第34届国际化学奥林匹克理论试题

２舢十（）：舅挚２№。
【２ｔ ｌ写出下列备种氮的存在形式中氮的氧化态：（填在化合物下面的挺内）
ＮＨｊ～，ＮＨ２一ＮＨ３
口口口
亚硝酸盐的分光光度分析是基于它与指示剂反应后的有色产物在波长＾＝５４３ ｎｍ时有最人的吸收。 为ｒ使定域分析钻果准确，必须作一条校正后的在最大暖收波长ｘ＝５４３ ｎｍ时的吸光度与亚硝酸盐浓度笑系的标准Ｉ：作
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…。，
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刨型～ 斟饵。 科遴∑ ““１浏Ｉ，
怀Ｉ｝ｊ船自｜教水解压世叶Ｉ止确的ｃ一【】键断裂机理。 利垌现代ＮＭＫ技术，可“俭测”到氘（２Ｈ）和氧的同位索（Ｏ”）．因此．用同位索标记水的方式研究水解反应，可得到有关水 解反应机理的信息． 儿一１＿２标出卜述情况下饕使Ｈ｛的哪一种同位索标记水是最好的： Ａ ２Ｈ２（】｝｛Ｈ２１ ７ｔ）ｃ．２％１７（）Ｉ）以Ｅ都不是 简萄糖催化氧化得到ｌＪＩ梨醇（ｓ），而果糖（Ｆ）催化氢化后得到甘露醇（Ｍ）和山梨醇（ｓ）。 Ｉｌ＿卜３画ｆｉ：果糖（Ｆ）．山梨醇（ｓ）和甘露醇（Ｍ）的费歇尔投影式。 任ＪＪ口入催化刷下．在９５℃时ｌ摩尔菊粉在２ ｋｚ水中一步水解和氢化反应。果糖的氢化反应生Ｊ拄甘嘏醇（Ｍ）和山梨醇（ｓ） 的比倒是７：３（即对Ｍ的建择性是７．对ｓ选择性足３）。 ＩＩ—ｌ一４丐出此Ｊ豆应中生成的甘露醇（Ｍ）和山梨醇（ｓ）的摩尔教。 枉Ｊ豆Ｊ董完成詹，除去催化剂．反应物冷却到２５℃。在２５℃时．甘露醇（Ｍ）在水巾的溶解度为【Ｊ．４０ｍｏｌ·ｋｇ’．而山梨醇（ｓ） 在水中的溶解度很大以至丁它不会从水中析出。 ＩＩ １—５ 汁研析出的甘簖醇（Ｍ）的朦尔数ｍ０１． ＩＩ一２甲醇的生产
商的产品，ＰＰＩ‘Ａ的链是在正交垂直方向的薄片（平面）结构型的完美包装的纤维。其结构式如下：
渗蛋
Ｉ¨３ Ｉ 画出这些薄片的结构（只需画出３个主链）
对于一个由等摩尔量的２个单体聚台的反应而言，其聚合物的平均链长度为Ｐ。，其转化率为卢，链的总数为Ｎ。和单体的 总起始量为ｕｔ－摩尔。 聚合反应的平衡町用下列的方程式来表示：
Ｏ
④
圈ｌ
在ｙ处甲醇的流速。［ｃＨ３（）Ｈ，７］＝１０１）０ｍｏｌ·手１，该工厂设计能力为将２／３ ｃＯ转化为甲醇．位置８处过蜒的∞和Ｈ２彤
来加热第１个反应器，假定第一个反应（ｔｈｅ ｒｅｆｏⅡｎｅｒ ｒ朗ｃｔｉｏｎ）已完成。
ｆｆ ２ ｌ汁葬Ｓ处（”的流速及Ｈ２的流速。 ＩＩ ２ ２计钾７处（：Ｏ的流速及Ｈ２的漉速。
万方数据
～— — — — — — — — — — — — — — —一
２００２年第１ｌ湖
化学教育
．４７．
第二题Ｉｌ——工业生产中的化学
纯代们的Ｈ常生活中，常常使用工业产品。而核心『口Ｊ题是要驾驳化学的本质， ＩＩ—Ｉ 旋复花粉或称菊粉Ｉ ｌｎｎｌｉｎ）：一种可再生的原材料
在比利时ｆ【『荷兰，用菊苣（ｃｈ一∞ｒｙ）的根生产旋复花粉或称菊粉，由ｆ它对肠道菌具有良女ｒ的作用而被用作食品添加剂． 娃也破脚作果糖的原料。粜糖比蔗糖甜１ ９倍；其也被用于生产甘露醇．而甘露阵可用米制作口香精。旋复花粉是果糖线性 粜什物，在其中‘个求端有箭ｆ萄糖单元．其哈伍斯投影式（Ｈａｗｏｒｔｈｐｎ＿“【ｌｏｎｆｏｍｌｕＩａ）求ｊ·牟ｊ立。在乖题中，菊粉打１ｆ）个果糖 单元（ｎ＝９）。 ＩＩ １＿ｌ蒲粉叮存质子酸（Ｈ＋）酸性催化下有效水解，下列４种情况中何青的（’一【】键艟锌埘断裂（Ａ，Ｈ．（、ｆｌ】Ｉ））
曲线． Ｉ ２—２在最大吸收波长＾＝５４３ ｎｍ下掇４量吸光度是因为；
Ａ没柑杂质的Ｔ扰Ｂ．｛殳有俯离散射光的影响ｃ．在这时测量的值是聚准确的Ｄ．以上都不是
选择ＩＥ确的答案。 啦）匕度是用分光光度计测量的。然而有５％的光，也叫｝敦射光Ｊ。，束择毕黼两直接被榆测器接收丁，如阁２所』ｃ。
．一’１
Ｌ一』，，７｛
Ｉ｛ｍ十（、（）＿、Ｈｎｌ‘（：（）
（１）
Ｈｍ ｔ ｒｂ—。１１…（ｂ
（２）
反应（１）的、十，新常数Ｋ．是反应（２）的’ｒ衡常数Ｋ二的１（１（１０【ｌ倍。 鳟个Ｈｂ分ｆ能琅载４个【）二，能与（ｂ结：？的血液Ｈ吸收丁该昔的部分，并取央于ｑ的压力，如图ｌ的曲线ｔ所示。
㈢１巾同时给出的曲线（２）和（３）分别表示２种砖血红蛋白竹血涟与【上结台的曲线。这种现象通常在１些有某些遗传疾病的
冒２ 。２—３在消光乐数ｅ＝６０００￣ｒ１－ｃｍｌ．￡＝ｌ ｃｍ和浓度ｆ＝１ ｘｌｏ。Ｍ下，计算由分光光度计所显示的吸光度Ａ的值。
下表是｝鲤ｌｆ定水中亚硝酸盐含量的有关数据。
亚硝酸盐中氮的含量（ＰＰｍ）
在５４３ ｎｍ下的吸光度“２ ｌ Ｏｆ）ｆ）ｒｍ洋品池）
空自
０．００３（由于溶荆中的不纯物造成的）
ｋ１．Ｔ＝２９８ Ｋ。
Ｉ—ｌ一１ 利用ｆ街常数＿ｆ（相标准吉布斯能量△Ｇ ｏ的关系式，计剪反应（１）和反应（２）之间的吉布斯能莓差。 Ｉ ｌ一２当一片尔的血红蛋白从啼到肌肉再回到肺中时．从图ｌ所示的曲线在框中计算在这３种类型中释放在肌肉组织中 的（），的岸尔数（精确副２位有效数字）， Ｉ １ ３特殊的ｓ形曲线ｌ体现了血红蛋白的精细结构特征，曲线２巾所反映的血红蛋白不是最优原闻是：
Ｏ ９ｔ５
０．１６７
●＿。＿。－＿●－＿。－＿－＿－。’。＿－—＿。＿＿－●＿１。．。Ｈ８＿３－＿０。＿＿’＿。。。＿‘。。。＿＿－。。●－’’。。。’●＿＿－。。。。’—。。。。。。●。。’——０． ’—３—２—８——’。—————————————————一
卜２—４通过溶荆中的不纯物校正后，利用以上的数据计算校正曲线Ａ＝删ｒ＋６中的斜率卅和截距西。 术佯的双重分析结果在下表中给出。测量是在最大吸收波长＾＝５４３ ｎｍ和一个２ ０００ ｃｍ样品池中进行的。
ｔｃ，Ｉ：总
其中”．为化合物ｔ的流速，Ａ为化台物ｉ的分压，”总（ｎ。。）为在该位置的总流速，声为体系的总压力（卢＝１０ＭＰａ）。
当反应在一个足够大的容器中进行，反应可达到平衡．分压服从下列关系式：
舻筹
Ｅ。二弓斗二 其中扣。是常数（０．１ⅣⅡ、），Ｋ。是温度的函数 如图２所示（纵坐标为常用对数）。 ｌ¨
仵这个压ｌ：ｊ ｒｐ，坶｝自耗１峥々；哇将产生４¨０ ｋＪ能量，在血液传输过程中，血红蛋白（Ｈｂ）中的每４个亚铁血红素幕团
（Ｉ｛ｎ１）呵·个（ｈ结台，
游离亚铁血红祟是由‘个皿跃离子Ｆ。卜与二价卟啉饥离子（ｐ（）ｒｐｈｙｎｎ２）中的４个氯原子配位组成的，Ｕ能与亚铁离子
Ｆ。卜的配１童妊键台配忙彬一位十配合物Ｈｎｌ·¨２（腹应式２）， 一氧化碳也能与亚铁离子形成配合物Ｈｍ－ｃｏ（反碰式１）。ｃｏ 有毒的麒Ｉ甘存丁它与亚铁血红豢的结合能，Ｊ远远强｛。‘），．
２００２年第１１期
化学教育
４５
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ｌ乜荨，
毋蜥睡茜
第３４届国际化学奥林匹亚理论试题
格罗宁根荷兰２００２年７月１０日
苇３４岳石译比学关ｑ。＿ｊ于２００２丘７ ｑ ４ Ｈ～１４口在荷兰；二酃域市椿罗宁，女蓉竹。中旨派出了８人，弋襄臣毒女，本届 鼋赛。田长和副田最分利专；Ｌ市大学段连“ｊ教授书山东师范女学际德是教授．观累最是山东省，匕学化工学会赵＿二亮高域工 ，ｉ师和北京大学裴芏副教扳。４名学生分别罡山末酋买验中学的来毕、，胡南师大呵丁中的吕华、华南师＾附中的叫体山和些中 啼大一咐中为王ｉ｝：４ ｇ选手仝鄂托哿金蝴 『乜７口约总成绩分列第一、二、五卸六笠：
———＿●———————＿—————————水＿ ＿＾样—－ ●＿————＿ —＿———ｄ——————－——｝——’——————，————————＾——’嗳，—光——度—＿ ——————，——————————～～
分析结果ｌ
０ ５６２
分析结果２
０ ５５４
为ｒ计算亚硝酸盐中氮（Ｎ）的浓度（ｃ）（单位：ｐｐｍ）．可利用下面的公式（在ｚ＝ｌ ０００ ｃｍ样品池中测量的）： 校正的啵光度ｚ ｏ １７６ｑ ｃ十０．００ｔ５ 卜２ ５计锋以亚硝酸盐形式存在的氨（Ｎ）的平均浓度，以ｐｐｍ和嵋·ｍＬｌ为单位。提示：要考虑Ｉ一２—４的空白值
甲孵（ｃＨ，伽）是用来制备汽油添加荆和许多普通塑料的原料．甲醇的生产是基十下面的反应：
Ｃ０＋２Ｈ２；＝。ＣＨ３０Ｈ
而氢和ｃｏ是基１：下述反应制得： ｃＩｋ十Ｈ２０，—。ｃ０＋３Ｈ２
这样的生产包括三个单元，即：Ｈ２和ｃｏ的生产器“冲ｆ盯ｍｅｒ”、甲醇反应器“Ⅱ哦ｈ柚ｏｌｒ—ｃＩ盯”、将甲醇分离出米的分离器 “ｓｅ阳ｒ毗ｏｒ”，图１永出这３个都
万方数据
一——’—４—８‘ ——————————————————————————————————化 ——学 ———教 ———育 ————————————————————————２—０—０２—年 ——第——ｌ—ｌ期 ——～
ＩＩ一２—３计算“处需要的ｃＨ的流速和Ｈ２０的流速。 ＩＩ一２—４假定所有的反应物质都是气体，用下列公式计算丫处Ｃ０，Ｈ２和ｃ心（）Ｈ的分压（“ＭＰａ为单位）：
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４Ⅲ）
㈣圈２㈣７＇Ｋ ４’∞
ＩＩ一２—５汁算Ｋ。，并标出温度为多少（以Ｋ表示）时，反应才达到此平衡。
ＩＩ一３聚芳香酰胺（ＡⅢｉｄｓ）。高性能的高分子材料
质最的滑雪板，安全帽等中使用。聚芳香酰胺（捌ｄｓ）ＰＰｒｒＡ在国际市场销售，包括杜邦的，泰金的和荷兰北部的其它制造 芳香的聚酰胺（ＡｒＤｍａｔｊｑｄｙａｒＩｌｉｄｅｓ）（聚芳香酰胺，ａ捌ｍｉ出）是一种高强度，高性能的高分子纤维，经常在复台材料，防弹背心，高
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ｎ㈨》＠≮№＋心Ｎ◇ｍ＝杀一 说明：已醚：ｄｌｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ；碱：ｂａｓｅ；极性溶剂：ｐｏｋ ｓ０Ｉｖｍ【