IChO(国际化学奥林匹克竞赛)考试大纲

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国际化学奥林匹克竞赛基本要求

国际化学奥林匹克竞赛基本要求

国际化学奥林匹克竞赛基本要求说明:☆化学论题的分类(下表各知识点后面的数字,前者是它归属的组别,后者是知识点序号)·组1:这些论题是绝大多数中学化学大纲里有的。

·组2:这些论题是许多中学化学大纲里有的;若大纲里没有,预期各国应向参赛学生介绍。

·组3:这些论题是大多数中学化学大纲里没有的。

☆主办国出的预备题不必涉及第一和二组论题,但对第二组论题应开具细目。

所有竞赛将涉及到的第三组论题必须包括在预备题中。

译注:☆1:本大纲制订的基础是对参赛队领队的大量问卷调查与综合分析,制订工作历时8年,三度修订。

通读本大纲可得出如下认识:本大纲是采取举例的方式来明确知识点的层次,重在体现知识点的不同层次,不能说大纲里没有列入的知识点就不属于竞赛内容。

也可以有如下认识:本大纲的一级知识水平大致与Nuffield O-水平吻合,二级知识大致与Nuffield A-水平吻合,三级知识大致为大学本科低年级知识水平。

☆2:知识点的分级旨在明确竞赛前参赛选手需要记忆多少知识作为解题的基础,不等于在竞赛试题中不得出现超纲的供参赛选手现学现用的化学知识信息以及考核参赛选手把握新知识内涵的能力(学习能力)与应用新知识的能力(应用能力)以及创造性思维的能力。

☆3:本大纲是98年10月在斯洛伐克首都布拉津斯拉伐工作会议上修订的。

在该次工作会议上与会代表用6个单元时间逐字逐句地对原在华沙会议制订的大纲进行分组审核,提出修改意见,然后又用1个单元时间进行讨论,最后由指导委员会主席携回加工定稿。

第31、32届IChO预备题均将此大纲作为附件,预备题的编制以此大纲为依据。

☆4:全国化学竞赛基本要求应根据此大纲作出相应调整。

全国初赛应与本大纲一级知识水平大致吻合,决赛(冬令营)应于本大纲一、二级知识水平大致吻合,对国家集训队进行的讲座与国家队四名选手的选拔赛应依据本大纲一、二级知识和预备题中明确的三级知识,属于本大纲三级知识而预备题未涉及的不应作为国家集训队选手已经掌握的(记忆了的以及能够熟练应用的)知识来考核。

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

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。

国际化学奥林匹克竞赛-40thIchotheoreticalanswers

国际化学奥林匹克竞赛-40thIchotheoreticalanswers

Yes, but only in quite dilute solutions can this happen. 1 pt for ticking yes
c = [HA] + [A–] = [H+]
(1 pt)
[H+] = [A–] + [OH–]
(1 pt)
This means that [HA] = [OH–]
(1 pt for reasonable guess – between 6 and 7)
A good approximation is: [H+ ] = 3 (KKw )
The full equation can be solved through iteration: [H+ ] = 3 (K + [H+ ])Kw
In equilibrium constant calculations all concentrations are referenced to a standard concentration of 1 mol/dm3. Consider all gases ideal throughout the exam.
4
Name:
Code: XXX-
c)
Could it be possible that the solution contained acetic acid?
Acetic acid: pKa = 4.76
Yes No
If yes, calculate the pH (or at least try to estimate it) and show your work.
Official English version

全国化学竞赛决赛考试大纲

全国化学竞赛决赛考试大纲

决赛大纲1.原子结构——四个量子数、原子轨道(波函数的角向分布图像与轨道名称)。

2.分子结构——用波函数的角向分布图像说明π键和σ键。

分子轨道的基本概念(成键、反键及非键)。

第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图。

氟化氢的分子轨道能级图。

最高占有轨道(HOMO)与最低未占有轨道(LUWO)的概念。

键级的概念。

分子轨道想论对氧的磁性的解释。

3.晶体结构——点阵概念与14种点阵单位、7大晶系。

简单点阵单位和带心点阵单位的概念(如点阵单位中点阵点的数目与位置)。

结构基元。

晶胞中的等同原子。

堆积模型和堆积-填隙模型。

4.范德华力——取向力、诱导力和色散力。

氢键。

5.键能。

6.化学热力学基础——热力学能、焓、自由能和熵。

热化学计算〔等温过程的盖斯定律、(标准摩尔)生成焓、(标准摩尔)生成自由能、标准熵以及有关计算;假设焓变与熵变不是温度的函数的计算;假设为绝热体系的火焰最高温度计算〕。

自由能与反应的方向性。

吉布斯一亥姆霍兹方程及其应用(对反应方向与温度的关系的解释;对放热反应与吸热反应的反应方间性的说明;假设焓变与熵变不随温度变化的近似计算)。

范特霍夫方程及其应用。

标准自由能与平衡常数。

平衡常数与温度的函数关系。

热力学循环。

热力学分解温度(标态和非标态——压力对分解温度的影响)。

反应熵变的正负号的判断。

7.化学动力学基础——反应速率的基本概念;反应级数的概念;用实验数据推求反应级数。

一级反应(的积分式)的有关计算(速率常数、半衰期、C-1 4法推断年代等);阿累尼乌斯方程及其有关计算(阿累尼乌斯活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数的影响的计算等);活化能与反应热的关系;反应机理的基本概念;用稳态近似推求速率方程。

催化剂对反应的影响的本质。

化学反应的动力学制约和热力学制约。

8.酸碱质子理论。

缓冲溶液。

利用多元酸的平衡常数的计算。

盐的水解度和溶液的pH值的计算。

溶度积原理以及利用溶度积的计算。

氢氧化物沉淀与溶解的pH值。

2004年第36届ICHO预备试题及答案(中文)课件

2004年第36届ICHO预备试题及答案(中文)课件

准备题及解答Kiel, Germany January, 2004序言准备题目是为挑战和激励参加在德国Kiel举行的第36届国际化学奥林匹亚的学生所设计。

题目含盖广大范围的主题,但是大部份能以基本化学知识解答。

详细的题目和解答使学生能够学习和了解题目的背景。

你也可以在网站上得到此题目:www.icho.de...Chemistry(没有解答)。

解答将于2004年五月公告。

在同一网页(...Participation),你可以找到-IChO的规章-实作和理论部分的大纲-国际评审委员会制定的安全规则及建议-危险警告符号,名称,说明,R-警语,S-警语给教练的话:在理论测验时,会提供元素周期表和与准备题相类似的常数及公式。

假如须要额外的资料,请来信。

在考试时,学生会有一本试题和与试题分开的答案卷。

只有写在格内的答案才会被评分。

在考试时,大会准备了英文版的试题,但是只有在被要求的情形下才会提供。

对于须要计算的答案,只有在有写计算过程的情况才会被评分。

我们认为安全是很重要的。

在准备题的实作题目之前,你可以找到将在Kiel遵循的有关安全预防和步骤的规则表。

在Kiel注册时,我们将要求总教练签证关于他的学生队知道这些规则,且被训练和能够遵循的声明。

最后,虽然审慎的检视题目,也许您还是会发现一些没有被发觉的错误。

我们欢迎您对题目的意见。

(Hampe@t-online.de)欢迎参加第36届IChO,欢迎到德国,欢迎到Kiel。

Wolfgang Hampe内容页码题目/解答1 燃烧能(Combustion Energy)2 哈柏-柏西法Haber-Bosch Process)3 生物化学之热力学(Thermodynamics in Biochemistry)4 热导(Heat Conductivity)5 “绿色”化学---超临界流体CO2的应用(“Green”Chemistry – The Use of Supercritical CO2)6 过氧双硫酸盐离子的化学动力学(Chemical Kinetics of thePeroxodisulfate)7 乙烯氢化反应的催化(Catalytic Hydrogenation of Ethylene)8 酵素反应动力学(Kinetics of an Enzymatic Reaction)9 CaCN2, 一个旧但是重要的肥料(CaCN2– An Old but stillImportant Fertilizer)10 最密堆积的结构(Closed-Packed Structure)11 碳化钛,一个高科技的固体(Titanium Carbide – AHigh-Tech Solid)12 金属的奈米聚合物(Metal Nanoclusters)13 分子的光吸收(Absorption of Light by Molecules)14 观察单一分子(Observing Single Molecules)15 四面体分子的红外线光谱(Infrared Spectroscopy ofTetrahedral Molecules)16 生物有机化学光谱(Spectroscopy in Bioorganic Chemistry)17 去氧核醣核酸,核醣核酸和蛋白质(DNA, RNA, Proteins)18 脂肪酸的降解(Fatty Acid Degradation)19 脂质(Lipids)20 凯库勒的苯环结构(Kekulé, Benzene, and the Problem ofAromaticity)21 苯与环己烷(Benzene and Cyclohexane)22 非苯系芳香族化合物(Non-Benzoid Aromatic System)23 止痛剂(Pain Reliefers)24 羰基化学(Carbonyl Chemistry)25 环己烷(Cyclohexanes)26 掌性化合物(Chiral Compounds)27 单醣(Monosaccharides)28 Epibatidine29 Crixivan30 立体选择性的还原反应(Stereoselective Reduction)31 接口活性微胞(Surfactant Micelles)32 两性共聚高分子的自我组装(Self-assembly of AmphiphilicBlock Copolymers)33 微乳化技术(Microemulsions)34 硅石奈米结构(Silica Nanostructures)35 八水合过氧化锶的制备和测定(Preparation and volumetricdetermination of strontium peroxide octahydrate)36 碘酸钾的制备和测定(Preparation and iodometricdetermination of potassium iodate)37 定性分析未知混合物中的阴离子(Qualitative analysis ofanions in an unknown mixture)38 聚甲基丙烯酸甲酯的回收再利用(Recycling ofPolymethylmethacrylate)39 对氯苯甲醇的合成-坎尼札罗反应的例子(Synthesis ofpara-chlorobenzyl alcohol – an example of CannizzaroReaction)40 活泼碳酸衍生物的氨解:氰基乙醯胺的合成(Ammonolysis ofan activated carbonic acid ester: synthesis of cyanoacetamide)题目1: 燃烧能(Combustion Energy)1.1 写出丙烷和丁烷在空气中完全燃烧的化学方程式。

第51 届国际化学奥林匹克试题(理论部分)

第51 届国际化学奥林匹克试题(理论部分)

126
Vol. 35
大 学 化 学
总则

本理论考卷共 58 页。

“Start (开始)”命令发出后,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。

若需打草稿,可以利用试卷的背面。但谨记:写在指定区域之外的解答不予评判。
:醛
:羰基 α 位
苄基 CHn—C6H5:
芳环上的:
11.0
10.0
9.0
8.0
7.0
6.0
50
. All
Rights
Reserved.
H―H
耦合常数(Hz)
氢的种类
|Jab| (Hz)
R2CHaHb
4–20
R2HaC―CR2Hb
2–12
如果 σ 键可以自由转动:6–8
这次比赛。经过各 5 小时的实验和理论考试,共决出 196 枚奖牌——金牌
37 枚,银牌 64 枚,铜牌 95 枚。中国代表队何流(浙江杭州学军中学)、邓
子杰(河北衡水第一中学)、杨景程(湖南长沙市第一中学)、陈劭炎(山东省
广饶县第一中学) 4 名选手发挥出色,获得三金一银的优异成绩。其中,何
流总分第一、实验(满分)与另两位选手并列第一,邓子杰总分第二、理论成绩第一,获得国际纯粹与应用化学联合
教授观摩比赛并为申办工作提供指导;南开大学朱守非教授、梁广鑫教授和郭东升教授观摩比赛并代表中国化学会
向国际化学奥赛组委会提出申请并进行答辩,为我国获得了 2022 年 IChO 的举办权。
兹将本届国际化学奥林匹克理论试题及实验试题中文版刊出,以飨读者。为最大程度展示试题原貌,编辑保持

化学学科的学科竞赛与奖项介绍

化学学科的学科竞赛与奖项介绍

化学学科的学科竞赛与奖项介绍化学学科竞赛与奖项在学生学习和研究中起着重要的推动和鼓励作用。

通过参加学科竞赛,学生可以展示自己的专业知识和研究成果,提高学术水平,并获得荣誉和奖励。

本文将介绍一些著名的化学学科竞赛和相关奖项。

一、国际化学奥林匹克竞赛(IChO)国际化学奥林匹克竞赛是世界上最具声誉和影响力的化学学科竞赛之一。

该竞赛每年举办一次,吸引来自全球各个国家和地区的优秀化学学生参加。

竞赛中,学生们需在实验和理论两个方面展示他们的化学素养和解决问题的能力。

获奖者不仅能获得个人荣誉,还有机会获得奖学金和进入顶尖大学学习的机会。

二、全国中学生化学竞赛全国中学生化学竞赛是中国中学生学科竞赛中的重要组成部分。

该竞赛根据学年不同分为初赛和决赛两个阶段。

初赛主要通过考试形式进行,考察学生对基础化学知识的理解和应用能力。

决赛则通过笔试和实验实训等形式,对学生的创新思维和实践能力进行考察。

在全国化学竞赛中获奖的学生将受到学术界的关注,并有机会获得奖学金和科研机会。

三、国家级化学竞赛国家级化学竞赛是中国高中生的一项重要学科竞赛。

该竞赛由教育部主办,面向全国各地的高中学生。

竞赛分为初赛、复赛和决赛三个阶段。

初赛主要以选择题形式考察学生的记忆能力和基础知识掌握情况。

复赛则通过计算题和实验题考察学生的应用能力和实验操作技巧。

决赛则是对复赛成绩较好的学生进行更加深入的考察,涉及到更高层次的化学知识和问题解决方法。

四、地区化学竞赛地区化学竞赛是在省市一级组织的学科竞赛活动。

不同地区的化学竞赛有不同的名称和形式,如上海市化学竞赛、北京市化学竞赛等。

这些竞赛旨在推动地方教育发展,挖掘和培养优秀的化学学生。

获奖的学生将受到地方教育部门和高校的关注,有机会获得奖学金和升学机会。

除了这些竞赛外,其他化学学科领域还有许多奖项和科研机会可供学生展示才华和获得更多的学术发展机会。

例如,针对化学研究方向的国际学术会议,如国际化学联合会大会、美国化学学会年会等,提供了与化学界专家学者面对面交流的机会。

国际化学奥林匹克竞赛试题汇编-第38届ICHO理论试题(中文版)答案

国际化学奥林匹克竞赛试题汇编-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35届ICHO试题(中文版)及答案

第35届ICHO试题(中文版)及答案

第35届ICHO试题(中文版)及答案第三十五届国际化学奥林匹克竞赛理论考试题,。

本试卷共35道考题,分为4部分计算过程及计算结果必须带单位。

考试时间为5小时。

普通化学第1-24题 30.5分 A物理化学第25-30题 33.0分 B有机化学第31-33题 34.0分 C无机化学第34-35题 27.5分 D总 35题 125分第1 ~ 24题每题1 ~3分(标在各题中);22题为2分;在选择题中,错选或不选皆不得分;在解答中用勾(?)表示出正确答案(只有一个答案是正确的)或将字母Y或N用圆圈圈出以表示正确或错误的选择(除非有另外的说明)。

第25 ~ 35题每题得分在2 ~ 17.5分之间(每题都有分数说明)考号:第一部分:普通化学1 (1分)难溶钍盐Th(IO3)4的溶解度s (摩尔溶解度, mol/L)是其溶度积Ksp的函数,它们的关系式为:(a) s = (Ksp/ 128)1/4 ( )(b) s = (Ksp/ 256)1/5 ( )(c) s = 256 Ksp1/4 ( )(d) s = (128 Ksp)1/4 ( )(e) s = (256 Ksp)1/5 ( )(f) s = (Ksp/128)1/5 / 2 ( )2 (1分)下列公式中哪一个能用来精确地计算任意浓度cHCl下HCl水溶液中氢离子浓度[H+]?(Kw = 1 ? 10 -14 M2) (a) [H+] = cHCl ( )(b) [H+] = cHCl + Kw/[H+] ( )(c) [H+] = cHCl + Kw ( )(d) [H+] = cHCl ? Kw/[H+] ( )3 (1 分)葡萄糖(C6H12O6)的摩尔质量是180 g/mol,NA为阿伏伽德罗(Avogadro)常数。

以下哪一句话是错误的?(a) 将90 g葡萄糖溶于水中可制得1000 mL 0.5 M的葡萄糖水溶液。

( )(b) 1.00 毫摩尔(mmol)葡萄糖的质量为180 毫克(mg)。

国际化学奥林匹克竞赛-36thIChOtheoreticalanswers

国际化学奥林匹克竞赛-36thIChOtheoreticalanswers

(1 point) (1 point)
Eloss = 1556 MJ
Final
2
13
Name: ______________________ Student code: ___________
1.5 Total energy and costs:
total energy: Etot = Ewater + Eair + Eloss = 1316 MJ + 12 MJ + 1556 MJ = 2884 MJ
(4 points) (2)
slope:
1 = 1.9 cm −3
Va,max

Va,max = 0.53 cm3
(1)
intercept:
1 = 6·102 Pa cm-3 K ⋅Va,max

K·Va,max = 1.7⋅10-3 Pa-1 cm3
(1)
2.4 Equation for reaction rate:
Final
4
22
Name: ______________________ Student code: ___________
22
2.3 d) Gas volume Va,max and product K·Va,max:
1 = 1 + 1 = Va,max

θ K⋅p
Va
1 + p =p K ⋅Va,max Va,max Va
2 CO + O2 2 NO + 2 CO 2 C8H18 + 25 O2
→ → →
2 CO2 N2 + 2 CO2 16 CO2 + 18 H2O

第46届(2014年7月25日)国际化学奥林匹克竞赛理论试题(含参考答案和评分标准)

第46届(2014年7月25日)国际化学奥林匹克竞赛理论试题(含参考答案和评分标准)

第46届(2014年7月25日)国际化学奥林匹克竞赛理论试题(含参考答案和评分标准)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、填空题1.箱中微粒:多烯量子力学中,π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。

π电子的能量在下面的方程中给出:22n2n hE=8mL,n是量子数(n= 1,2,3,…。

),h是Planck's常数,m是电子质量,L是势箱的长度,并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。

适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。

一个近似的半经验公式基于这个模型,将波长λ,双键数目k与常数B用下列关系式联系起来:λ (nm)=B×2(k+2)(2k+1)等式1(1).用这个半经验公式,取B= 65.01 nm,计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。

(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式),用k与基本常数表示。

并以此计算常数B calc的理论值___________。

(3).我们想合成一个线型多烯,在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。

用你第二部分的表达式,确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。

[如果你没有做出第二部分,用半经验公式等式1,取B= 65.01 nm来完成第三部分。

] (4).对于第三部分得到的多烯分子,计算HOMO与LUMO之间的能量差△E,(kJ·mol-1)。

如果第三部分未解决,取k= 5解决这个问题。

(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中,长宽高为L x、L y与L z。

国际化学奥林匹克竞赛理论试题

国际化学奥林匹克竞赛理论试题

科目 化学 年级 高三文件 aosai004.doc 考试类型 奥赛 考试时间 1999 关键词 化学竞赛标题 第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题 内容第一题化合物Q (摩尔质量 122.0 g mol -1) 含碳、氢、氧。

A 分题CO 2(g) 和 H 2O(l) 在 25.00 o C 的标准生成焓分别为 –393.51和–285.83 kJ ·mol -1。

气体常数R 为 8.314 J ·K -1·mol -1。

(原子量: H = 1.0, C = 12.0, O = 16.0)质量为0.6000g 的固体Q 在氧弹量热计内充分燃烧,在25.000o C 下开始反应, 此时量热计内含水710.0 g 。

反应完成后温度上升至27.250 o C, 反应生成1.5144 g CO 2 (g) 和 0.2656 g H 2O(l)。

问题1-1 确定Q 的分子式,并写出Q 燃烧反应的配平的化学方程式(标明物质状 态)。

问题1-2 若水的比热为4.184 J ·g -1·K -1,反应内能变化(∆U o )为–3079kJ ·mol -1,请计算量热计的热容(不包括水)。

问题1-3 计算Q 的标准生成焓(H f o )。

B 分题在6o C 时Q 在苯和水中的分配情况见下表,表中C B 和C w 分别表示Q 在苯和水中的平衡。

假定Q 在苯中的物种是唯一的,并与浓度与温度无关。

浓 度 (mol L -1) C B C W 0.0118 0.0478 0.0981 0.156 0.00281 0.00566 0.00812 0.0102问题1-4 假定Q 在水中是单体,通过计算说明Q 在苯中是单体还是双聚体。

问题1-5 理想稀溶液的凝固点表达式如下:fs 20f f 0f Δ.)(H X T R T T =-其中T f是溶液的凝固点,T f0是溶剂的凝固点,H f是溶剂的熔化热,X S是溶质的摩尔分数,苯的摩尔质量为78.0 g mol-1。

奥林匹克化学竞赛大纲

奥林匹克化学竞赛大纲

全国高中学生化学竞赛大纲说明:1.全国高中学生化学竞赛分初赛(分赛区竞赛)和决赛(冬令营)二个阶段。

加上冬令营后的国家集训队的培训和出国竞赛总共三个阶段这三个阶段的水是不平相同的。

本大纲旨在界定各级竞赛的试题水平,作为竞赛试题命题的依据。

2.本大纲分为两部分:第一部分是初赛大纲,第二部分是决赛大纲。

国家集训队选拔与培训需根据国际化学奥林匹克大纲和竞赛预备题来定,本大纲不涉及。

3.中国化学会原来下发的“奥林匹克化学竞赛培训大纲”的“几点说明”仍然是这份大纲的指导思想。

仍然有效,不再复述。

4.现行中学化学大纲以及考试大纲的内容均属初赛内容。

初赛大纲的基本出发点是:在现行中学化学大纲及考试大纲的基础上,在原理水平上大致与人民教育出版社《化学读本》的水平相当,但对某些化学原理的定量关系,物质结构、立体化学、有机化学和化学实验上作适当补充。

一般说来.补充的内容是中学化学内容的自然生长点。

5.决赛大纲则在初赛大纲的基础上对基础化学原理、基础无机化学,基础有机化学.定量分析原理与实验数据处理、实验技术等方面作适当补充。

6.本大纲若在试行后认为有必要作出调整.将在1998年11月发出通知。

初赛大纲1.有效数字的概念。

在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。

定量仪器(天平、量简、移液管、滴定管、容量瓶等)的精度与测量数据有效数字。

运算结果的有效数字。

2.理想气体标准状态。

理想气体状态方程。

气体分压定律。

气体密度。

气体相对分子质量测定。

气体溶解度。

3.溶液浓度与固体溶解度及其计算。

溶溶配制(浓度的不同精确度要求对仪器的选择〕、重结晶法提纯的量的估算。

洗涤操作中洗涤液的选择和洗涤方式的选择。

重结晶溶剂(包括混合溶剂)的选择。

4.容量分析的基本概念¬ not;——被测物、标准溶液、指示剂、滴定反应等。

分析结果计算。

滴定曲线与突跃概念〔酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃大小的定性关系。

不要求滴定曲线定量计算)。

全国高中学生化学(奥林匹克)竞赛考纲精编版

全国高中学生化学(奥林匹克)竞赛考纲精编版

全国高中学生化学(奥林匹克)竞赛基本要求说明:1.本基本要求旨在明确全国高中学生化学竞赛初赛及决赛试题的知识水平,作为试题命题的依据。

本基本要求不包括国家代表队选手选拔赛的要求。

2.现行中学化学教学大纲、普通高中化学课程标准及高考说明规定的内容均属初赛要求。

高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容(包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等)也是本化学竞赛的内容。

初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充,一般说来,补充的内容是中学化学内容的自然生长点。

3.决赛基本要求在初赛基本要求的基础上作适当补充和提高。

4.全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习,是一种课外活动。

针对竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。

本基本要求估计初赛基本要求需40单元(每单元3小时)的课外活动(注:40单元是按高一、高二两年约40周,每周一单元计算的);决赛基本要求需追加30单元课外活动(其中实验至少10单元)(注:30单元是按10、11和12月共三个月约14周,每周2~3个单元计算的)。

5.最近三年同一级别竞赛试题所涉及的符合本基本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。

6.本基本要求若有必要做出调整,在竞赛前4个月发出通知。

新基本要求启用后,原基本要求自动失效。

初赛基本要求1.有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。

定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。

数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。

实验方法对有效数字的制约。

2.气体理想气体标准状况(态)。

理想气体状态方程。

气体常量R。

体系标准压力。

分压定律。

气体相对分子质量测定原理。

气体溶解度(亨利定律)。

3.溶液溶液浓度。

溶解度。

浓度和溶解度的单位与换算。

溶液配制(仪器的选择)。

重结晶方法以及溶质/溶剂相对量的估算。

过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。

IChO竞赛主题正体中文版

IChO竞赛主题正体中文版

參加國際化學奧林匹亞競賽之學生必須具有參加國際化學奧林匹亞競賽之學生必須具有以下的概念以下的概念以下的概念與技與技與技術術:基本基本概念概念•估計實驗的誤差,使用有效數字 •原子核,同位素,放射性衰變和核反應(α,β,γ) • 類氫原子的量子數(n, l, m)和原子軌域(s, p, d)• 洪德規則,包立不相容原理• 主族和第一列過渡金屬原子及其離子的電子組態• 週期表及其性質之趨勢(電負度、電子親和力、游離能、原子和離子的大小、熔點,金屬性、反應性)•鍵結類型(共價鍵,離子鍵,金屬鍵),分子間作用力與其物性的關係• 分子結構和簡單的VSEPR 理論(最多四對電子)• 平衡反應,實驗式,莫耳的概念和亞佛加厥常數,化學計量計算,密度,不同濃度單位之計算 •化學平衡,勒沙特列原理,平衡常數:以濃度、壓力、莫耳分數的方式表達• 阿瑞尼斯,布倫斯特酸鹼理論,pH 值,水的自身解離,酸鹼反應的平衡常數,弱酸性溶液中的pH 值,很稀的溶液、簡單的緩衝溶液、以及鹽類的水解溶液的pH 值, •溶解度常數和溶解度• 錯合反應,配位數的定義,錯合物的形成常數• 基礎電化學:電動勢,耐恩斯特方程• 電解,法拉第定律• 化學反應的速率,基本反應,影響反應速率的因素,均相和非均相反應之反應速率定率式,速率常數,反應級數,反應能量分佈,活化能,催化反應,以熱力學和動力學上之變化,討論催化劑的影響• 能、熱和功,焓(enthalpy)和能量(energy),熱含量,赫斯定律,標準生成焓,溶液,水合能(溶合能),和鍵能• 熵(entropy)和吉布斯能量(Gibb’s energy)的定義和概念,熱力學第二定律,自發變化的方向• 理想氣體定律,分壓•直接和間接(反滴定法)滴定法的原理• 酸鹼定量法:酸鹼滴定的滴定曲線,指示劑的選擇及其顏色變化• 氧化還原滴定 (KMnO 4和碘滴定)• 簡單的錯合和沉澱滴定 •無機定性分析的基本原理,對指定的離子的認識,焰色試驗• 比爾定律•有機結構與反應之關係(極性、親電子性、親核性、誘導效應,相對的穩定度)•結構與性質之關係(如沸點、酸性、鹼性)•簡單的有機命名•碳中心的混成和幾何形狀•σ鍵、π鍵、非定域化、芳香族性質、中心結構•異構化(組成上、結構上、構型上,互變等)•立體化學(E-Z、順反、同反(snti-syn)、手(掌)性、光學活性、Cahn-Ingold-Prelog (R,S)系統)•親水性和疏水性的群體,微胞之形成•聚合物和單體,連鎖聚合,加成聚合和縮合聚合實驗技術術實驗技•在實驗室中加熱,加熱迴流•質量和體積的測量(電子天平、量筒、吸管、滴定管、容量瓶)•製備和稀釋溶液和標準溶液•磁攪拌器之操作•能在試管內進行反應•有機官能團的定性測試(用某個要求的過程)•體積測定,滴定法,使用吸量管及安全吸球•測量pH值(pH試紙或已校定之酸度計)學生應該學生應該熟熟悉的事實性事實性知識知識知識•第一、二族元素與水、氧氣和鹵素的反應,其焰色試驗的顏色 •非金屬二元氫化物的化學計量,反應和性質 • 常見的碳、氮、硫氧化物之反應(CO, CO 2, NO, NO 2, N 2O 4, SO 2, SO 3)• p-block 元素的常見氧化態、常見鹵化物之化學計量、及其含氧酸 (HNO 2, HNO 3, H 2CO 3,H 3PO 4, H 3PO 3, H 2SO 3, H 2SO 4, HOCl, HClO 3, HClO 4)• 鹵素與水的反應• 第一列過渡金屬常見的氧化態(Cr(III), Cr(VI), Mn(II) Mn(IV), Mn(VII), Fe(II), Fe(III),Co(II), Ni(II), Cu(I), Cu(II), Ag(I), Zn(II), Hg(I), and Hg(II) )及其離子顏色• 溶解第一列過渡金屬,及鋁和兩性氫氧化物(Al(OH)3, Cr(OH)3, Zn(OH)2)•過錳酸根離子、鉻酸根離子、重鉻酸根離子,其氧化還原反應 • 碘滴定法(硫代硫酸鈉和碘之反應);鑑定Ag +, Ba 2+, Fe 3+, Cu 2+, Cl –, CO 32–, SO 42–• 有機:•常見的親電子和親核試劑• 親電子加成反應:對雙鍵和三鍵進行加成反應,位向選擇性• Markovnikoff 規則,立體化學 •親電子取代反應:苯環上的取代,取代基對反應性及位向選擇性的影響,親電子基電物種• 消去反應:在sp 3碳中心的E1和E2反應,立體化學,酸鹼催化,共同離去基 •親核取代反應:在sp 3碳中心的SN1和SN2反應,立體化學• 親核加成反應:對碳-碳和碳-雜原子的雙鍵和三鍵的加成反應,加成-消去反應,酸鹼催化 •自由基取代:鹵素和烷烴的反應 • 氧化和還原:常見的官能團的不同氧化能力(炔-、烯-、烷-、鹵化烴、醇-、醛、酮-、羧酸衍生物,腈-、碳酸鹽)•環己烷結構• 格林亞反應,斐林和多倫的反應• 簡單的聚合物及其製備方法(聚苯乙烯,聚乙烯,聚胺,聚酯) •氨基酸及其分類,等電點,胜肽鍵,胜肽和蛋白質• 碳水化合物:葡萄糖和果糖的直鏈式和環狀式• 脂質:一般三酸甘油酯之通式,飽和及不飽和脂肪酸當準當準備題備題備題中有中有中有出現時出現時出現時,,下列為可以下列為可以考的考的考的概念和技能概念和技能概念和技能之之例子以下主題或其他類似廣度的主題最多可有六個理論和兩個實驗可在準備題中出現。

奥林匹克化学竞赛培训大纲(一)

奥林匹克化学竞赛培训大纲(一)

奥林匹克化学竞赛培训大纲(一)奥林匹克化学竞赛是一个选拔和培养化学人才的平台,而培训则是非常重要的一环。

针对奥林匹克化学竞赛的考试要求,制定奥林匹克化学竞赛培训大纲可以帮助考生更好地准备和应对竞赛。

一、培训目标目标是明确培训的方向和目的。

奥林匹克化学竞赛培训大纲的培训目标是培养考生的化学知识、思维方式和实验技能,让考生做到:1.熟练掌握化学基础知识;2.具有深厚的化学思想和分析能力;3.良好的实验创新能力;4.解决问题的能力和独立思考能力。

二、培训内容内容是培训大纲中最为关键的部分。

培训内容的安排应该根据考试的要求,针对每个方面较为全面地覆盖相关知识点,包括:1.有机化学基础、基础理论和实验;2.无机化学基础、基础理论和实验;3.物理化学基础、基础理论和实验;4.分析化学基础、基础理论和实验;5.实验操作技巧和创新思维培养。

三、培训方式方法是将培训内容有效的传递给考生的方式。

培训方式的设计要针对考生的特点和需求。

目前,奥林匹克化学竞赛培训方式普遍采用线上和线下相结合的方法,采用座谈、讲座、实验等方式进行。

1.培训教材的推荐;2.课堂讲解和授课;3.实验教学和操作技巧培训;4.线上学习和答疑服务。

四、培训形式形式是将培训内容有效的落实到考生的学习和实践过程中。

培训形式的设计要针对考生的特点和需求。

一般来说,奥林匹克化学竞赛培训的形式有:1.组织学生参加竞赛和考试;2.提供试题练习和模拟考试;3.进行实验操作和技能培训;4.线上学习和知识补充。

五、培训评估评估是衡量培训效果和质量的重要工作。

毕竟,培训的最终目标旨在让考生能够成功参加奥林匹克化学竞赛。

因此,培训应该设定评估和考核方式,评估内容应包括:1.知识点的掌握程度;2.实验操作技能和创新能力;3.答题思路和分析能力;4.综合实力和能力水平。

总之,制定奥林匹克化学竞赛培训大纲能够帮助考生更好地了解竞赛要求、准备考试,并确保培训的针对性和有效性。

考生应根据大纲要求有序学习和备考,努力提升自己的化学知识和实践能力,争取获得更好的成绩。

第53届国际化学奥林匹克试题

第53届国际化学奥林匹克试题

大 学 化 学Univ. Chem. 2021, 36 (12), 2110022 (1 of 22)收稿:2021-10-11;录用:2020-10-27;网络发表:2021-11-09*通讯作者,Emails:**************.cn(吕萍);**************.cn(王颖霞)•竞赛园地• doi: 10.3866/PKU.DXHX202110022 编者按:2021年7月25日至8月2日,第53届国际化学奥林匹克竞赛(IChO)通过远程在线方式举行。

来自全球79个国家和地区的312名选手参加此次竞赛,经过5个小时的理论考试,共产生33枚金牌、65枚银牌和96枚铜牌。

中国代表队杨数(江西师范大学附属中学)、黄章毅(湖南师范大学附属中学)、蔡鑫榆(四川成都七中)、赵邦森(浙江金华第一中学) 4名选手发挥出色,全部获得金牌,并包揽前四名。

这届比赛在日本大阪举行,由包括京都大学、仙台大学等日本多所大学和研究所共同组织。

中国代表队的赛场设在浙江杭州浙江大学,由中国化学会和浙江省化学会组织。

受中国科协委托,中国化学会委派北京大学王颖霞教授和浙江大学吕萍教授作为领队带队参赛,清华大学许华平教授、浙江大学何巧红教授、南开大学贺峥杰教授、郑州大学李恺副教授作为科学观察员全程参与,浙江大学教师袁银霞、陈琦担任远程考试监考人员,中国化学会竞赛工作委员会段连运教授参与指导。

2022年第54届国际化学奥林匹克将在中国天津举行。

兹将本届国际化学奥林匹克理论试题中文版刊出,以飨读者。

为最大程度展示试题原貌,编辑保持试题内容不变,仅对其格式做了少量修改。

此外,由于篇幅所限,常数列表及答题卡等详见“补充材料”(可通过网站 免费下载)。

第53届国际化学奥林匹克试题何巧红1,李恺2,许华平3,贺峥杰4,吕萍1,*,王颖霞5,*,段连运51浙江大学化学系,杭州 3100272郑州大学化学学院,郑州 4500013清华大学化学系,北京 1000844南开大学化学学院,天津 3000715北京大学化学与分子工程学院,北京 100871Problems for 53rd International Chemical OlympiadQiaohong He 1, Kai Li 2, Huaping Xu 3, Zhengjie He 4, Ping LÜ 1,*, Yingxia Wang 5,*,Lianyun Duan 51 Department of Chemistry, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.2 College of Chemistry, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China.3 Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, China.4 College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.5 College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.通则● 只能用墨水笔回答问题。

国际化学奥林匹克竞赛

国际化学奥林匹克竞赛

国际化学奥林匹克竞赛活动概况国际化学奥林匹克竞赛(International Chemistry Olympiad,IChO)是国际科学奥林匹克的一种。

1968年,首届IChO举办于捷克斯洛伐克的布拉格,以后年年举办(1971年除外)。

最初的参加国大多数都是前东欧集团的成员,而且1980年第12届奥地利IChO 以前,这项竞赛都没有在一个“资本主义”的国家里举办过。

赛体和赛制每支代表队由4名学生、2名导师组成,其中1名导师任领队。

每支代表队还可以有一名嘉宾(guest)和一名科学观察员(scientific observer)。

参赛学生年龄不得超过二十岁,且不得拥有高于中等教育的正式学籍。

大赛的国际信息中心(The International Information Center)设在斯洛伐克的布拉迪斯拉发。

一个国家要想派出选手参加IChO的比赛,必须首先连续两届向大赛派出观察员。

在36届IChO中,68个国家参加了大赛,其中7个只派出了观察员。

比赛由理论和实验两部分构成。

两部分比赛时限都是五个小时,不在同一天内举行(一般实验先考)。

两个部分的成绩是独立的。

理论部分占总分的60%,实验部分占40%;两个成绩之和即为选手的总分。

导师有责任把英文版的试题翻译成他们的母语,这样学生们用的考题就是用他们的母语写成的。

考试之后,考卷将由一个举办国指定的委员会评审。

导师可以在这一轮评审之后与大会裁判商议评分标准,以保证评分的公平。

这些工作应在奖项颁发前完成。

因为导师们在比赛开始之前事先了解了题目,所以学生和导师的任何交流都是严格禁止的。

考试大纲中的知识点涵盖化学中的多个领域,包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、生物化学以及光谱学。

虽然大多数知识点都属于中学范畴,但其中很多问题都考察的更加深入,有些问题还需要高于中学要求的知识程度和理解能力。

IChO的主办国在比赛之前都要发行一套预备题,而这些题目所涉猎的专业知识明显深于一般中学乃至大学课程内容。

化学奥赛大纲

化学奥赛大纲

化学初赛大纲1.有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。

定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。

数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。

实验方法对有效数字的制约。

2.气体理想气体标准状况(态)。

3.溶液溶液浓度。

4.容量分析被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。

5.原子结构核外电子的运动状态: 用s、p、d等表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)核外电子排布。

电离能、电子亲合能、电负性。

6.元素周期律与元素周期系7.分子结构路易斯结构式。

8.配合物路易斯酸碱。

9.分子间作用力10.晶体结构分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。

11.化学平衡平衡常数与转化率。

12.离子方程式的正确书写。

13.电化学氧化态。

14.元素化学卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。

碱金属、碱土金属、稀有气体。

钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。

15.有机化学16.天然高分子与合成高分子化学的初步知识(单体、主要合成反应、主要类别、基本性质、主要应用)。

化学决赛大纲1.原子结构2.分子结构3.晶体结构4.化学热力学基础5.稀溶液的通性(不要求化学势)。

6.化学动力学基础反应速率基本概念。

7.酸碱质子理论8.Nernst方程及有关计算。

9.配合物的晶体场理论化学光谱序列。

10.元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平。

11.自然界氮、氧、碳的循环。

环境污染及治理、生态平衡、绿色化学的一般概念。

12.有机化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平(不要求不对称合成,不要求外消旋体拆分)。

13.氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。

DNA与RNA。

14.糖的基本概念。

葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。

糖苷。

纤维素与淀粉。

15.有机立体化学基本概念。

16.利用有机物的基本反应对简单化合物的鉴定和结构推断。

17.制备与合成的基本操作用电子天平称量。

18.常见容量分析的基本操作、基本反应及分析结果的计算。

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SYLLABUS OF THEINTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIADPart I Theoretical partLevel 1:school chemistry programs and need not be mentioned in the preparatory problems.Level 2: These topics are included in a substantial number of secondary school programs and maybe used without exemplification in the preparatory problems. Level 3: These topics are not included in the majority of secondary school programs and can only be used in the competition if examples are given in the preparatory problems.1. The atom1.1.Introduction1.1.1. Counting of nucleons 11.1.2. Isotopes 1 1.2.The hydrogen atom1.2.1. Concept of energy levels 11.2.2. Shape of s-orbitals 11.2.3. Shape and orientation of p-orbitals 11.2.4. Shape and orientation of d-orbitals 31.2.5. Understanding the simplest Schrodinger equation 31.2.6. Square of the wave function and probability 31.2.7. Quantum numbers (n, l, m l) 3 1.3.Radioactivity1.3.1. Types of radioactivity 11.3.2. Radioactive decay 11.3.3. Nuclear reactions 22. Chemical bonding2.1.VSEPR – Simple molecular structures with2.1.1. no more than four electron pairs about central atom 12.1.2. with central atom exceeding the “octet rule” 3 2.2.Delocalization and resonance 3 2.3.Hybrid orbital theory 3 2.4.Molecular orbital theory2.4.1. molecular orbital diagram (H2 molecule) 32.4.2. molecular orbital diagram (N2 and O2 molecules) 32.4.3. bond orders in O2, O2–, O2+ 32.4.4. unpaired electrons and paramagnetism 33. Chemical calculations3.1.1. Balancing equations 13.1.2. Stoichiometric calculations 13.1.3. Mass and volume relations (including density) 13.1.4. Empirical formula 13.1.5. Avogadro’s number 13.1.6. Concentration calculations 14. Periodic trends4.1.Electron configuration4.1.1. Pauli exclusion principle 14.1.2. Hund’s Rule 14.1.3. Main group elements 14.1.4. Transition metal elements 14.1.5. Lanthanide and actinide metals 3 4.2.Electronegativity 1 4.3.Electron affinity 2 4.4.First ionization energy 1 4.5.Atomic size 1 4.6.Ion size 14.7.Highest oxidation number 15. Inorganic Chemistry5.1.Introduction5.1.1. Trends in physical properties of elements (Main groups)5.1.1.1. melting point 15.1.1.2. boiling point 15.1.1.3. metal character 15.1.1.4. magnetic properties 35.1.1.5. electrical conductivity 25.1.2. Oxidation number 15.1.3. Nomenclature5.1.3.1. main group compounds 15.1.3.2. transition metal compounds 15.1.3.3. simple metal complexes 3 5.2.Groups 1 and 25.2.1. Trend in reactivity of (heavy elements more reactive) 15.2.2. Products of reaction with5.2.2.1. water 15.2.2.2. halogens 15.2.2.3. oxygen 25.2.3. Basicity of oxides 15.2.4. Properties of hydrides 35.2.5. Other compounds, properties and oxidation states 3 5.3.Groups 13 – 18 and Hydrogen5.3.1. Binary molecular compounds of hydrogen5.3.1.1. Formulae 15.3.1.2. Acid-base properties of CH4, NH3, H2O, H2S 15.3.1.3. Other properties 35.3.2. P block elementsGroup 13 (Boron group)15.3.2.1 The oxidation state of boron and aluminium in theiroxides and chlorides is +325.3.2.2. The acid-base properties of aluminiumoxide/hydroxide5.3.2.3. Reaction of boron(III) oxide with water 35.3.2.4. Reaction of boron(III) chloride with water 35.3.2.5. Other compounds, properties and oxidation states 35.3.3. Group 14 (Carbon group)5.3.3.1. The oxidation state of Si in its chloride and oxide is1+425.3.3.2. The +2 and +4 oxidation states of carbon, tin andlead, the acid-base and redox properties of theoxides and chlorides5.3.3.3. Other compounds, properties and oxidation states 35.3.4. Group 15 (Nitrogen group)25.3.4.1. Phosphorus(+5) oxide and chloride, and theirreaction with water5.3.4.2. Phosphorus(+3) oxide and chloride, and their2reaction with water5.3.4.3. Oxides of nitrogena. Reaction of NO to form NO2 1b. Dimerization of NO2 1c. Reaction of NO2 with water 15.3.4.4. Redox properties ofa. HNO3 and nitrates 1b. HNO2 and NH2NH2 35.3.4.5. Bi(+5) and Bi(+3) 35.3.4.6. Other compounds, properties and oxidation states 35.3.5. Group 16 (Oxygen group)5.3.5.1. The +4 and +6 oxidation states of sulfur, reaction1of their oxides with water, properties of their acids5.3.5.2. Reaction of thiosulfate anion with I2 35.3.5.3. Other compounds, properties and oxidation states 35.3.6. Group 17 (Halogens)5.3.6.1. Reactivity and oxidant strength decreases from F21to I25.3.6.2. Acid-base properties of the hydrogen halides 115.3.6.3. The oxidation state of fluorine in its compounds is–15.3.6.4. The –1, +1, +3, +5, +7 oxidation states of chlorine 15.3.6.5. Mononuclear oxoanions of chlorine 25.3.6.6. Reactions of halogens with water 35.3.6.7. Reaction of Cl2O and Cl2O7 with water 35.3.6.8. Other compounds, properties and oxidation states 35.3.7. Group 18 (Rare gases) 3 5.4. Transition elements5.4.1. Common oxidation states of common transition metals:1 Cr(+2), Cr(+3) Mn(+2), Mn(+4), Mn(+7) Ag(+1)Fe(+2), Fe(+3) Co(+2) Zn(+2)Hg(+1), Hg(+2) Cu(+1), Cu(+2) Ni(+2)5.4.2. Colours of ions listed above in aqueous solution 25.4.3. Insolubility of Ag, Hg and Cu in HCl 25.4.4. M2+ arising by dissolution of the other metals in HCl 225.4.5. Cr(OH)3 and Zn(OH)2 are amphoteric and the other +2oxides/hydroxides of the metals listed above are basic5.4.6. MnO4– and Cr2O72– are strong oxidants in acid solution 15.4.7. pH dependence of products of MnO4– acting as oxidant 25.4.8. Interconversion between CrO42– and Cr2O72– 35.4.9. Other compounds, properties and oxidation states 3 nthanides and actinides 3 5.6.Coordination chemistry including stereochemistry5.6.1. Definition of coordination number 115.6.2. Writing equations for complexation reactions given allformulae5.6.3. Formulae of common complex ions5.6.3.1. Ag(NH3)2+ 15.6.3.2. Ag(S2O3)23– 35.6.3.3. FeSCN2+ 35.6.3.4. Cu(NH3)42+ 15.6.3.5. Other complex ions 35.6.4. (6.5) Ligand field theory (e g and t2g terms, high and low spin) 35.6.5. Stereochemistry5.6.5.1. (6.7) cis and trans 35.6.5.2. enantiomers 3 5.7.Selected industrial processes5.7.1. Preparation of H2SO4 15.7.2. Preparation of NH3 15.7.3. Preparation of Na2CO3 25.7.4. Preparation of Cl2 and NaOH 25.7.5. Preparation of HNO3 26. Physical chemistry6.1.Gases6.1.1. Ideal gas law 16.1.2. van der Waal’s gas law 36.1.3. definition of partial pressure 26.1.4. Dalton’s Law 3 6.2. Thermodynamics6.2.1. First Law6.2.1.1. Concept of system and surroundings 26.2.1.2. Energy, heat and work 26.2.2. Enthalpy6.2.2.1. Relationship between internal energy and enthalpy 36.2.2.2. Definition of heat capacity 26.2.2.3. Difference between C p and C v (ideal gas only) 36.2.2.4. Enthalpy is a state propert y (Hess’s Law) 26.2.2.5. Born-Haber cycle for ionic compounds 36.2.2.6. Use of standard formation enthalpies 26.2.2.7. Enthalpies of solution and solvation 36.2.2.8. Bond enthalpies (definition and use) 26.2.3. Second Law (Entropy and Free Energy)6.2.3.1. Entropy definition (d q / T) 36.2.3.2. Entropy and disorder 36.2.3.3. Entropy definition (S = k ln W) 36.2.3.4. Gibbs energy definition (∆G = ∆H –T∆S) 36.2.3.5. Using ∆G to predict direction of natural change 36.2.3.6. Relationship between ∆G︒ and equilibrium constant K 3 6.3.Equilibrium6.3.1. Acid-base6.3.1.1. Arrhenius definitions of acids and bases 16.3.1.2. Bronsted-Lowry definitions 16.3.1.3. Conjugate acids and bases 16.3.1.4. pH definition 16.3.1.5. K w definition 16.3.1.6. K a and K b as a measure of acid and base strength 16.3.1.7. Acidity or basicity of ions 16.3.1.8. Calculation of pH from p K a(weak acid) 16.3.1.9. Calculation of pH of a simple buffer solution 26.3.2. Gas phase6.3.2.1. Equilibrium constant in partial pressures 36.3.2.2. Relating K p and K c 36.3.3. Solubility6.3.3.1. Solubility constant (product) definition (K sp) 26.3.3.2. Calculation of solubility in water from K sp 26.3.4. Compleximetric6.3.4.1. Complex formation constant (definition) 36.3.4.2. Problems involving compleximetric equilibria 36.3.4.3. Lewis acids and bases 36.3.4.4. Hard and soft Lewis acids and bases 36.3.5. Phase6.3.5.1. Temperature dependence of vapour pressure 36.3.5.2. Clausius-Clapeyron equation 36.3.5.3. Single component phase diagramsa. triple point 3b. critical point 36.3.5.4. liquid-vapour systema. ideal and nonideal systems 3b. diagram 3c. use in fractional distillation 36.3.5.5. Henry’s Law 36.3.5.6. Raoult’s Law 36.3.5.7. Deviation from Raoult’s Law 36.3.5.8. Boiling point elevation 36.3.5.9. Freezing point depression 36.3.5.10. Osmotic pressure 36.3.5.11. Partition coefficient 36.3.5.12. Solvent extraction 36.3.6. Multiple6.3.6.1. Calculation of pH for multiprotic acids 36.3.6.2. Calculation of pH for weak acid mixtures 3 6.4.Electrochemistry6.4.1. Electromotive force (definition) 16.4.2. First kind electrodes 16.4.3. Standard electrode potential 16.4.4. Nernst equation 36.4.5. Second kind electrodes 36.4.6. Relationship between G and electromotive force 37. Chemical kinetics (Homogeneous reactions)7.1.Introduction7.1.1. Factors affecting reaction rate 17.1.2. Reaction coordinates and the basic idea of a transition state 1 7.2.Rate law7.2.1. Differential rate law 27.2.2. Concept of reaction order 27.2.3. Rate constant definition 27.2.4. First order reactions7.2.4.1. Dependence of concentration on time 37.2.4.2. Concept of half life 37.2.4.3. Relationship between half life and rate constant 37.2.4.4. Calculation of first order rate constant froma. differential rate law 3b. integrated rate law 37.2.4.5. Rate constant for second and third order reactions 3 7.3.Reaction mechanisms7.3.1. Concept of molecularity 37.3.2. Rate-determining step 37.3.3. Basic concepts of collision theory 37.3.4. Opposing parallel and consecutive reactions 37.3.5. Arrhenius’s law 37.3.5.1. Definition of activation energy 37.3.5.2. Calculation of activation energy 38. Spectroscopy8.1.UV/visible8.1.1. Identification of aromatic compound 38.1.2. Identification of chromophore 38.1.3. Dyes: colour vs structure 38.1.4. Beer’s Law 3 8.2.Infrared8.2.1. Interpretation using a table of frequencies 38.2.2. Recognition of hydrogen bonds 3 8.3.x-Ray8.3.1. Bragg’s Law 38.3.2. Concept of8.3.2.1. coordination number 38.3.2.2. unit cell 38.3.3. Solid structures8.3.3.1. NaCl 38.3.3.2. CsCl 38.3.3.3. metals 3 8.4.NMR8.4.1. General Concepts8.4.1.1. chemical shift 38.4.1.2. spin-spin coupling and coupling constants 38.4.1.3. integration 38.4.2. Interpretation of a simple 1H spectrum (like ethanol) 38.4.3. Identification of o- and p-disubstituted benzene 338.4.4. Interpretation of simple spectra of 13C (proton decoupled) andother 1/2 spin nuclei8.5.Mass spectrometry8.5.1.1. Recognition of molecular ion 38.5.1.2. Recognition of fragments with the help of a table 38.5.1.3. Recognition of typical isotope distribution 39. Organic Chemistry9.1.Introduction9.1.1. (3.1.1) Alkane naming (IUPAC) 19.1.2. Trends in boiling points of9.1.2.1. (3.1.3) alkanes with structure 19.1.2.2. (3.7.1) alcohols vs ethers due to hydrogen-bonding 119.1.3. (3.3.1, 3.4.1) Geometry at singly, doubly, and triply bondedcarbon9.1.4. Identification of common functional groups 19.1.5. Isomerism of alkenes9.1.5.1. cis-trans 19.1.5.2. E/Z 39.1.6. Enantiomers9.1.6.1. Optical activity 29.1.6.2. R/S nomenclature 3 9.2.Reactivity9.2.1. Alkanes9.2.1.1. reaction with halogensa. products 1b. free radical mechanism (initiation, termination) 29.2.1.2. Cycloalkanesa. names 2b. Strain in small rings 3c. chair/boat conformations of cyclohexane 39.2.2. Alkenes9.2.2.1. Products from Br2, HBr and H2O/H+ 19.2.2.2. Markownikoff’s rule 29.2.2.3. Mechanism involving carbocation intermediates 39.2.2.4. Relative stability of carbocations 39.2.2.5. 1,4 addition to dienes 3 9.2.3. Alkynes9.2.3.1. Acidity relative to alkenes 39.2.3.2. Differences in chemical properties from alkenes 2 9.2.4. Benzene9.2.4.1. formula 19.2.4.2. stabilization by resonance 19.2.4.3. electrophilic substitution (nitration, halogenation)a. directing effect of first substituent 3b. effect of first substituent on reactivity 3c. explanation of substituent effects 39.2.5. Halogen compounds9.2.5.1. Nomenclature of monofunctional 19.2.5.2. Substitution reactionsa. giving alcohols 3b. in which halogen is exchanged 3c. reactivityi. primary vs secondary vs tertiary 3ii. aliphatic vs aromatic 3d. S N1 and S N2 mechanisms 39.2.5.3. Elimination reactions 29.2.5.4. Competition of elimination and substitution 2 9.2.6. Alcohols9.2.6.1. Nomenclature of monofunctional 19.2.6.2. Comparison of acidity of alcohols and phenols 29.2.6.3. Dehydration to alkenes 19.2.6.4. Esters with inorganic acid 29.2.6.5. Oxidation reactions 1 9.2.7. Aldehydes and ketones9.2.7.1. Nomenclature of monofunctional 19.2.7.2. Oxidation of aldehydes 19.2.7.3. Reduction to alcohols (LiAlH4, NaBH4) 39.2.7.4. Keto/enol tautomerism 39.2.7.5. Nucleophilic addition reactions witha. HCN 3b. RNH2 (R = alkyl, HO, NH2) 3c. enolate anions (aldol condensation) 3d. alcohols to form acetals/ketals 3e. Grignard reagents 39.2.8. Carboxylic acids and their derivatives29.2.8.1. Nomenclature of carboxylic acids and theirderivatives (esters, acid halides, amides)9.2.8.2. Acidity strength related to inductive effects 39.2.8.3. Preparation of carboxylic acids by hydrolysis ofa. esters (including soaps) 1b. amides 2c. nitriles 39.2.8.4. Reaction of carboxylic acidsa. with alcohols to form esters 1b. to form acid chlorides 3c. to form anhydrides 39.2.8.5. Reaction of acid chlorides to form amides 39.2.8.6. Mechanism of esterification 39.2.8.7. Multifunctional acids (hydroxyacids, ketoacids) 39.2.8.8. Polycarboxylic acids 39.2.9. Amines9.2.9.1. Nomenclaturea. simple amines 1b. recognition of primary, secondary, tertiary 19.2.9.2. Basicitya. As a property of an amine 1b. Comparison of basicity of aliphatic and aromatic 3c. Comparison of basicity of amines and amides 3d. Preparation of aminesi. from halides 3ii. from aromatic nitro compounds 3iii. from amides (by hydrolysis) 39.2.9.3. Diazotizationa. of aliphatic amines 3b. of aromatic amines 310. PolymersSynthetic10.1.10.1.1. Addition polymers10.1.1.1. polystyrene 210.1.1.2. polyethene 110.1.1.3. chain mechanism of formation 210.1.2. Condensation polymers10.1.2.1. polyesters 210.1.2.2. polyamides 210.1.3. Silicones 310.1.4. Concept of cross-linking and its affect on properties 3 10.2.Natural10.2.1. Silicates 310.2.2. Rubber 311. Biochemistry11.1.Carbohydrates11.1.1. Glucose and fructose11.1.1.1. chain formulae 111.1.1.2. Fischer projections 211.1.1.3. Haworth formulae 311.1.2. Difference between starch and cellulose 211.1.3. Difference between α- and β- D glucose 2 11.2.Fats11.2.1. Structure of fats in relationship to properties 211.2.2. Formula of glycerol 1 11.3.Nitrogen-containing Compounds of Biological Importance11.3.1. Amino acids11.3.1.1. Ionic structure 111.3.1.2. Isoelectric point 311.3.1.3. 20 amino acids (classification with structures2provided)11.3.1.4. Separation by electrophoresis 311.3.1.5. The peptide linkage 111.3.2. Proteins11.3.2.1. Primary structure 111.3.2.2. –S-S- bridges 311.3.2.3. Sequence analysis 311.3.2.4. Secondary structure 311.3.2.5. Details of α-helix structure 311.3.2.6. Tertiary structure 3211.3.2.7. Denaturation (change in pH, temperature,metals, ethanol)11.3.3. Nuclei Acids and Protein Synthesis11.3.3.1. Pyrimidine and purine 311.3.3.2. Nucleosides and nucleotides 311.3.3.3. Formulae of pyrimidine and purine bases 311.3.3.4. Difference between ribose and 2-deoxyribose 311.3.3.5. Base combination CG and AT (hydrogen-bonding) 311.3.3.6. Difference between DNA and RNA 311.3.3.7. Difference between mRNA and tRNA 3 11.4.Enzymes11.4.1.1. General properties, active centers 311.4.1.2. Nomenclature, kinetics, coenzymes, function of ATP 312. Analytical chemistry12.1.Titrations12.1.1. acid-base12.1.1.1. Titration curve; pH (strong and weak acid) 212.1.1.2. Choice of indicators for acidimetry 212.1.2. Redox titration 3 12.2.Qualitative analysis12.2.1. Ions (Inorganic)12.2.1.1. Identification of Ag+, Ba2+, Cl–, SO42– 212.2.1.2. Identification of other anions and cations 312.2.2. Organic functional groups12.2.2.1. Lucas reagent (1-, 2-, 3-alcohols) 312.2.2.2. Iodoform reaction 3312.2.2.3. Identification of primary, secondary, tertiary,quarternary amines in the laboratory12.3.Chromatographic methods of separation 3Part I Experimental partLevel 1: is assigned to the basic experimental activities which are supposed to be mastered by competitors very wellLevel 2: is assigned to the activities which are parts of school experimental exercises in developed countries and the authors of IChO tasks mayincorporate them into the tasks without being bounded to mention it inadvanceLevel 3: is assigned to such activities which are not in the chemistry syllabus in the majority of participating countries and the authors are obliged to mentionthem in the set of preparatory tasksIf the organizer wants to apply a technique which is not mentioned in the above syllabus, this technique is set to level 3 automatically.1. Synthesis of inorganic and organic compounds1.1. Heating with burners and hotplates 1 1.2. Heating of liquids 1 1.3. Handling the work with inflammable substances and materials 1 1.4. Measuring of masses (analytical balance) 11 1.5. Measuring of volumes of liquids (measuring cylinder, pipette,burette)1.6. Preparation of solutions from a solid compound and solvent 1 1.7. Mixing and dilution of solutions 11.8. Mixing and stirring of liquids 1 1.9. Using mixer and magnetic stirrer 2 1.10. Using a dropping funnel 1 1.11. Syntheses in flat bottom vessels – general principles 1 1.12. Syntheses in round bottom vessels – general principles 1 1.13 Syntheses in a closed apparatus – general principles 1 1.14. Using microscale equipment for synthesis 3 1.15. Apparatus for heating of reaction mixture under reflux 2 1.16. Apparatus for distillation of liquids at normal pressure 2 1.17. Apparatus for distillation of liquids at reduced pressure 2 1.18. Apparatus for steam distillation 3 1.19. Filtration through flat paper filter 1 1.20. Filtration through a folded paper filter 1 1.21. Handling a water vacuum pump 1 1.22. Filtration through a Büchner funnel 1 1.23. Suction through a glass filter 1 1.24. Washing of precipitates by decantation 1 1.25. Washing of precipitates on a filter 2 1.26. Drying of precipitates on a filter with appropriate solvents 2 1.27. Recrystallization of substances from aqueous solution 1 1.28. Recrystallization of substances from a known organic solvent 23 1.29. Practical choice of an appropriate solvent for recrystallization of asubstance1.30. Drying of substances in a drying box 2 1.31. Drying of substances in a desiccator 2 1.32. Connecting and using of a gas washing bottle 21.33. Extraction with an inmiscible solvent 12. Identification of inorganic and organic compounds:general principles2.1. Test-tube reactions 1 2.2. Technique of reactions performed in a dot dish and on a filter paper 12 2.3. Group reactions of some cations and anions specified by theorganizer2.4. Selective reactions of some cations and anions specified by the2 organizer2.5. Specific reactions of some cations and anions specified by the organizer 32 2.6. Identification of elements by flame coloration (using a platinumwire/MgO rod, Co-glass)2.7. Using a hand spectroscope/Bunsen spectroscope 3 2.8. Melting point determination with Kofler or similar type of apparatus 32.9. Qualitative evidence of basic functional groups of organic2 substances specified by the organizer3 2.10. Exploitation of some specific reactions for identification of organiccompounds (specified by the organizer)3. Determination of some inorganic and organic compounds:general principles3.1. Quantitative determinations using precipitation reactions 2 3.2. Igniting of a precipitate in a crucible 1 3.3. Quantitative volumetric determinations 1 3.4. Rules at titrating 1 3.5. Use of a pipetting ball 1 3.6. Preparation of a standard solution 2 3.7. Alkalimetric and acidimetric determinations 22 3.8. Color transitions of indicators at alkalimetric and acidimetricdeterminations3.9. Direct and indirect determinations (back titration) 3 3.10. Manganometric determinations 3 3.11. Iodometric determinations 3 3.12. Other types of determinations on basis of redox reactions 3 3.13. Complexometric determinations 3 3.14. Color transitions of solutions at complexometric determinations 3 3.15. Volumetric determinations on basis of precipitation reactions 33.16. Thermometric titration 34. Special measurements and procedures4.1. Measuring with a pH-meter 2 4.2. Chromatography on thin layers 3 4.3. Column chromatography 3 4.4. Separation on ion exchanger 3 4.5. Measuring of UV-VIS absorbances with a spectral photometer 34.6. Performing of conductivity measurements 35. Evaluation of results5.1. Estimation of experimental errors (significant figures, plots scales) 1。

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