第23届国际化学奥林匹克竞赛理论试题解答

翻印无效中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题2009年9月13日1中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题2009年9月13日题号1234567891011满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9得分●竞赛时间3小时。

迟到超过半小时者不能进考场。

开始考试后1小时内不得离场。

时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。

●试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

草稿纸在最后一页。

不得持有任何其他纸张。

●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。

●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1题(20分)1-1 Lewis酸和Lewis碱可以形成酸碱复合物。

根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱，并由强到弱排序。

F4Si-N(CH3)3 + BF3→F3B-N(CH3)3 + SiF4 ;F3B-N(CH3)3 + BCl3→Cl3B-N(CH3)3 + BF31-2 (1) 分别画出BF3和N(CH3)3的分子构型，指出中心原子的杂化轨道类型。

(2) 分别画出F3B-N(CH3)3 和F4Si-N(CH3)3的分子构型，并指出分子中Si和B的杂化轨道类型。

1-3将BCl3分别通入吡啶和水中，会发生两种不同类型的反应。

写出这两种反应的化学方程式。

1-4BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。

分别画出它们的结构简式，并指出Be的杂化轨道类型。

1-5高氧化态Cr的过氧化物大多不稳定，容易分解，但Cr(O2)2[NH(C2H4NH2)2] 却是稳定的。

这种配合物仍保持Cr的过氧化物的结构特点。

画出该化合物的结构简式，并指出Cr的氧化态。

1-6 某些烷基取代的金属羰基化合物可以在其他碱性配体的作用下发生羰基插入反应，生成酰基配合物。

画出Mn(CO)5(CH3) 和PPh3反应的产物的结构简式，并指出Mn的氧化态。

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。

中国化学会第中国化学会第 23 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题、标准答案及评分细则试题、标准答案及评分细则2009 年 9 月 16 日题号题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总分总分 满分满分20 6 5 4 8 10 8 16 8 15 100 评分通则：1.凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

2有效数字错误，扣有效数字错误，扣 0.5分，但每大题只扣分，但每大题只扣 1次。

次。

3单位不写或表达错误，扣单位不写或表达错误，扣 0.5分，但每大题只扣分，但每大题只扣 1次。

次。

4只要求只要求 1个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

5方程式不配平不得分。

方程式不配平不得分。

6不包括在此标准答案的不包括在此标准答案的 0.5分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

第 1 题 (20 分) 1-1 Lewis 酸和 Lewis 碱可以形成酸碱复合物。

根据下列两个反应式判断反应中所涉及碱可以形成酸碱复合物。

根据下列两个反应式判断反应中所涉及 Lewis 酸的酸性强弱，并由强到弱排序。

酸的酸性强弱，并由强到弱排序。

F 4Si N(CH 3)3 + BF 3 F 3B N(CH 3)3 + SiF 4 ; F 3B N(CH 3)3 + BCl 3 3 Cl 3B N(CH 3)3 + BF 3BCl 3 BF 3 SiF 4 顺序错误不给分(2 分) 1-2 (1) 分别画出 BF 3 和 N(CH 3)3 的分子构型，指出中心原子的杂化轨道类型。

的分子构型，指出中心原子的杂化轨道类型。

FF BF分子构型为平面三角形，不画成平面形不给分 (0.5 分)sp 2(0.5 分)NCH 3 H3C CH3分子构型为三角锥形， 不画成三角锥形不给分 (0.5 分)sp 3(0.5 分)(2) 分别画出 F 3B N(CH 3)3 和 F 4SiN(CH 3)3 的分子构型，并指出分子中 Si 和 B 的杂的杂的杂 化轨道类型。

评分通则：1.凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

2有效数字错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

3单位不写或表达错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

4只要求1个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此标准答案的0.5分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

第1题 (20分)1-1 Lewis 酸和Lewis 碱可以形成酸碱复合物。

根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱，并由强到弱排序。

F 4Si -N(CH 3)3 + BF 3 → F 3B -N(CH 3)3 + SiF 4 ;F 3B -N(CH 3)3 + BCl 3 → Cl 3B -N(CH 3)3 + BF 3BCl 3 > BF 3 > SiF 4 顺序错误不给分 (2分) 1-2 (1) 分别画出BF 3和N(CH 3)3的分子构型，指出中心原子的杂化轨道类型。

BFFF分子构型为平面三角形，不画成平面形不给分 (0.5分)sp 2(0.5分)H 3C33分子构型为三角锥形， 不画成三角锥形不给分 (0.5分)sp 3(0.5分)(2) 分别画出F 3B -N(CH 3)3 和F 4Si -N(CH 3)3的分子构型，并指出分子中Si 和B 的杂化轨道类型。

CH 3H 3C H 3CFB FF B ：sp 3 (1分)+ (1分)CH 3H 3C H 3CFSi FFFSi ，sp 3d (1分)+ (1分)1-3 将BCl 3分别通入吡啶和水中，会发生两种不同类型的反应。

写出这两种反应的化学方程式。

BCl 3 + 3H 2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分) BCl 3 + C 5H 5N = Cl 3B-NC 5H 5或BCl 3 +N=Cl 3N(1分)1-4 BeCl 2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。

分别画出它们的结构简式，并指出Be 的杂化轨道类型。

第23届国际化学奥林匹克竞赛试题(理论部分)解答
段连运
【期刊名称】《化学教育》
【年(卷),期】1992(000)001
【摘要】无
【总页数】1页(P49)
【作者】段连运
【作者单位】无
【正文语种】中文
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4.第19届国际生物学奥林匹克竞赛试题解析理论卷·遗传和进化部分 [J], 尚建科
5.第50届国际物理奥林匹克竞赛理论试题2介绍与解答 [J], 蒋硕;郭旭波;安宇;张留碗;阮东
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第32届国际化学奥林匹克竞赛试题（理论题）第329国际化学奥林匹克竞害于2000年7月在丹麦首都哥本哈根举行。

我国选手陈政（湖南长沙一中）、冯综（湖北华中师大一附中）、汤砚蔚（浙江杭州二中）获金牌，位居总分排名第2、3、6名；张靖（江苏盐城中学）获银牌，位居总分排名第50名。

本试题由网站www．icho2000．gymfag．dk下载，由朱又样翻译。

第1题治疗跌打损伤药物的合成紫草宁（shikonin，见下图）是从生长在亚洲学名叫Lithospermum erythrorhizon的一种植物的根部提取出来的红色化合物。

几个山纪以来用做民间药物，如今用于配制治疗跌打损伤的膏药。

1l 紫草宁有多少种可能的立体异构体？1 2 紫草宁所有的立体异构体都具有相同的熔点吗？下面是紫草宁合成路线的一部分：1 3 画出试剂A的结构式。

l－4 在合适的方框中用X标注出试剂A的正确的IUPAC系统命名（名称）。

22（）l43（）43（）431（）4，43（）l－5 写出试剂C的分子式。

为了获得更高药效的化合物，人们已合成出许多种紫草宁的类似物，其中一种的合成路线如下：l－6 画出化合物E的结构式。

l－7 化合物E可能有几种立体异构体？合成紫草才有用类似物的另一路线如下：1－8画出化合物F 的结构式。

l －9画出化合物G 的结构式。

第2题丹麦-瑞典大桥连接丹麦和瑞典的隧道和桥梁复合交通设施于2000年7月 1日正式开通，它是由从哥本哈根通往一个人工岛的隧道和从人工岛通向马尔默的大桥组成。

该工程的主要建筑材料是钢筋混凝土。

本试题讨论与该工程建筑材料的生产和老化有关的化学反应问题。

混凝土是由水泥、水和砂石混合而成的。

水泥主要由经加热和研磨黏土和石灰石混合物而形成的硅酸钙和铝酸钙组成。

在水泥生产的最后几步，加入少量的石膏（CaSO 4·2H 2O ）以改善混凝土的硬化性能。

在最后生产步骤中可能由于温度的升高导致不希望要的半水石膏（CaSO 4·l ／2H 2O ）的形成，其反应如下：CaSO 4·2H 2O （s ）→CaSO 4·l ／2H 2O （S ）+211H 2O （g ）0℃=273.15K 2－l 计算由l ．00 ks CaSO 4·2H 2O （s ）生成CaSO 4·l ／2H 2O （s ）的△H （单位为 kJ ）。

1991年第23届IChO试题理论题1.用适当的公式，通过计算，解释下列事实（要求：必须用数据证明你的每个结论是合理的。

假定：（a）所谓“溶解”一词是指在298K时在1L溶液中溶解0.1mol硫化物；（b）Cu2+（aq）不与Cl-形成稳定的络合物）：（1）Tl2S可溶解在浓度为1mol·L-1的任何无络合性、无氧化性的一元强酸中；；（2）CuS不溶于1mol·L-1HCl，但溶于1mol·L-1 HNO3所需常数：酸的离解常数：pK a（H2S）=7，pK a（HS-）=13溶度积：K sp（Tl2S）=10-20，Ksp（CuS）=10-35NO 298K，105Pa在水中的溶解度：2.53×10-2mol·L-1R=8.314J·K-1·mol-1，F=96487C·mol-12.具有R—CO—CH3结构的化合物与I2在强碱溶液中反应（碘仿反应）：RCOCH3+3I+4NaOH→RCOONa+CHI3+3H2O+3NaI（相对原子量：H=1，C=12，O=16，2Br=80，I=127）（1）某纯聚合物X经分析后知，含C为88.25％，含H为11.75％。

它在稀溶液中分别与溴和臭氧反应。

X热降解生成挥发性液体Y，收率为58％。

Y的沸点为34℃，含C为88.25％，含H为11.75％＜还生成许多高沸点产物，其中有些来自X的裂解，有些来自Y的狄耳斯—阿德耳型环化作用（Diels—Alder—typecy-clizatiom of Y）＞，Y的蒸汽密度为氢的34倍。

Y与溴的反应产物含82.5％Br（质量百分数）。

Y经臭氧分解后再进行温和反应，生成A 和B两产物，其摩尔数之比A∶B≈2∶1。

只有化合物B有碘仿反应。

（a）确定Y的分子式和摩尔质量；（b）写出Y、A和B的结构式；（c）写出Y与溴的反应方程式。

（2）13.6克X在催化氢化中消耗了0.2molH2。

化学奥赛国际试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 下列哪种元素的原子序数是26？A. 铁B. 钴C. 镍D. 锌答案：C2. 哪种化合物在水溶液中会形成氢氧化铝沉淀？A. 硫酸铝B. 氯化铝C. 硝酸铝D. 碳酸铝答案：B3. 下列哪种气体在标准状况下（0°C，1atm）的密度是1.429g/L？A. 氧气B. 氮气C. 二氧化碳D. 氦气答案：C4. 以下哪个反应是氧化还原反应？A. 2H2O → 2H2 + O2B. 2H2 + O2 → 2H2OC. 2H2 + CO2 → CH4 + H2OD. 2H2O + 2CO2 → C + 4H2O + O2答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 元素周期表中，第VIIA族元素的名称是______。

答案：卤素2. 摩尔质量的单位是______。

答案：g/mol3. 标准大气压下，水的沸点是______°C。

答案：1004. 根据路易斯酸碱理论，能够接受电子对的物质是______。

答案：路易斯酸三、简答题（每题10分，共30分）1. 描述如何通过实验确定一个未知溶液是否含有硫酸根离子。

答案：首先，取少量未知溶液于试管中，加入稀盐酸，观察是否有气泡产生。

若有气泡，则说明溶液中可能含有碳酸根离子，需要排除其干扰。

接着，加入钡离子试剂，如氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则说明溶液中含有硫酸根离子。

2. 简述什么是同位素，并给出一个例子。

答案：同位素是指具有相同原子序数但不同质量数的原子，即它们属于同一元素的不同核素。

例如，氢元素的三种同位素是氕（^1H）、氘（^2H）和氚（^3H）。

3. 解释什么是化学平衡，并给出一个常见的化学平衡方程式。

答案：化学平衡是指在一个封闭系统中，正向反应和反向反应的速率相等，导致系统中各组分的浓度不再发生变化的状态。

一个常见的化学平衡方程式是氮气和氢气合成氨的反应：N2(g) + 3H2(g) ⇌2NH3(g)。

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。

评分通则：1.凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

2有效数字错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

3单位不写或表达错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

4只要求1个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此标准答案的0.5分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

第1题（12分）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在含氧的水中，使这些小溪变成酸性，溪水中含有溶解的铁和硫酸盐。

最常见的含硫铁矿是黄铁矿（FeS2），其中铁的氧化态是+2。

富含铁的溪水流入大面积的池塘中后，溶于水的铁以[FeO(OH)]的形式沉淀出来，覆盖于池塘底部，而水仍然保持酸性。

1-1画出S22—的路易斯结构式，标出全部价电子。

1-2写出黄铁矿在小溪中被空气氧化生成硫酸亚铁的离子方程式。

1-3写出Fe 2+ 离子被空气氧化生成FeO(OH)沉淀的离子方程式。

1-4假设黄铁矿全部转化为FeO(OH) ，计算：需要多少摩尔FeS2发生如上转化反应才能使1.0 L纯水的pH降到3.0？（提示：此条件下可认为HSO4-完全电离。

）1-5 含Fe2+ 离子0.00835 mol/L的溪水以20.0 L/min的流速流入一个很大的池塘后75%的Fe2+离子被氧化为Fe(III)。

因池水pH > 7，Fe (III) 完全沉淀，最后转化为Fe2O3。

计算一年可生成多少克Fe2O3。

第2题（13分）碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐，碳酸钙难溶于水，但能溶于CO2的水溶液中。

碳酸钙矿床的地下水流出地面后，由于压强减小而放出CO2，年深日久可形成石笋或钟乳石。

25o C时，大气中的CO2分压约为p CO2＝3×10-4 atm。

已知：CO2(g)＋H2O＝H2CO3K0＝[H2CO3]/p CO2＝10-1.47H 2CO3H＋＋HCO3-K a1＝4.5×10-7p K a1＝6.4HCO 3－H＋＋CO32-K a2＝4.7×10-11p K a2＝10.3CaCO 3（s）Ca2＋＋CO32-K sp＝10-8.32-1 写出石灰岩地区形成钟乳石的化学方程式。

中国化学会第23届全国⾼中学⽣化学竞赛（省级赛区）答案1-1 BCl 3 > BF 3 > SiF 4 顺序错误不给分(2分)1-2BFFF分⼦构型为平⾯三⾓形，不画成平⾯形不给分 (0.5分)sp 2 (0.5分)H 3C33分⼦构型为三⾓锥形，不画成三⾓锥形不给分 (0.5分)sp 3 (0.5分)CH 3H 3C H 3CFB FF B ：sp 3CH 3H 3C H 3CFFF FSi ，sp 3d1-3 BCl 3 + 3H 2O = B(OH)3+ 3HCl 不配平不给分 (1分) BCl 3 + C 5H 5N = Cl 3B-NC 5H 5 或BCl 3 +N=Cl 3N(1分)1-4BeCl Clsp 结构简式和杂化轨道各0.5分 (1分)BeClBeClClCl结构简式1.5分sp 2 杂化轨道0.5分 (2分)ClBeCl Cl BeCl结构简式1.5分sp 3杂化轨道0.5分画成 Cl BeCln 也得分1-5只有画出7配位的结构简式才能得满分，端基氮不配位得0分，⼆级氮不配位得1分 (2分) Cr 的氧化态为+4 (1分)1-6MnOC CCH 3CO CO O3不要求配体的位置 Mn 的氧化态为+1 (1分)2-1 SnCl 2 + 2HCl = SnCl 42- + 2H + 不配平不给分 (1分)浓HCl 的作⽤是形成SnCl 42-，可防⽌Sn(OH)Cl 的形成，抑制SnCl 2⽔解。

(1分)也得分2分 2-2 MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O 不配平不给分 (1分)加浓HCl 利于升⾼MnO 2的氧化电位，降低Cl -的还原电位，使反应正向进⾏。

表述为提⾼MnO 2 氧化性，同时提⾼HCl 还原性，也可以。

⼆个理由各0.5分 2-3 Au + HNO 3 + 4HCl = HAuCl 4 + NO + 2H 2O (1分) 加浓HCl 利于形成AuCl 4-，降低Au 的还原电位，提⾼硝酸的氧化电位，使反应正向进⾏。

选择题
下列哪种物质在常温下是气体？
A. 氯化钠
B. 二氧化碳（正确答案）
C. 硫酸铜
D. 金刚石
下列哪个反应是放热反应？
A. 冰融化成水
B. 氢气与氧气反应生成水（正确答案）
C. 水蒸气凝结成水
D. 碳酸钙分解
下列哪种元素不属于碱金属？
A. 锂
B. 钠
C. 钾
D. 铜（正确答案）
下列哪个化合物的水溶液呈酸性？
A. 氯化钠
B. 碳酸钠
C. 硫酸铵（正确答案）
D. 氢氧化钠
下列哪种仪器用于测量溶液的pH值？
A. 分光光度计
B. 电子天平
C. pH计（正确答案）
D. 磁力搅拌器
下列哪个过程属于化学变化？
A. 水蒸发
B. 干冰升华
C. 铁生锈（正确答案）
D. 酒精挥发
下列哪种物质是离子化合物？
A. 氢气
B. 氧气
C. 氯化钠（正确答案）
D. 二氧化碳
下列哪个反应是氧化还原反应？
A. 碳酸钙与盐酸反应
B. 镁与氧气反应（正确答案）
C. 氯化钠溶于水
D. 氢氧化钠与硫酸反应
下列哪种元素在地壳中含量最高？
A. 铝（正确答案）
B. 铁
C. 硅
D. 氧。

评分通则：1.凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

2有效数字错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

3单位不写或表达错误，扣0.5分，但每大题只扣1次。

4只要求1个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此标准答案的0.5分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

第1题（12分）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在含氧的水中，使这些小溪变成酸性，溪水中含有溶解的铁和硫酸盐。

最常见的含硫铁矿是黄铁矿（FeS2），其中铁的氧化态是+2。

富含铁的溪水流入大面积的池塘中后，溶于水的铁以[FeO(OH)]的形式沉淀出来，覆盖于池塘底部，而水仍然保持酸性。

1-1画出S22—的路易斯结构式，标出全部价电子。

1-2写出黄铁矿在小溪中被空气氧化生成硫酸亚铁的离子方程式。

1-3写出Fe 2+ 离子被空气氧化生成FeO(OH)沉淀的离子方程式。

1-4假设黄铁矿全部转化为FeO(OH) ，计算：需要多少摩尔FeS2发生如上转化反应才能使1.0 L纯水的pH降到3.0？（提示：此条件下可认为HSO4-完全电离。

）1-5 含Fe2+ 离子0.00835 mol/L的溪水以20.0 L/min的流速流入一个很大的池塘后75%的Fe2+离子被氧化为Fe(III)。

因池水pH > 7，Fe (III) 完全沉淀，最后转化为Fe2O3。

计算一年可生成多少克Fe2O3。

沉淀出的Fe2O3的质量m(Fe2O3) = 1/2 M(Fe2O3)×n(Fe)×75%= 1/2×159.7 g/mol ×8.8×104 mol ×0.75 = 5.5×106 g （3分）第2题（13分）碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐，碳酸钙难溶于水，但能溶于CO2的水溶液中。

碳酸钙矿床的地下水流出地面后，由于压强减小而放出CO2，年深日久可形成石笋或钟乳石。

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题第1题用传统的工艺方法从矿物中提取锰和锌存在能耗高、三废排放量大和工艺流程长等缺点。

2009年报道，采用1：1硫酸溶液同槽浸出锰结核矿[质量分数20.0)(2=MnO ϖ]和锌精矿[质量分数70.0)(=ZnS ϖ]的工艺方法提取锰和锌获得成功，对资源综合利用、节能减排和清洁生产生有重要的实际意义。

已知44.0)/(,77.0)/(223-==+++Fe Fe E V Fe Fe E θθ V ZnS S E V Mn MnO E V 265.0)/(,23.1)/(.22==+θθ。

1-1 锰结核矿和锌精矿单独酸浸结果很不理想。

请通过热力学计算,说明锰结核矿和锌精矿同槽酸浸时发生化学反应的可行性。

1-2 模拟实验发现,二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢,若在酸溶液中加入少量的铁屑则能明显使反应速率加快。

写出铁进入溶液后分别与二氧化锰和硫化锌发生化学反应的离子方程式,并简述反应速率加快的原因。

1-3 研究发现,2种矿物同槽酸浸4小时后,锰和锌的浸出率只有~80%,为了提高浸出率,在实际工艺中,须将过滤后的滤渣用四氯乙烷处理后再做二次酸浸,请简要说明四氯乙烷的作用。

1-4 锌精矿中常有部分铅共生,同槽酸浸工艺回收铅的方法之一是在浸渣中加入足量的食盐水使铅溶出,写出溶出铅的化学方程式。

第2题我国的稀土资源约占世界总量的80%,居世界第一位。

稀土元素的化学性质极其相似,分离十分困难,仅从1794年发现钇到1945年从铀裂变产物中得到钷就花了150年。

稀土萃取化学的研究为大规模分离和提纯稀土元素带来了新飞跃。

2008年国家最高科学技术奖授予化学家徐光宪,以表彰他在创立稀土 串级萃取理论及其工艺方面的杰出贡献,该项成就使我国高纯稀土产品成本下降3/4,单一高纯稀土产品占世界产量的90%以上。

2-1 目前在稀土分离工业中广泛应用国产萃取剂P 507,它的化学名称为(2 乙基己基)膦酸(2 乙基己基)酯,画出其化学结构简式,写出萃取三价稀土离子的化学反应方程式(萃取剂用HA 表示,稀土离子用RE3+表示)。

第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题答案译者注：鉴于刊物篇幅有限，本文是竞赛试题答案中最关键的内容，但针对我国选手明显失误处用中文作了额外说明。

问题原文全部删节，请参见题面。

第一题23分1-1．摩尔比C：H：O=7：6：2；C7H6O2分子量122 2分2C7H6O2（s）+15O2（g）= 14CO2（g）+6H2O（l）1分1-2 Q 4.919X10–3 mol; q v = –15.14kJ; 总热容6730JK–1; 水热容2971JK-1;量热计热容3759 JK–16分1-3 ∆n g= –0.5mol; ∆H o= –3080 kJ/mol; ∆H f o(Q)= –532kJ/mol 5分1-4 C B/molL–10.0118 0.0478 0.0981 0.156C W/molL-10.00281 0.00566 0.00812 0.0102C B/C W 4.20 8.44 12.1 15.3C B/C W2 1.49X103 1.49X103 1.49X103 1.50X103Q是双聚体。

3分1-5 Q2摩尔分数=1.32X10–2 ; ∆T f =0.861; T f = 4.54o C 6分第二题20分2-1 首先起反应的是A2–; 产物是HA–0.5+0.5分2-2 产物/mmol = 0.300 0.5分2-3 HA– + H2O = H2A + OH–1分2-4 在pH8.34时该值=(pK a1+ pK a2)/2所有的A2–均以质子化为HA–,故初始溶液中A2–的量为3.00 mmol。

2.0分在pH=10.33时为缓冲体系，[A2–]=[HA–] 其比为1。

故初始溶液中HA–的量为2.40 mmol。

2.5分2-5 所需HCl总体积=28.00 mL 1.5分2-6 溶液III的[H+] = 4.18X10–3 1.0分K In=[H+][In–]/[HIn] 0.5分[In–]/[HIn] = 0.100 1.0分[In–] = 0.091X10–5 1.5分溶液III的吸光度= 0.027 1.0分2-7 CH3COOH, CH3COO–, Na+, HIn, In– 1.5分2-8 混合溶液的[H+] = 15.75X10–5 mol/L 1.0分[In–]/[HIn] = 2.65 1.0分[In–] = 0.726X10–5 mol/L 1.5分溶液的吸光度= 0.218 0.5分2-9 溶液的透射率= 0.605或60.5% 1.0分第三题20分3-1 A =232-208 = 24; 24/4 = 6个α粒子; 核电荷减少2X6=12个单位, 核电荷之差为90-82=8单位; 12-8 = 4β–2分3-2 E=[m(232Th)–m(208Pb)–6m(4He)]X c2 = 42.67 MeV 4分3-3 1.00kg含2.64X1021个粒子1分232Th衰变常数λ= 1.57X10–18s–1 ; 1分A = Nλ = 4.08X106dps每次衰变释放的能量为42.67 MeV 1分产生能量的速率为2.79X10–5 W 2分3-4 228Th = 208Pb + 5 4He 1分A = λN = 9.58X1020 y–11分N He= 9.58X10221分V He= 3.56X103 cm32分3-5 5.75 y 4分 第四题 28分 4-1 C 10H 8N 2O 2 2分4-2NN2分 N N或或N N O O++__ 2分4-3 无电荷1分4-4N N O2分 4-5 FeC 30H 30Cl 3N 6O 21 3分 m=3 n=3 2分 [FeL 3](ClO 4)3·3H 2O 1分 1 : 3 1分A 的氧化数为 +3或III 0.5分 Fe 离子的d0.5分高自旋分高自旋 1磁矩1分4-7. 配合物A 的 max 为 450 nm. 4-8 B 的自旋磁矩 3.87 B.M. 1分 4-9 B 的经验式为CrC 20H 18N 4Cl 3O 9 1分 x = 2; y = 2; z = 11+1+1分第五题23分5-1A OHHHH OH OHHOHOCH 2O HHHH OH OH HOHOCH 2OH CHCN3分 BCH HO CN1分C 2分 DO OHOHOH (H)H(O H)CH 2OH1.5分5-2 F = HCN 0.5分; G = H 2S 0.5分;HH 2NH COOH CH 2CN2分 INHSHOOCNH orNHSHOOCNH 2分5-32+1.5+1+1+1+1.5+1+0.5分HOHCOOH 6H 5HOC 2H 5COOC 2H 5C 6H 5HOC 2H 5CH 2OHC 6H 5HOC 2H 5CH 2OSO 2C 6H 5C 6H 5HOC 2H 5CH 3C 6H 5H OHCH 3C 6H 5H OSO 2C 6H 5CH 3C 6H 5D HCH 3C 6H 5(-) E (-)J (-)K L (-)M (-) N O (-) 1-ÒÒ±½-1-dR S R5-4 S N 2 1分第六题 16分 6-1 21分6-2O 2NNO2NOH OOOHH2分 6-3 B8: Cya-Tyr-Ile-Glu 2分 6-4 B9: Asp-Cya-Pro-Leu 1分 6-5 A: Cys-Tyr-Ile-Glu-Asp-Cys-Pro-Leu-Gly-NH 2 5分6-6 A:2 3分6-7 9 2分 (吴国庆编译)。

中国化学奥林匹克(预赛)试题、答案及评分标准第1题(8分)写出下列各化学反映的方程式。

1-1将热的硝酸铅溶液滴入热的铬酸钾溶液产生碱式铬酸铅沉淀[Pb2(OH)2CrO4]。

1-12Pb2+ + H2O + 3CrO42– →Pb2(OH)2CrO4↓+ Cr2O72–2分1-2向含氰化氢的废水中加入铁粉和K2CO3制备黄血盐[K4Fe(CN)6 • 3H2O]。

1-3 酸性溶液中，黄血盐用KMnO4解决，被彻底氧化，产生NO3-和CO2。

1-4在水中，Ag2SO4与单质S作用，沉淀变为Ag2S，分离，所得溶液中加碘水不褪色。

反映物或产物之一写错不得分；不配平（涉及电荷平衡）不得分；用"＝" 或"→"皆可；不标注“↑”（气体）和“↓”（沉淀）不扣分。

下同。

第2题(12分)2-1实验室现有试剂：盐酸，硝酸，乙酸，氢氧化钠，氨水。

从中选择一种试剂, 分别分离以下各组固体混合物(不规定复原，括号内数据是溶度积)，指出溶解的固体。

(1)CaCO3 ( 3.4 ⨯ 10–9 ) 和CaC2O4 (2.3 ⨯ 10–9 )(2)BaSO4 (1.1 ⨯ 10–10) 和BaCrO4 (1.1 ⨯ 10–10 )(3)Zn(OH)2 ( 3.0 ⨯ 10–17 ) 和Ni(OH)2 (5.5 ⨯ 10–16)(4)AgCl ( 1.8 ⨯ 10–10 ) 和AgI (8.5 ⨯ 10–17)(5)ZnS (2.5⨯ 10–22) 和HgS (1.6⨯ 10–52 )共5分：每组混合物1分，其中试剂和溶解的固体各占0.5分。

2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观测到溶液变黄并出现混浊(a)，继续通SO2，溶液变为无色(b)，写出与现象a和b相相应所发生反映的方程式。

写出总反映方程式(c)，指出KI 在反映中的作用。

2-2a H2O + SO2 + 6 I- + 4H+ → 2I3- + S + 3H2O或H2O + SO2 + 4 I- + 4H+ → 2I2 + S + 3H2O 1分2-2b H2O + SO2 + I3- + H2O → SO42- + 3I- + 4H+或H2O + SO2 + I2+ H2O → SO42- + 2I- + 4H+1分2-2c3H2O + 3SO2 → 2SO42- + S + 4H+ + H2O 1分该反映本质为SO2在水中歧化（通常条件下反映速率很慢），KI起催化作用。