kJ/1000Jⅹ1473.15K=-47.43 kJ5 marksK = e(-ΔG°/RT)= e(47430J/(8.314J/Kⅹ1473.15K)) = 48 5 marksBalanced equation of ③:K = 48Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)8-2-1. (20 marks)One AB2O4 unit has available 4 (= 1 + (1/4)ⅹ12) octahedral sites.48-2-2. (20 marks)Since one face-centered cube in AB2O4 represents one Fe3O4 unit in this case, it has 8 available tetrahedral sites. In one Fe3O4 unit, 1 tetrahedral site should be occupied by either one Fe2+ (normal-spinel) or one Fe3+ (inverse-spinel). Therefore, in both cases, the calculation gives (1/8) ⅹ100% = 12.5% occupancy in available tetrahedral sites.**%8-2-3. (10 marks for d-orbital splitting, 10 marks for elec. distribution)9-1-1. 1 answer for 8 marks, two for 15 marksH 3CN NNH 3CNNN :::+_+::_:9-1-2. ( 10 marks)H 3CN::9-1-3.H 3CNCH 2CH 2:H 3CN HH CCH 2:(10 marks) (10marks )9-2-1. 5 marks eachHONN +_::ONN:H+:HH_O NN:H+:H_::::::9-2-2.( 10 marks)CH 2CO ::9-3-1.(40 marks)CH 3H 3CH 3C+BC H 2CCH 3CH 3CO 2DEOOO_9-3-2.(10 marks)O OH O n+F10-1. 10 marks eachNMLCH 2OHCH 2OHMeOOMeH HH HOMeMeO CHOCHOCH 2OHCH 2OHHHH H OHOMeMeO OH10-2. 8 marks each for correct structuresNumber of possible structures24 marks12OH(OH)OH(H)HH HHOMeOMeOH COOMeOH(OH)OH(H)HH HHOMeOMeOHCOOMe34OH(OH)OH(H)OH(OH)OHe(H)10-3. 10 marks eachGICH 2OHCH 2OHHHHHMeOOMeOHOMeCH 2OHCH 2OHHHHOMeOMeOMe10-4. 10 marksNumber of the correct structure for C from 10-2110-5.BOH(OH)OH(H)HHHH OHCOOHOHOH10 marks eachDJOH(OH)OH(H)HHHHOMeOMeCOOMeOMeOH(OMe)OMe(H)HHHHOMeOMeOMeCOOMe10-6. 20 marksHOOCOHHH OOOHOOH COOHOOHOHOH COOH11-1. 10 marks311-2. 30 marksCOOHHOOCOOH11-3. 2.5 marks eacha, c, d11-4 30 marksOOCOCOOOHTransition State11-5.For the enzyme-catalyzed reaction, Arrehnius equation could be applied.k cat/k uncat = A exp (-E a, cat/ RT) / A exp (-E a, uncat / RT)= exp [-∆E a, cat-uncat/ RT]= exp [-∆E a, cat-uncat(J/mol) / (2,480 J/mol)] = 106Therefore, -∆E a, cat-uncat = 34,300 J/mol 15 marksk uncat, T/k uncat, 298 = exp (-∆H≠ uncat/ RT) / exp (-∆H≠uncat / 298R)= exp [(-∆H≠ uncat/R)(1/T-1/298)]ln(k uncat, T/k uncat, 298 )= 13.8 = [(-86900/8.32)(1/T-1/298)]Therefore, T = 491 K, or 218o C 15 marks-E a, cat-uncat = 34,300 J/molT = 491 K, or 218o C。

第届国际化学奥林匹克竞赛中文版理论试卷

2018年7月19 – 29日布拉迪斯拉发斯洛伐克布拉格捷克理论试卷第50届 IChO 2018国际化学奥林匹亚斯洛伐克和捷克回到一切开始的地方BACK TO WHERE IT ALL BEGANCHN-1国际化学奥林匹亚/斯洛伐克和捷克 2018目录规则说明 (1)物理常数和公式 (2)第1题 DNA (4)第 2题中世纪遗骸的归国 (10)第3题新兴的电动汽车 (18)第4题放射性铜的柱层析 (25)第5题波希米亚石榴石 (30)第6题让我们一起去采蘑菇 (36)第7题西多福韦 (41)第8题石竹烯 (48)规则说明∙本理论考卷共55页。

∙发出“Start（开始）”命令后，你即可开始答题。

∙考试时间共5小时。

∙所有结果和答案必须用笔清楚地书写在考卷指定的相应答题框中。

写在答题框外的答案不予评判。

∙为你提供3页草稿纸。

如果草稿纸不够，可以在试卷的背面打草稿。

但谨记：写在指定区域之外的解答不予评判。

∙本试卷中不含周期表和可见光谱表，它们是单独提供的。

∙只能使用提供的笔和计算器。

∙为准确理解题意，可向监考人员要求提供英文原版试卷。

∙若需要离开考场（去洗手间或者饮水、吃零食），请挥动蓝色IChO卡，监考人员将会跟着你。

∙在“Stop（停止）”命令发出之前30分钟，监考人员将给出提醒。

∙当发出“Stop（停止）”命令时，必须立即停止工作。

若不终止书写，超过半分钟（含）将导致你的理论考试无效。

∙发出“Stop（停止）”命令后，将考卷放回考试信封中，然后在座位上等候。

监考人员将来收取信封。

物理常数和公式Avogadro's constant（阿佛加德罗常数）: N A = 6.022 × 1023 mol−1Universal gas constant（普适气体常数）:R = 8.314 J K−1 mol−1 Speed of light（光速）: c = 2.998 × 108 m s−1 Planck's constant（普朗克常数）: h = 6.626 × 10−34 J s Faraday constant（法拉第常数）: F = 9.6485 × 104 C mol−1 Standard pressure（标准压力）: p = 1 bar = 105 Pa Normal (atmospheric) pressure（正常大气压）:p atm = 1.01325 × 105 Pa Zero of the Celsius scale（零摄氏度）: 273.15 KMass of electron（电子质量）: m e= 9.109 × 10−31 kg Unified atomic mass unit（原子质量单位）:u = 1.6605 × 10−27 kgÅngström（埃）: 1 Å = 10−10 m Electronvolt（电子伏特）: 1 eV = 1.602 × 10−19 J Watt（瓦特）: 1 W = 1 J s−1Ideal gas equation（理想气体方程）: pV = nRTThe first law of thermodynamics（热力学第一定律）:ΔU = q + WPower input for electrical device（电子设备的输入功率）: P = U Iwhere U is voltage and I electric current（U表示电压，I表示电流）Enthalpy（焓）: H = U + pVGibbs free energy（吉布斯自由能）: G = H – TSΔG o = – RT ln K= – zFE celloΔG = ΔG o + RT ln QReaction quotient Q（反应商）for a reaction a A+ b B⇌c C+ d D:Q =[C]c[D]d[A]a[B]bEntropy change （熵变）:ΔS =q rev Twhere q rev is heat for the reversible process （q rev 指可逆过程的热量）Heat changefor temperature-independent c m （不随温度变化的热量变化）:Δq = nc m ΔTwhere c m is molar heat capacity （c m 是摩尔热容）Van ’t Hoff equation （范特霍夫方程）: d ln K d T = Δr H m RT 2⇒ln (K 2K 1) = –Δr H m R (1T 2 –1T 1) Henderson –Hasselbalch equation （亨德森-哈塞尔巴赫方程）:pH = p K a + log[A –][]Nernst –Peterson equation （能斯特-彼得森方程）:E = E o –RTzFln Q Energy of a photon （光子能量）: E =hc λRelation between E in eV and in J （E 用 eV 和 J 做单位的换算关系）: E eV ⁄ = E J ⁄q e C ⁄Lambert –Beer law （比尔-朗伯定律）:A = logI 0I= εlc Wavenumber （波数）:ν̃ = νc = 12πc √k μReduced mass µ for a molecule AX （分子AX 的折合质量µ）: μ =m A m X m A + m XEnergy of harmonic oscillator （谐振子的能量）:E n = hν (n +12)Arrhenius equation （阿伦尼乌斯方程）: k = A e − E aRTRate laws in integrated form （速率的积分表达式）:Zero order （零级反应）: [A] = [A]0 – kt First order （一级反应）: ln[A] = ln[A]0 – kt Second order （二级反应）:1[A] = 1[A]0+ kt第1题 DNA回环（Palindromic ）序列是DNA 的一种有趣特征。

第51届国际化学奥林匹克竞赛试题

第1题DNA
回环（Palin由o· mic）序列是DNA的一种�趣特征：在一个双链DNA(dsDNA）物种中，一条沿3’ ＿.3• 方向的链与另一条沿5’『3 ’方向的链相匹配．因此，回环DNA由两条互补的等问链组成．名为Drew Dickerson十二核管酸（I）就是一个例子2
�a 口自己F
E二3
b）碱11介质（pH= 14),
�a 己己二
E二3
．俨
第4题放射性钢的柱层析
用于.Lt电子发射断层扫描的 “Cu可通过低核轰击样把串1）得（以下筒称为活化革e. activated target).
4.1写出 “Zn核被m核轰击形成 “Cu的平衡方程式，标出所有物质相院的原于序敛和质量敛．不考虑所带电荷．
e= (- L) - [DJ •100(%) [L）÷［DJ 2.5 在 374 K 下．将 L－异亮氨徽，嘿沸1943 h. a）煮沸前和b）黛沸后. L-异亮氨般的 de 饱分别是
事少’（保留3位有效敛字）
2.6 ,'E 298 K 时， 10%的 L－异亮氨!iii转化为D功l异亮氨自主需要事氏 D·t（，可？
-5065.08 kJ·moJ-1 （均在 323.15 K）. 计算 323.15 K 下，纯液态异辛炕和纯气态氯的比燃烧始（单位AA S；的燃烧始 �H,°(C8H18）和�H,°(H2)). 3.3 利用氧气和氯气反阿生成液态水构成一个燃料电池．计算相向燃科电池的标准电动势｛ EMF），两种气体均为理想气体且在 100 kPa 和 323.15 K 条件下工作．煽数据（323.15 K ）如下 S。 (H,O, I}= 70 J K-1 mo1-1. S'(H2, g) = 131 J r’ mo1-•.s。（0,, g)= 205 J·K-1·moi-•.

全国高中生奥林匹克化学竞赛试题及答案 2018

全国高中生奥林匹克化学竞赛试题及答案2018可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Cl—35、5 K—39 Cu—64一、选择题（共36分）1、关于“舌尖上的化学”，下列说法不科学的是（）A、为了身体健康，必须均衡膳食B、为预防缺碘性疾病，可食用适量海带C、为延长食品保质期，在食品中添加大力防腐剂D、为使发面食品松软可口，制作时可添加适量碳酸氢钠2、下列生活用品所含的主要材料，属于有机合成材料的是（）A、铁锅B、瓷碗C、塑料盆D、玻璃杯3、二氧化锡（SnO2）可用作液晶元件电极，其中氧元素为—2价，则锡元素的化合价为（）A、+1B、+2C、+3D、+44、实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如图1所示，其中正确的是（）5、下列化学式表示的物质是某化学肥料的主要成分，其中属于复合肥料的是（）A、KNO3B、K2CO3C、CO（NH2）2D、Ca（H2PO4）26、下列保护自然资源的措施错误的是（）A、为防止空气污染，应加强工业废气处理B、为节约用水，用工业废水直接浇灌农田C、为节约化石燃料，应开发和使用新能源D、为防止铁制品生锈，常在其表面覆盖保护层7、用分子观点解释“干冰升华”，下列说法错误的是（）A、分子不停地运动B、分子间隔变大C、分子体积急剧增大D、分子本身不发生改变8、下列事实和解释相符的是（）A、铜丝作导线——铜有良好的导电性B、盐酸清除铁锈——盐酸能与铁反应C、汽油清洗油污——汽油起乳化作用D、活性炭净水——活性炭能与水中杂质反应9、某物质的分子模型如图2所示，下列说法错误的是（）A、该物质属于有机物B、该物质的化学式为CH4C、该物质的1个分子中含有5个原子D、该物质中碳、氢元素质量比为1：410、实验室用蔗糖配制50、0g溶质的质量分数为10%的蔗糖溶液，下列说法错误的是（）A、用托盘天平称取5、0g蔗糖B、用量程为10mL的量筒量取所需的水C、溶解蔗糖时，使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒D、将配制好的溶液装入细口瓶中，塞好瓶塞并贴上标签11、鉴别下列物质所用的方法或试剂，错误的是（）A、硬水和软水——观察颜色B、纯铝和硬铝——比较硬度C、碳酸钠和氯化钠——稀盐酸D、羊毛纤维和合成纤维——点燃闻气味12、将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，下列试剂能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（）A、蒸馏水B、稀硫酸C、硫酸钠溶液D、氢氧化钠溶液二、非选择题（共64分）13、（15分）多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。

2018-2019年初三化学竞赛试题及答案

2018-2019年初三化学竞赛试题及答案2018-2019年初三化学竞赛试题及答案一、下列每小题分别有1个或2个选项符合题意，请把符合题意的答案的标号填在答题纸相应的空格里，每小题2分，本大题共40分。

1.1803年，道尔顿(英)提出原子学说，对化学发展起了推动作用。

其主要论点有：①物质是由原子构成的;②原子是微小的、不可分割的实心球体;③同种原子的性质和质量都相同。

从现代观点来看，这三个论点中不确切的是( )A.②B.②③C.①②D.①②③2.广场、体育场、飞机场用的照明灯(俗称“人造小太阳”)中充填的气体是( )A.氮B.氖C.氙D.氩3.不含氢、氧、碳三种元素的化合物可能属于( )A.酸B.有机物C.碱D.盐4.有甲、乙、丙、丁四种溶液，乙与丙混合产生的沉淀不溶于甲，乙与丁混合产生的沉淀可溶于甲。

则该溶液组是( )甲乙丙丁A HCl Na2CO3 CaCl2 MgSO4B HNO3 AgNO3 KCl CaCl2C HCl Ba(OH)2 Na2SO4 MgCl2D HNO3 Ca(OH)2 K2CO3 CuSO45.1-18号元素的原子中，核电荷数之差为8的两种原子( )A.电子层数一定相差2B.最外层电子数一定相等C.都容易得(或失)电子，形成阴(或阳)离子D.质子数相差8，中子数也可能相差86.血红蛋白的相对分子质量为68000，含铁的质量百分比为0.33%，则平均每个血红蛋白分子中铁原子的个数是( )A.1B.2C.3D.47.在加热的条件下，用氢气还原a克氧化铜至剩余固体为b克时，参加反应的氢气的质量为( )A. B. C. D.8.下列溶液中通入(或加入)括号中的物质，能使溶液的PH值明显增大的是( )A.饱和石灰水(二氧化碳)B.稀硫酸(氯化钡)C.氢氧化钙的饱和溶液(碳酸钠和消石灰)D.稀盐酸(水)9.分别向Na2CO3、(NH4)2SO4、NaCl、NH4Cl四种溶液中加入下列一种试剂，便可将它们鉴别出来，这种试剂是( )A.盐酸B.氯化钙溶液C.氢氧化钠溶液D.氢氧化钡溶液10.在溶液中可以相互反应生成硫酸铜的是( )A.Cu+H2SO2(稀)B.CuO+H2SO4C.Cu(OH)2+Na2SO4D.CuCl2+Na2SO411.KClO3和KCl的混合物中含KCl a克，加热分解完全后，KCl 的质量是2a克，则原混合物中KClO3和KCl的质量比约是( )A.1 : 1B.2 : 1C.1.64 : 1D.1.5 : 112.在一定条件下，同一反应进行的快慢与反应物的浓度成正比。

第46届国际化学奥林匹克竞赛准备题中文译本

第 25 题：头孢噻吩第 26 题：乙酰丙酸第 27 题：莲第 28 题：NMR 谱第 29 题：IR 谱第 2 部分：实验试题第 30 题：香兰素和苄胺的缩合反应第 31 题：丁香酚氧基乙酸的合成第 32 题：水溶液中铁、铝、镁的络合滴定第 33 题：ZnO 粉末中 Zn 和 Pb 含量的测定第 34 题：乙酰丙酮合铜(II)的制备第 35 题：阿司匹林水解的动力学分析第 36 题：水杨酸与 Fe3+配合物的形成
50 51 52 54 55 57 57 60 63 66 70 73 78
进阶知识
理论部分
动力学：一级反应与二级反应的速率方程积分式；运用稳态近似法分析简单的复杂反应； Arrhenius 方程的应用。热力学：化学电池；平衡常数、电动势、Gibbs 自由能之间的关系；平衡常数与温度的定量关系。量子力学：箱中粒子相关计算。光谱学：红外光谱的解读；简单的 1H，13C，27Al NMR 谱的解读；NMR 相关概念：化学位移，偶合与裂分，偶合常数及积分曲线。高等无机化学：反位效应；运用简单晶体场理论解释并推测四面体配合物与八面体配合物中电子排布；使用唯自旋方程（ n n 2 ）计算分子磁矩。

ql

偶极矩是一矢量，由正电荷中心指向负电荷中心。
偶极矩常用单位是 Debye (D)。在 SI 单位制中 Debye (D)与库仑米(C•m) 的转换关系为：
1 D 3.33 1030 C m 。
1. 分子偶极矩与分子几何结构紧密相关。将一个多原子分子中各个键的偶极矩进行一定的
能力） 4. 气态时水分子和甲醚分子的净偶极矩分别为 1.84 D 和 1.29 D。水分子中两个 O-H 键的键

2018年中国化学奥林匹克竞赛浙江预赛试题

2018-年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2018 年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题考生须知：1．全卷分试题卷和答题卷两部分，试题共有六大题，26 小题。

满分150 分。

考试时间120分钟。

2．本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。

必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。

3．可以使用非编程计算器。

一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分。

每小题只有一个选项符合题意。

）1．近年来，科学家通过萘为载体合成了一类明星的染料分子苝二酰亚胺（PDI）如下（图左）已广泛应用于生产实践和有机半导体材料研究。

由萘的同分异构体薁为载体构筑了一种新型有机结构砌块——联薁二酰亚胺（BAzDI）如下图右）。

下列说法不正确的是：A．材料的分子结构从根本上决定了材料的性能，因此有机材料的结构创制与合成一直是有机光电子材料领域科学家关注的焦点；B．从化学组成上看，PDI和BAzDI的分子骨架只相差两个氢原子，这使得BAzDI化合物的物理化学性质和光电功能备受期待；C．PDI和BAzDI分子结构均含有由苯环和酰亚胺基团；D．薁和萘互为同分异构体，鉴于BAzDI具有独特的分子结构和物理化学性质，故有望成为一类重要的新有机半导体材料结构砌块。

2．2017年8月，南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成了系列全氮阴离子盐，如[Na(H2O)(N5)]·2H2O，相关研究论文发表在国际顶级期刊《Nature》上。

下列说法正确的是：A．中间那个水和处于外界的水的区别是：中间的水与钠形成了共价键，外面的水形成氢键和内界相连；B．N5-的结构是直线型，类似于N3-；C．有一种全氮阴离子盐化学式是(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl；D．1999年Karl.O.Christed等成功合成了N5+，它与N5-互为同素异形体。

【2018国际奥赛最权威】第50届国际奥林匹克化学竞赛预备题译稿

北京大学化学与分子工程学院海南中学北京大学化学与分子工程学院北京大学化学与分子工程学院北京大学化学与分子工程学院
北京大学化学与分子工程学院北京大学化学与分子工程学院湖南师范大学附属中学海南中学南京大学化学化工学院
01−03 04−06 07−09 10−12 13−15 16−18 19−21 22−24 25−26 27−28 P1−P2 P3−P4 P5−P6 P7−P8
校对
陈胤霖杨礼铭王泽淳马亦然彭路遥
排版
常泰维李宇轩刘立昊杨礼铭朱凯帝
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江苏省启东中学北京大学化学与分子工程学院深圳中学湖南师范大学附属中学成都市第七中学(林荫校区) 湖南师范大学附属中学湖南师范大学附属中学华中师范大学第一附属中学德州市第一中学湖南师范大学附属中学北京大学化学与分子工程学院北京大学化学与分子工程学院华中师范大学第一附属中学清华大学化学系
斯洛伐克／布拉迪斯拉发
捷克／布拉格
50th
国际奥林匹克化学竞赛
预备试题
50th IChO 2018
第五十届国际化学奥林匹克竞赛捷克共和国 & 斯洛伐克共和国
又回到最初的起点
2018 July 19−29
www.50icho.eu
目录
翻译说明
序言
作者
国际三级大纲
安全须知
物理常量，公式和方程
元素周期表
第题双氧铀酰离子的萃取
第题市售产品中有效氯的测定
第题烟花中的化学元素
第题配合物的颜色
第题铁的化学
第题锰与氰和氟的配合物

2018年全国化学竞赛初赛试题答案与解析

题目：化学反应速率与化学计量数的关联
解析：化学反应速率与化学计量数呈正相关，即反应速率随着反应物浓度的增加而增加，随着反应物浓度的减小而减小。
题目：化学平衡常数的计算
解析：化学平衡常数是描述化学反应平衡状态的重要参数，可以通过平衡时各组分的浓度计算得出。
简述化学反应速率的影响因素。
解释酸碱指示剂的作用原理。
XX,aies
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
考试时间：2018年5月19 日（星期六）上午9：0012：00
考试地点：各省市级重点中学
考试形式：闭卷、笔试试卷结构：单选题、填空题、简答题、计算题等题型分值分布：各题型分值分布情况考试时间：总时长及各部分用时
考试科目：化学考试形式：笔试考试时间：3小时试题难度：中等
PART THREE
考查知识点：化学基础知识
注意事项：注意题目中的陷阱和易错点，避免因疏忽而选错答案。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
解题思路：根据题目给出的选项，逐一分析每个选项的正确性或错误性，并给出相应的解释。
示例：针对题目“下列哪个选项是正确的？”给出四个选项，分别对每个选项进行分析和解释，最终给出正确答案。
答案：$17/22.4$
题目：在标准状况下，$11.2LCO_{2}$所含分子数为____个。答案：$3.01 \times 10^{23}$
答案：$3.01 \times 10^{23}$
题目：在标准状况下，$11.2LSO_{2}$的质量是____$g$。答案：$34$
答案：$34$
简答题1答案： B
提高解题速度，通过大量练习来提高解题效率和准确性。

09-18年化学奥林匹克竞赛初赛试题分类-电化学

电化学真题汇总(09年)第4题(4分) 我国石油工业一般采用恒电流库伦分析法测定汽油的溴指数。

溴指数是指每100克试样消耗溴的毫克数，它反映了试样中C=C的数目。

测定时将V（毫升）试样加入库伦分析池中，利用电解产生的溴与不饱和烃反应。

当反应完全后，过量溴在指示电极上还原而指示终点。

支持电解质为LiBr，溶剂系统仅含5%水，其余为甲醇、苯与醋酸。

设d为汽油试样密度，Q为终点时库伦计指示的溴化反应消耗的电量（库伦）。

4-1 导出溴指数与V、d和Q的关系式（注：关系式中只允许有一个具体的数值）。

4-2 若在溶剂体系中增加苯的比例，说明其优缺点。

(10年) 第2题最近我国有人报道，将0.1 mol L1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1 mol L1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。

2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φӨ(Cu2+/Cu)和φӨ(S/S2)分别为0.345 V和 0.476 V，nFEӨ＝RTlnK，ＥӨ表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。

计算25o C下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。

2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？2-3 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。

现设pH = 6，写出反应的离子方程式。

2-4 请对此实验结果作一简短评论。

(10年) 第8题( 6分) 在25℃和101.325 kPa下，向电解池通入0.04193 A的恒定电流，阴极（Pt，0.1 mol L1 HNO3）放出氢气，阳极（Cu，0.1 mol L1 NaCl）得到Cu2+。

用0.05115 mol L1的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗了53.12 mL。

8-1 计算从阴极放出的氢气的体积。

8-2 计算电解所需的时间(以小时为单位)。

第50届国际数学奥林匹克竞赛试题(中文版)与参考答案

2009年第50届IMO 解答2009年7月15日1、是一个正整数，是n 12,,...,(2)k a a a k ≥{}1,2,...,n 中的不同整数，并且1(1i i n a a +−)−)对于所有都成立，证明：1,2,...,1i k =1(1k a a −不能被n 整除。

证明1：由于12(1n a a −)，令1(,)n a p =，nq p=也是整数，则n pq =，并且1p a ，21q a −。

因此，由于2(,)1q a =23(1n pq a a )=−，故31q a −；同理可得41q a −，。

，因此对于任意都有2i ≥1i q a −，特别的有1k q a −，由于1p a ，故1(1k n pq a a )=−(*)。

若结论不成立，则1(1k n pq a a =)−，与(*)相减可得1(k n a a −)，矛盾。

综上所述，结论成立。

此题平均得分：4.804分2、外接圆的圆心为O ，分别在线段上，ABC ∆,P Q ,CA AB ,,K L M 分别是,,BP CQ PQ 的中点，圆过Γ,,K L M 并且与相切。

证明：OP PQ OQ =。

证明：由已知MLK KMQ AQP ∠=∠=∠，MKL PML APQ ∠=∠=∠，因此APQ MKL ∆∆∼。

所以AP MK BQAQ ML CP==，故AP CP AQ BQ ⋅=⋅(*)。

设圆O 的半径为R ，则由(*)有2222R OP R OQ −=−，因此OP OQ =。

不难发现OP 也是圆Γ与相切的充分条件。

OQ =PQ此题平均得分：3.710分3、是严格递增的正整数数列，并且它的子数列和都是等差数列。

证明：是一个等差数列。

123,,,...S S S 123,,,...S S S S S S 123111,,,.S S S S S S +++..123,,,...S S S 问题等价于：:f Z Z +→+是一个严格递增的函数。

09-18年化学奥林匹克竞赛初赛试题分类-热力学

热力学(11年) 第6题（10分）NO2和N2O4混合气体的针管实验是高中化学的经典素材。

理论估算和实测发现，混合气体体积由V压缩为V/2，温度由298K升至311K。

已知这两个温度下N2O4(g) 2(g)的压力平衡常数K p分别为0.141和0.363。

6-1 通过计算回答，混合气体经上述压缩后，NO2的浓度比压缩前增加了多少倍。

6-2 动力学实验证明，上述混合气体几微秒内即可达成化学平衡。

压缩后的混合气体在室温下放置，颜色如何变化？为什么？(14年) 第1题（6分）合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。

涉及的主要反应如下：（1）CH4(g)＋H2O(g) → CO(g)＋3H2(g)（2）2CH4(g)＋O2(g) → 2CO(g)＋4H2(g)（3）CO(g)＋H2O(g) → H2(g)＋CO2(g)假设反应产生的CO全部转化为CO2，CO2被碱液完全吸收，剩余的H2O通过冷凝干燥除去。

进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。

1-1 为使原料气中的N2和H2的体积比为1∶3，推出起始气体中CH4和空气的比例。

设空气中O2和N2的体积比为1∶4，所有气体均按理想气体处理。

1-2 计算反应（2）的反应热。

已知：（4）C(s)＋2H 2(g) → CH 4(g) ΔH 4＝－74.8 kJ mol －1 （5）C(s)＋1/2O 2(g) → CO(g) ΔH 5＝－110.5 kJ mol －1(14年)第6题（16分）肌红蛋白（Mb ）是由肽链和血红素辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉中。

肌红蛋白于氧气的结合度（α）与氧分压p(O 2)密切相关，存在如下平衡：Mb(aq)＋O2(g)DMbO 2(aq) （a ）其中，k A 和k D 分别是正向和逆向反应的速率常数。

37℃，反应达平衡时测得的一组实验如右图所示。

6-1 计算37℃下反应（a ）的平衡常数K 。

6-2 导出平衡时结合度（α）随氧分压变化的表达式，若空气中氧分压为20.0kPa ，计算人正常呼吸时Mb 与氧气的最大结合度。

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（更新）

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（更新）高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（浙江省）1. 下列实验现象描述和解释都合理的是（）2. 如右图所示装置，a 、c 为弹簧夹，b 为分液漏斗旋塞，欲检验该装置的气密性，下列操作属必需的是（）A ．关闭a，打开b、c ，液体不能顺利流下B ．关闭a 、c ，打开b ，液体不能顺利流下C ．关闭c ，打开a 、b ，液体不能顺利流下D ．关闭a 、c ，拔掉分液漏斗上口的橡胶塞，打开b ，液体不能顺利流下。

3. 下列实验操作或实验原理的说法中正确的是（）A ．用如图装置进行蒸馏实验B ．用如图装置分离氯化钠、碘固体混合物C ．用裂化汽油提取溴水中溴D ．用如图装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙4. 下列选择或操作均正确的是 ( )A．.装置Ⅰ适合用于吸收氨气。

B．.装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液。

C．.装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石。

D．.装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸。

5.（10分）实验室用如图装置制备1-溴丁烷。

已知有关物质的性质如下表：实验操作流程如下所示：回答下列问题：⑴回流装置C中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是_____________________；⑵回流过程中生成1-溴丁烷的化学方程式_________________________________________；⑶实验中往烧瓶中加1∶1的硫酸溶液，目的是________；A．加水作反应的催化剂B．降低硫酸浓度，以减少溴元素被氧化为Br2C．降低硫酸浓度，以防止较多正丁醇转化成烯烃、醚等副反应发生⑷制得的1-溴丁烷粗产物经常显红色，上述操作流程中为了除去红色杂质要加入试剂X溶液再洗涤，下列试剂中最合适作为试剂X的是；A．水B．饱和NaHCO3C．KI溶液D．饱和NaHSO3E．NaOH 溶液⑸下图为常压蒸馏和减压蒸馏的装置图，减压蒸馏中毛细管的作用是。

蒸馏操作时，蒸馏的速率不宜过快，原因是________________________________________。