30届奥林匹克化学竞赛决赛试题及答案

化学竞赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 下列元素中，属于非金属元素的是：A. 铁B. 铜C. 氧D. 钠答案：C2. 化学方程式2H2 + O2 → 2H2O中，氧气的化学计量数是：A. 1B. 2C. 3D. 4答案：B3. 以下哪种物质属于有机化合物？A. 水B. 二氧化碳C. 甲烷D. 碳酸钙答案：C4. 根据元素周期表，下列元素中原子序数最大的是：A. 氢C. 钠D. 氯答案：D5. 在化学反应中，能量变化通常表现为：A. 光B. 热C. 电D. 声音答案：B6. 以下哪种化合物属于共价化合物？A. 氯化钠B. 硫酸铜C. 氢氧化钠D. 二氧化碳答案：D7. 根据酸碱理论，下列物质中属于酸的是：A. 碳酸氢钠B. 氢氧化钠C. 硫酸D. 氯化钠答案：C8. 以下哪种元素的原子结构中，最外层电子数为8？B. 氧C. 硫D. 氩答案：D9. 金属活动性顺序中，最不活泼的金属是：A. 金B. 银C. 铜D. 钠答案：A10. 以下化学反应中，属于氧化还原反应的是：A. 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2OB. 2H2O → 2H2 + O2C. 2H2 + O2 → 2H2OD. NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3答案：C二、填空题（每题5分，共20分）11. 元素周期表中，第IA族的元素具有____个价电子。

答案：112. 根据化学键的类型，氯化钠中的离子键是由____和____之间的静电作用形成的。

答案：阳离子；阴离子13. 根据化学平衡原理，当一个化学反应达到平衡状态时，正反应和逆反应的速率____。

答案：相等14. 根据摩尔质量的定义，1摩尔水的质量是____克。

答案：18三、简答题（每题10分，共20分）15. 请简述什么是同位素，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。

例如，氢元素的同位素包括氕、氘和氚。

第30届国际化学奥林匹克竞赛试题（实验部分）墨尔本· 澳大利亚实验一高锰酸钾法测定溶液中钙的含量实验二 Co（III）配合物的混合物分析竞赛实验报告(Answer Sheets)注意事项在实验室的所有时间内你必须戴好防护眼镜或者经允许后戴上你自己的眼镜，并且使用提供的移液管吸球。

如果你摘去眼镜或者用嘴进行移液管吸液，将会受到一次警告。

第二次犯规将不准许继续做实验，被逐出实验室，整个实验结果将按零分计。

你如果对实验室安全问题有任何疑问的话，请无拘束地向实验监考教师询问。

⑴在开始实验前要认真阅读实验题以及实验报告纸上的格式。

⑵在实验报告每页上写下你的姓名和编码。

⑶完成实验竞赛的时间是5小时，包括填写实验报告。

听到“STOP”的指令后立即停止工作。

延缓3分钟的话将取消正在做的实验并且按零分计。

⑷所有结果必须写在实验报告上的指定位置。

写在任何其他地方都不给分。

切勿在实验报告的背面写任何东西。

如果你需要更多的纸或者更换答题纸，请向实验监考人员索取。

⑸完成实验后将所有纸张装入向你提供的信封里并封好信封。

只有装入信封的答卷才被评分。

⑹未经允许请勿离开实验室。

当你离开实验室时将收到一张收条，证明你已经上交封好的装试卷的信封。

⑺只准使用向你提供的笔和计算器。

⑻一律使用蒸馏水。

废液、废弃物等必须使用适当的废液缸、废弃物容器等。

⑼以数字为答案的结果必须按实验误差的评价规则正确使用有效数字。

不能正确使用有效数字将导致扣分，即使你的实验技术完美无缺也不例外。

⑽本实验的试卷纸共6页，还有答卷纸3页。

⑾如果你打碎仪器或者试剂不够用，可以用分来“买”，每买一次扣1分。

⑿如果你希望阅读试题的英文版本，实验室予以提供。

实验一高锰酸钾法测定溶液中钙的含量本实验测定含钙和镁的溶液中钙离子的含量。

首先用草酸盐把钙离子沉淀下来，并将该沉淀通过过滤定量地分离出来：Ca2+ + C2O42- = CaC2O4(s)然后用酸将该沉淀溶解：CaC2O4(s) + 2H+ = Ca2+ + H2C2O4用标准高锰酸钾溶液滴定生成的草酸：5H2C2O4+ 2MnO4- + 6H+ = 10CO2+ 2Mn2+ + 8H2O草酸钙沉淀的生成1.用25 mL吸量管和250 mL容量瓶准确地将提供的钙镁溶液稀释10倍，分析两份稀释的钙镁溶液。

4 42016 年“扬子石化杯”第 30 届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）夏令营暨选拔赛试题、参考答案及解析（2016 年 7 月 20 日 无锡市第一中学 陈劭源）第 1 题（12 分）1－1 二氧化碳是自然界碳循环中的重要物质。

植物通过光合作用将二氧化碳和水转换为碳水化合物和；溶解了二氧化碳的雨水和地下水可以将石灰岩变为可溶的 （填化学式）；CO 2 分子是 分子（填“极性”或“非极性”），可以与许多物质反应，下列物质中能与二 氧 化 碳 反 应 的 是 。

A. 金属镁B. 苏打C. 小苏打D. 二氧化硫1－2 硫－氮化合物在无机化学中是一个非常活跃的研究领域。

实验测得 S 2N 2 分子为环状四方平面型结构，对称性为 D 2h 点群，S －N 键长为 165 pm ，键角约为 90°。

S 原子的价电子排布[1]为 ；从离域 π 键的角度分析，S 2N 2 分子可以看成是 S 和 N 原子间通过杂化轨道形成 σ 键的环状四方平面分子骨架， 在垂直分子平面方向形成了一个离域大 π 键。

S 2N 2 中 N 原子的杂化方式 为 ， 离 域 大 π 键 可 表 达 为 。

【参考答案】1－1 氧气 Ca(HCO 3)2 非极性 （每空 2 分，共 6 分） A B （每个 1 分，共 2 分）1－2 3s 23p 4 sp 2 （每空 1 分，共 2 分）【试题解析】∏ 6 （2 分 ）1－1 植物光合作用时，发生如下反应（条件略去）：CO 2 + H 2O → (CH 2O) + O 2↑；CO 2，H 2O 和碳酸钙可以发生如下反应：CO 2 + H 2O + CaCO 3 = Ca(HCO 3)2；CO 2 中的共价键虽然是极性共价键，但由于分子本身对称，所以是非极性分子；点燃的镁条可以和 CO 2 反应，置换出 CO 2 中的 C ；CO 2 和苏打反应，生成小苏打；和小苏打、二氧化硫都不反应。

第1题1-1 A ：NH 2OH ；B ：[NH 3OH]Cl ；A ：不等性sp 3杂化；B ：等性sp 3杂化 1-2 阳极：3Pb-6e 3Pb 2+；阴极：7H ++NO 3-+6e NH 2OH+2H 2O电解反应：3Pb+HNO 3+3H 2SO 4NH 2OH+2H 2O+3PbSO 4↓ 1-3 2Fe 2(SO 4)3+2[NH 3OH]Cl 4FeSO 4+N 2O↑+2HCl+2H 2SO 4+H 2O1-4 C ：CH 3COCH 3+H 2N-OH (CH 3)2C=N-OH+H 2O ；羟基氧原子的孤对电子与C=N 的π电子形成p-π共轭，造成羟基中的O-H 键削弱，故羟基氢原子显示出一定的酸性。

1-5 3NH 2OH NH 3+N 2+3H 2O4NH 2OH 2NH 3+N 2O+3H 2O 1-6 E ：ONOO -；F ：ONO 2CO 2-①NH 2O -+O 2H 2O 2+NO - ②NO -+O 2ONOO - ONOO -+CO 2ONO 2CO 2-③ONOO -+NH 2O-N 2O 32-+H 2O F ：ONO 2CO 2-：N 2O 32-因此N 、N 都采取sp 2杂化，存在265+π85π。

N 2O 32-是平面离子，所以N —O 键键级在1~311之间。

氮氧键长：NO -＜N 2O 32-第2题 2-1A 、B 、30.36︰36.7(29.08/26.41)︰50.42(29.08/20.07)︰53.76/(29.08/19.31)＝3︰4︰7︰8 5、6中X 、Y 的质量比也相同，以A 标准可计算出Z 原子个数比是 38.08︰45.06(36.48/32.37)＝3︰4同理：A 、E 、B 、F 中Y 原子个数比都是2:1A ：X x Y 2Z 3B ：X x Y 2Z 4C ：X x Y 2Z 7D ：X x Y 2Z 8E ：X x YZ 3F ：X x YZ 4 由其组成和性质看，这些物质应是含氧酸盐，Z 为氧元素 计算得Y 为硫元素，X 为钠元素，x ＝2A ：Na 2S 2O 3B ：Na 2S 2O 4C ：Na 2S 2O 7D ：Na 2S 2O 8E ：Na 2SO 3F ：Na 2SO 4 2-2-1 S 2O 82-+3I -2SO 42-+I 3-（或S 2O 82-+2I -2SO 42-+I 2） ①2-2-2 I 2和淀粉在相对高温下不显色。

第30届中国化学奥林匹克（决赛）理论试题2016年11月26日 长沙●本试卷共9道大题，总分100分。

考试时间4小时，迟到超过30分钟者不能进入考场。

开考后1小时内不得离开考场。

●考试“结束铃声”响起后。

立即停止答题，把试卷和答题纸放于桌面，由监考人员检查无缺。

听到可以离开指令后方可离开考场。

●发出停止答题指令后仍继续答题者，正在解答的试题（大题）以零分计。

●试卷已经装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在答卷上指定的框格，写于其他地方无效。

若有改动需将新内容写于答卷的附页，并标明题号。

●用黑色墨水笔或黑色圆珠笔大题。

试卷袋已附有草稿纸，因此不得携带纸张进入考场。

若另需草稿纸，可举手向监考人员索取。

不得将草稿纸带出考场。

●将营员号及姓名写在试卷首页和每页答卷指定位置，否则无效。

●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

不得携带铅笔盒、书籍、通讯工具入场a●欲上卫生间者，请举手示意。

经监考人员允许方可离开座位，考场外由志愿者全程引领。

常数：R=8.314J ·mol -1·K -1 F=96487 C ·mol -1 h=6.625×10-34J ·s 1eV=1.602×10-19J第1题（13分）1-1 简要解释为什么水溶液中HCN 是弱酸，而液态HCN 的酸性相比于其水溶液显著增强。

1-2 Hg 2+离子局用亲硫性，可与二硫代氨基甲酸盐形成[Hg(S 2CNEt 2)2]的二聚体，请画出该二聚体的立体结构，并指出中心原子的杂化方式。

异烟酰腙的结构如下： N ONH NH 2它与2-乙酰基吡啶反应乘车一种配体L ，将一定量的四水醋酸镍、配体L 以及4,4’-联吡啶溶解在1:1的乙醇-水的混合溶剂中回流2小时，冷却至室温，析出物质经洗涤干燥后得到褐色片状晶体M 。

分析结构标明，M 中N 元素含量为21.0%。

1-3 画出配体L 的结构，请在图中用*标出配位原子。

第31届中国化学奥林匹克（决赛）试题第1题（11分）1-1 1.000 g铝黄铜合金（设只含有铜、锌、铝）与0.100 moldm-3硫酸反应，在25 °C和101.325 kPa下测得放出的气体的体积为149.3 cm3,将相同质量的该合金溶于足量热浓硫酸，在相同温度和压强下测得放出的气体的提交为411.1 cm3,计算此铝黄铜合金中各组分的质量分数。

主要考察基本的计算和硫酸的酸性和氧化性。

铜不能和常温下的硫酸反应，所以第一步只有Zn和Al被H+ 氧化成Zn2+和Al3+；当硫酸温度提高浓度加大时，SO42-具有氧化性，可将Cu，Al和Zn全部氧化到最高价态，自身被还原成SO2。

计算的具体步骤很简单，如下：由已知三种组分的总质量为1.000 g，即M（Cu）n（Cu）+ M（Al）n（Al）+ M（Zn）n（Zn）= m（总）（1）合金与0.100 mol／L 的硫酸在低温下反应的方程式如下：Zn + 2 H+→ Zn2+ + H2 (g)2 Al + 6 H+→ 2 Al3+ +3 H2 (g)放出气体H2 149.3 cm3，由pV = nRTn（H2）= pV(H2) /RT（2）由上述方程式知n（Zn）+ 3/2 n（Al）= n（H2）（3）合金与0.100 mol／L 的浓硫酸在高温下反应的方程式如下：Zn + 2 H2SO4 (浓) → ZnSO4 + SO2 (g) + 2 H2O2 Al + 6 H2SO4 (浓) → Al2(SO4)3 + 3 SO2 (g) + 6 H2OCu + 2 H2SO4 (浓) → CuSO4 + SO2 (g) + 2 H2O放出气体SO2 411.1 cm3，由pV=nRTn（SO2）= pV(SO2)/RT（4）由上述方程式知：n（Zn）+ 3/2 n（Al）+ n (Cu) = n（SO2）（5）由已知M（Cu）= 63.55 g/mol，M（Al）= 26.98 g/mol，M（Zn）= 65.38 g/molR = 8.31441 J/K mol，T = 25 + 273.15 = 298.15 K，p = 101.325 kPaV(H2) = 149.3 cm3，V(SO2) = 411.1 cm3，m（总）= 1.000 g联立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可得n（Cu）= 1.070 ×10-2n（Al）= 1.112 ×10-3n（Zn）= 4.434 ×10-3w%（Cu）= m（Cu）n（Cu）／m（总）= 68.0%w%（Al）= m（Al）n（Al）／m（总）= 3.0%w%（Zn）= m（Zn）n（Zn）／m（总）= 29.0%1-2 向[Cu(NH3)4]SO4水溶液中通入SO2气体至溶液呈微酸性，析出白色沉淀CuNH4SO3。

第30届中国化学奥林匹克（决赛）理论试题2016年11月26日长沙●本试卷共9道大题，总分100分，考试时间4小时。

迟到超过30分钟者不能进考场。

开始考试后1小时内不得离场。

●考试“结束铃声”响起后，立即停止答题，把试卷和答题纸放于桌面，由监考人员检查无缺，听到可以离开指令后方可离开考场。

●若发出停止答题指令后仍继续答题者，正在解答的试题（大题）以零分计。

●试卷已装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在答卷纸的指定的框格内，写在其它地方的应答一律无效。

若有改动，需将新内容写于答卷的附页，并标明题号。

●用黑色水笔和黑色圆珠笔答题，试卷袋已附有草稿纸，因此不得携带纸张进入考场。

若另需草稿纸，可举手向监考人员索取，不得将草稿纸带出考场。

●将营员号及姓名写在试卷首页和每页答题卷指定位置，否则无效。

●允许使用非编程计算器以及直尺、橡皮等文具，不得携带铅笔盒、书籍、通讯工具入场。

●欲上卫生间者，可举手示意。

经监考人员允许方可离开座位，考场外由志愿者全程引领。

常数：R＝8.31447 J·K－1·mol－1 F＝96485 C·mol－1h＝6.625×10－34 J·s 1 eV＝1.602×10－19 J第1题（13分）1-1．简要解释为什么水溶液中HCN是弱酸，而液态HCN的酸性相比于其水溶液显著增强。

1-2．Hg2＋离子具有亲硫性，可与二硫代氨基甲酸盐形成Hg(S2CNEt2)2的二聚体，请画出该二聚体的立体结构，并指出中心原子的杂化方式。

异烟酰腙的结构如下：它与2-乙酰基吡啶反应生成一种配体L。

将一定量的四水醋酸镍、配体L以及4,4’-联吡啶溶解在1︰1的乙醇-水的混合溶剂中回流2小时，冷却至室温，析出物质经洗涤干燥后得到褐色片状晶体M。

分析结果表明，M中N元素含量为21.0%。

1-3．画出配体L的结构，请在图中用*号标出配位原子。

1-4．通过计算，写出配合物M符合IUPAC规则的分子式，画出M的所有几何异构体的结构，在每个几何异构体下标注Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…等，指出哪些几何异构体存在旋光异构现象？哪几个几何异构体稳定性最高？请说明理由。

奥林匹克化学竞赛试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种化合物不属于有机化合物？A. 甲烷（CH4）B. 乙醇（C2H5OH）C. 碳酸氢铵（NH4HCO3）D. 尿素（CO(NH2)2）2. 根据元素周期表，以下哪种元素的原子序数最大？A. 氢（H）B. 氧（O）C. 铁（Fe）D. 铅（Pb）3. 以下哪个化学方程式书写正确？A. 2H2 + O2 → 2H2OB. 2H2 + O2 → H2OC. 2H2O → 2H2 + O2D. H2O + CO2 → H2CO34. 以下哪种反应类型是放热反应？A. 燃烧反应B. 光合作用C. 氧化还原反应D. 溶解反应5. 以下哪种物质是强酸？A. 醋酸（CH3COOH）B. 碳酸（H2CO3）C. 硫酸（H2SO4）D. 硝酸（HNO3）6. 以下哪种物质是强碱？A. 氢氧化钠（NaOH）B. 氢氧化钙（Ca(OH)2）C. 氢氧化钾（KOH）D. 氢氧化铵（NH4OH）7. 以下哪种物质是可燃性气体？A. 氧气（O2）B. 氮气（N2）C. 氢气（H2）D. 氦气（He）8. 以下哪种物质是氧化剂？A. 铁（Fe）B. 铜（Cu）C. 氧气（O2）D. 氢气（H2）9. 以下哪种物质是还原剂？A. 铁（Fe）B. 铜（Cu）C. 氧气（O2）D. 氢气（H2）10. 以下哪种物质是催化剂？A. 硫酸（H2SO4）B. 硝酸（HNO3）C. 铂（Pt）D. 铁（Fe）二、填空题（每题2分，共20分）11. 原子的相对原子质量等于原子的质量与电子的质量之比，与______的质量的1/12之比。

12. 化学键的类型主要有共价键、离子键和______。

13. 根据化学平衡原理，当一个化学反应达到平衡状态时，正反应速率等于______。

14. 酸碱中和反应中，酸和碱完全反应生成盐和______。

15. 氧化还原反应中，失去电子的物质是______，得到电子的物质是氧化剂。