第24届国际化学奥林匹克竞赛试题-掌门1对1

。 Z N o ( 4 g )
, 分解 2 0 0 需
. 6 L 一 , 一 , N o Z(g)二 聚 成 N Zo 4(g)是 二 级 反 应 在 2 9 K 比 速率 常 数是 9 8 x I 0 它 的 逆反 应 是 一 8 . 2 g) N 20 4 g x 1 4 5一 , 级反应 比速 率 常 数 是 5 3 0 请 根 据 这 些 数 据 计 算 反 应 2N 0 ( # ( )在 2 9 K 时 的 浓 度 8 ) f
·
一‘
L
为 单 位 );
计算 上 述 溶 液 (即 b 中溶液 ) 的 p H 值 ; d ) 计 算 C O Z(a q)和 H ZO 反 应 的焙 变 : : 2 ) e 若 c o 和 H 0 的 反 应 已 达 平 衡 溶 液 的 温 度升 高
,
、
: 而 溶 解 的 c o 的浓 度 不 变
年第
期
化
学
教
育
第
届 国 际 化 学 奥林 匹 克竞 赛试题
门夕 刃
程铁 明
匹 兹堡和华盛顿
段连 运
北 京 大学 化 学 系
编译
国 化 际 学奥林匹 克
注 意事 项
当监 考 人 员将 开 始
“
北 京 医科 大 学 药 学 院
理 论部 分
盯
”
写 在 黑板 上 后 才开 始答题 答题
。
。
请用 黑 色 笔
黑 墨 水笔 或黑 圆 珠 笔
休积的水 才 能 产生 蓝 鲸 在
年 内 所 需 要 的 碳水 化合 物
,
。
假 如海 水 的 总 体 积是
生 碳水化 合 物 的
头蓝 鲸 在
这些
是 硅 藻 用来 产
应 该 由 这 一 总 体积 的 百 分 之 多 少 的 水来 溶 解
成 年鲸 质 量 的
可 为水 生物 利 用
是氮
。
质量为
了
的 鲸死
一
,
则溶液 的 p H 值 改 变
。
判断 p H 升 高还 是 降低
,
。
圈 出正 确 的 答案
。
升高
降低
,
当 流 向 C h e ap a k 海 湾 的淡 水 河 在 春 季 大 雨 后 洪 水 泛 滥 时 s e e
。
海 湾 中 淡 水 的 增 加 引起 海 蚝 场 生 长 地 带 盐
·
分的减 少
,
澳 溶液 的颜 色消
基 苯甲醛
,
当 松 柏 醇 进 行 臭 氧化 及 还 原 反 应 后
生 成香 荚 醛
,
一 经 基一 一 甲 氧
和
松 柏 醇 与苯 甲 酞 氯 溶液
,
。
反应
形 成化 合 物
,
此 产 物使
。
褪色
可使
,
它 不 溶于 稀 和
,
松柏 醇 与冷 的
反应
,
反应
生 成 化 合物
,。 ,
, 【
热的
请 在 每 页 答 卷 的右 上 角 写 上 你 的参 赛 编 号
。
请 将计算过 程 和 答 案 写 在 每 题后 面 的空 白 处
,
勿 写 在纸 的反 面
。
若需 另 页
,
可 向监 考 人 员 索 取
。
原子 量
!
,
刀
刀
刀
夕
刀
刀
刀
!
物理 常数
· ·
一,
一
,
南
一
,
一
,
二
、
·
一
,
硅 藻 一 种 微 生 物 是 海洋 中 丰富的 食 物 来 源
oH
, 7
B
r
的 两 个 开 链 的 澳 化物
。
画 出 化合物 A 的 结构 ; 画 出化 合 物 B 的结 构 ; 1 !, 0 画 出 分 子 式 为 C H B r 的两 个 开 链澳化物 的结构 ;
) b
) c
) d
5
用反 应 结构式表示 出 C 中 两个 澳 化物 形 成 的 历 程
,
。
) a
转变 为
,
而 松 柏 醇 与 过 量 的热
, ,
H .4 o 3 )
。
得到
,
液中
3 松 柏 醇 与 C H I 反应
、 C
形 成化 合 物 F ( C
、
、
,
该产物 不 溶 于 强碱
在碱 水 溶 :/ C ; 但 可使 B r I C 溶 液 褪色
。
g g Z 和 化 合 物 E (C H O I )
, ,
· ·
,
s
m
l o
,
,
平 衡 常数 K c
6
。
: 本 世 纪 大气 中 C O : 的 含量 大大增 加 予期今 后 将 继 续 增 加 有 人 预 测 到 20 2 年大气 中 C O 的分 压 可 0 . 、 t 达 到大 约 4 40 1 0 , a m 有 关热 力 学 数据 如 下 : . . , : 25℃ 总压 1 0 0 atm 下 在 水 中) 的 亨 利 常数 是 o o 34 3 M
H
18
0
4 r B (B )
;
A
经 臭 氧解
氧 化 反应 后
,
生成 下述 三 个
CH
}
、
C
H
C
H
厂C = O
O = C 一C
} O H
H
Z
C H Z一 C = 0
}
O
= C
一毛 二
O
O H OH
,
化 合 物 A 也能与 澳氢 酸(H B r 反 应 )
) a
生 成几 种 化 合 物 一 包括 分 子 式 为 C l
后所产 生的
的 李 最 大质 量 是 多 少
这些
言
鲸 的质 量 的
是碳
。
碳 被转 化成
,
进 人大气
,
然 后 义 可 通 过 含 有 硅 酸 钙 的 岩 石 的 风 化从大 气 中 除
去
滋
,
卿
头 蓝 鲸死 亡
,
了
风化
,
估 计每年 大 约 有
从 这 些 死鲸 的 分 解 中 所 产 生 的
问 最 多能风化 多 少 克
从 列 出 的 体 系 中选 择 一 个 缓 冲剂
是 反 磁性 的
, N Z 4 o
,
·
,
·
。
o
( g
)
m
l
N
o
Z
o
(
g
mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
l
)
,
,
,
,
a
t
0
m
,
,
Z
N
q
(
g
)
的两 倍 ? (假 定 嫡 和 焙 不 随 温 度 变 化 ) Z e ) N Zo 4(g ) 离 解 成 N o (g)的反 应 是 一 级 反 应
多长 时 间?
,
在 2 9s K
,
. 04 一’ 比 速 率 常 数是 5 3 x 一 5
,
它们 通 过
和 水 的 光合 作 用产 生 碳 水 化 合 物 即 酷
太阳 能
蓝 鲸靠捕 食 一 种 称 之 为
“
”
的小鱼生长
而 小鱼
,
,
在其 头
年 的 生 长期 内 体重 每 天 增 加 硅藻才增加
。
鲸 侮 天 吃掉 的 假定 鲸在 头
,
小鱼 量是 它 自身体 重 增 加 量 的
住。倍
。
需吃掉
体重
。
离 子 被氧化 而 生 成
和 氢离 子
,
沉 淀 的 配 平 的 化 学 反 应 方 程式
。
如 果 黄 铁 矿 全 部转 化 成
不 考虑 的 牙 形成
计算
需 多少 摩 尔的
使
升 纯水 的
降到
小溪 中 钟
。
且 离 子 的 浓 度是
。
溪水 从 一 个很 小 的 孔 流人 一 个 很 大 的池 塘
。
,
流速为
,
. 0 0
解 答 下 列 问题 时
) a
,
温 度用 2 ℃ 5
. t 总 压 力为 1 0 a m
计算 下 列 反 应 的 平 衡常 数 K Z(a q ) + H Z ( ) # H +(aq ) + H C O 了 q ) eo o x (a
) b
) c
f 计算 20 2 年 溶 解 在 与 大 气 平 衡 的 蒸 馏 水 中 的 c o : 的 浓 度 (以 m o 0
年 内体 重 的 增 加 完 全 是 山于 消耗 硅 藻 碳 水 化 合物
硅藻 要 消 耗 多 少 升
℃
、
则 为 提供 给该 鲸 在 头
年 内 生长 中所 需 要 的 硅 藻 碳 水 化合物
在
℃和
下
,
每升 海 水 溶 解
又
,
,
若 硅 藻能 从 水 中把
年 生 长 中所 消 耗 的
全部 除 去
,
则必 须 处 理 多 大
复 盖 小溪 的 底 部
,
。
富含铁 的 溪水 和 其他 水 混 合 时 保 持 酸性
。
溶 于 水 的 铁 以 针铁 矿 〔
,
而 水仍
画出
孟的 价键 结 构
一
,
用 小 黑 圆 点 表示 电 子
,
标 出 全 部电 子
。
写 出表 明 黄铁 矿在小溪 中被 氧 化 而 形 成 写 出表 明
且 和 硫酸 根 离 子 的 配 平 的 方 程 式
Z 4 二氧化 氮 是 大气中许 多含氮氧 化 物 之 一 它 可 二 聚 成 N O (g) 2 用 共振方式 写 出 N 0 (g)的点 电子 结 构 式 (用 圆 点表 示 电子 )
。
,
。 Z ( N O g ( )
是 顺 磁性 的 ) ;
50
写 出其 点 电子 结构式 ; . . 一, 一 , e) 在 29 8 K 的 生 成 自由 能 是 9 8 2 5 kJ 的 生 成 自 由 能 是 5 1 84 k J 在 . 1 29 8K 从 1 m o l N ZO 4(g)开 始 反 应 若 总 压 力 恒 定 在 1 0 a tm 2 98 K 则有 百 分 之 多少 的 和 温 度 恒定在 N Zo ;(g )分 解 ? . d ) 若 反 应 N ZO ‘ ( g ) # Z N o Z ( g ) 的△ 万 是 + 5 8 03 k J 在什 么 温度 下 分 解 的 百 分 数 是 。 中计 算 结 果
,
。
,
。
、
·
,
e
o
:
一
a
t
(
m
kJ △‘厂 (
C o Z a q ( )
·
o m l
一,
)
kJ △耳 (
· o m l
一,
)
一3 8 6 2
科 12习
. 一2 8 5 8 . 一6 9 1 2 0 0
。
H
, O ( l )
一2 3 7 2 . 一5 8 7 1
H C O H
( 了aq )
+ a ( q )
) a
海 场 正 常生 长 所 需 最 低 的 氯 离 子 浓度 是 8 p p m
,
(亦可 近 似表 示 为 8 m g
一3
d m
。
)
一 周大 雨 之 后
对 海 湾 的 水 进 行 分析
,
。
向 5 0 m l 海 湾 水样中 加几 滴 K ZC rO 0 4
。
指示 剂
,
用 1 6
.
6 1
m l浓度
,
‘
”
。
,
,
型
. C H 刃H
4
1 1 0 8 某菇烯 醇 A (C H 0 )经 选 择性 氧化 得 到 的 产 物 或 是 一 个 十碳 原 子 的 醛
,
,
或是 一 个十 碳 原 子的 梭酸 ; A
、
与 二 摩 尔 的 滨反 应 化 合物 :
生 成 一 个 四 浪 化合 物
,
分子 式 为 C
3
,。
许 多 小 溪流 经 煤矿 和 金 属 矿
。
由 于 含 硫 矿 床暴 露 在 空 气 中或暴 露 到 含氧 的 水 中
。
,
这 些 小溪变成 酸性
,
溪 当
水 中含 有 溶解 的 铁 和 硫 酸 盐
,
它 们 的浓度 都很 高
,
最 常 见 的含硫 矿是 黄铁 矿
〕 的 形 式 沉淀 出 来
,
其 中 铁 的 氧化 态 是十
。 。
是 不 是 写 出计 算 过 程 水中是 否 含 有 足 够 的 氯 离 子以 供 海 场 正 常生 长? 圈 出 是或 不 是 ; i ) 写 出滴 定剂 和 样 品 反 应 的 配 平 的化 学 方程 式 . v i ) 写 出 滴定终点 颜色变化 的配 平 的 离 子 反 应 式 圈 出反 应 式 中 砖 红 色化 合 物 的 分子式 ;
0 为0. o I64 M 的 A g N O 3 溶 液滴 定 终点 时 形成 明 亮的砖 红 色 沉 淀 . . pA ’ 。 p Z 凡 ( g C I 二 1 7 8 x 10 ) 凡 (A g C ro 4) = I oo X 10 ”
一 一
) i
样 品 中 氯离 子 的 摩 尔 浓 度 是 多 少 ?
。
请写 出化合 物 B
) b
、 D
E
F
及 松柏 醇 的结构
,
化 合 物 A 可 有 几 种 立 体 异 构体 请 画 出化 合 物 A 的结构 用 一 号 标 出 A 中的 手 征 中心 对 其 全 部立 i h r 体异构 体 画 出 它 们 的 费 歇 尔(F sc e )投 影 (以 下 图 为 例 ) 并 用 R 或 S 来表 示 它 们结构 中 手 征 中 心 的 绝 对 构
) i
.
) v
i v )
在 滴 定终点
,
铬 酸 根 离 子 的 浓 度 是 仪0 2 M 0
,
。
计 算 当 砖红 色沉 淀 出现 时 溶 液 中 O
.
一
的 浓度
。
为 使滴 定 更有效
被滴定 溶 液 必 须 呈 中性 或 弱 碱 性
写 出用 来描述 在 酸性 介质 中 所 发 生 的 竞 争 反 应 的 5l
配平 的方 程 式 (这 个 反 应 影 响滴定终点 的 观 察 )
) b
。
. 5 10
如 果 开 始滴 定 时 样 品 溶 液是 酸 性 的 则 由于 酸性太 强 而 不 能进行准确 分 析
。
,
通 常向 被 滴 溶液加 人 缓冲 溶 液 以 控 制 p H
。
假 定海湾 水 的 p H 为
,
) i
升
分
溪 水 中有
,
的
,
被氧化为
。
一
池 塘 中水 的
很高
。
因而
马 上 沉 淀为
经老化
变为
计算 两 年内有 多少 克
,
将 在池塘底部沉淀 出来
。 。
。
从松树中分 离得 到的 松 柏醇 松柏 醇 既 不 溶 于 水 失而 形 成
在 碱存 在 下
, ,
其分 子式 为
。
也 不 溶于
水溶液
但当
,
的
溶 液 加 人松柏 醇 后