国际化学奥林匹克竞赛-2002年第34届ICHO预备试题答案英文1-292
化学奥赛初赛试题(第34届)
第34届中国化学奥林匹克(初赛)试题第1题（8分）1-1 画出小分子C3F4的Lewis结构，标出三个碳原子成键时所采用的杂化轨道。
1-2现有铝镁合金样品一份，称取2.56 g样品溶于HCl，产生2.80 L H2 (101.325 kPa, 0℃)，通过计算，确定此合金组成。
1-3构筑可循环再生的聚合物材料是解决目前白色污染的有效途径之一。
1-3-1通常单官能度的单体无法参与聚合反应中的链增长，但单体A可以与B发生反应形成聚合物。
画出该聚合物的结构式。
1-3-2单体A、C、D按物质的量比例6 : 3 : 2进行聚合，得到的聚合物不能进行热加工和循环利用；但若在共聚合时加入一定量(~10%)的B，得到的聚合物又具备了可热加工和循环利用的性能。
简述原因。
第2题（10分）书写反应方程式(提示：要求系数为最简整数比；2-1和2-2中自然条件复杂，合理选择即可)。
2-1关于地球的演化，目前的主要观点是，原始地球上没有氧气，在无氧或氧气含量很低时，原核生物可利用自然存在的有机质(用CH2O表示)和某些无机物反应获得能量。
例如，SO42-和MnO2可分别作为上述过程的氧化剂，前者生成黄色浑浊物，二者均放出无色无味气体。
2-1-1 写出SO42-参与的释能反应的离子方程式。
2-1-2 写出MnO2参与的释能反应的离子方程式。
2-2 约27亿年前光合作用开始发生，随着这一过程的进行，地球上氧气不断积累，经过漫长的演变终达到如今的含量。
氧气的形成和积累，导致地球上自然物质的分布发生变化。
2-2-1 溶解在海洋中的Fe2+被氧化转变成针铁矿α-FeO(OH)而沉积，写出离子方程式。
2-2-2与铁的沉积不同，陆地上的MoS2被氧化而导致钼溶于海洋且析出单质硫，写出离子方程式。
2-32020年8月4日晚，贝鲁特港口发生了举世震惊的大爆炸，现场升起红棕色蘑菇云，破坏力巨大。
目前认定大爆炸为该港口存储的约2750吨硝酸铵的分解。
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-36thIChOpracticalproblems
- use only the pen and calculator provided
- results
the number of significant figures in numerical answers must conform to the rules of evaluation of experimental error. Mistakes will result in penalty points even if your experimental technique is flawless.
95.94 74
W
183.84 106
Sg
263 59
Pr
140.91 91
Pa
231
25
Mn
54.94 43
Tc
98.91 75
Re
186.21 107
Bh
264 60
Nd
144.24 92
U
238
26
Fe
55.85 44
Ru
101.07 76
Os
190.23 108
Hs
265 61
Pm
144.92 93
Sn
118.71 82
Pb
207.19
67
Ho
164.93 99
Es
252
7
N
14.01 15
P
30.97 33
As
74.92 51
Sb
121.76 83
Bi
208.98
68
Er
167.26 100
Fm
257
8
O
16.00 16
第三十四届国际化学奥林匹克竞赛
第三十四届国际化学奥林匹克竞赛第一题 I -- 生命化学生命与化学密切相关. 了解和监控生命过程受到了化学家的极大重视.I-1 生命中的氧气分数: 6 分氧气对我们每个人的生命是至关重要的。
O 2通过肺进入我们的身体, 然后由血液传输到我们身体的各个组织。
在体内，通过糖的氧化提供能量, 其反应式如下:C 6H 12O 6 + 6 O 26 CO 2 + 6 H 2O在这个反应中, 每消耗1摩尔O 2将产生400 kJ 能量。
在血液传输过程中, 血红蛋白(Hb)中的每4个亚铁血红素基团(Hm) 与一个O 2结合。
游离亚铁血红素是由一个亚铁离子Fe 2+ 与二价卟啉负离子(porphyrin 2-)中的四个氮原子配位组成的。
O 2能与亚铁离子Fe 2+的配位点键合配位形成一个配合物 Hm ⋅O 2(反应式2)。
一氧化碳也能与亚铁离子形成配合物Hm ⋅CO(反应式1)。
CO 有毒的原因在于它与亚铁血红素的结合能力远远强于O 2。
Hm + COHm .CO (1)Hm + O 2Hm .O 2(2)反应(1)的平衡常数 K 1比反应（２）的平衡常数 K 2 大10000倍。
每个Hb 分子能承载４个O 2。
能与O 2结合的血液只吸收了该量的一部分, 并取决于O 2的压力, 如图1的曲线1所示。
图1中同时给出的 曲线(2)和(3)分别表示二种缺血红蛋白的血液与O 2结合的曲线。
这种现象通常在一些有某些遗传疾病的病人中观察到。
血红蛋白素结合O 2的量与O 2的压力关系图如下：O 2的压力, kPa图1相关数据:肺中的O 2压力是15kPa; 在肌肉中的O 2压力是 2 kPa 。
通过心脏和肺的血液最大流速为 4 ⨯ 10-4 m 3s -1。
血液中的血红细胞占血液体积的40%；细胞中血红蛋白(Hb)的浓度是340 kg m -3，血红蛋白(Hb)的摩尔质量为64 kg mol -1。
R = 8.314 J mol -1 k -1。
第34届中国化学奥林匹克(初赛)试题(pdf版无答案)
第34届中国化学奥林匹克(初赛)试题第1题（8分）1-1 画出小分子C3F4的Lewis结构，标出三个碳原子成键时所采用的杂化轨道。
1-2现有铝镁合金样品一份，称取2.56 g样品溶于HCl，产生2.80 L H2 (101.325 kPa, 0℃)，通过计算，确定此合金组成。
1-3构筑可循环再生的聚合物材料是解决目前白色污染的有效途径之一。
1-3-1通常单官能度的单体无法参与聚合反应中的链增长，但单体A可以与B发生反应形成聚合物。
画出该聚合物的结构式。
1-3-2单体A、C、D按物质的量比例6 : 3 : 2进行聚合，得到的聚合物不能进行热加工和循环利用；但若在共聚合时加入一定量(~10%)的B，得到的聚合物又具备了可热加工和循环利用的性能。
简述原因。
第2题（10分）书写反应方程式(提示：要求系数为最简整数比；2-1和2-2中自然条件复杂，合理选择即可)。
2-1关于地球的演化，目前的主要观点是，原始地球上没有氧气，在无氧或氧气含量很低时，原核生物可利用自然存在的有机质(用CH2O表示)和某些无机物反应获得能量。
例如，SO42-和MnO2可分别作为上述过程的氧化剂，前者生成黄色浑浊物，二者均放出无色无味气体。
2-1-1 写出SO42-参与的释能反应的离子方程式。
2-1-2 写出MnO2参与的释能反应的离子方程式。
2-2 约27亿年前光合作用开始发生，随着这一过程的进行，地球上氧气不断积累，经过漫长的演变终达到如今的含量。
氧气的形成和积累，导致地球上自然物质的分布发生变化。
2-2-1 溶解在海洋中的Fe2+被氧化转变成针铁矿α-FeO(OH)而沉积，写出离子方程式。
2-2-2与铁的沉积不同，陆地上的MoS2被氧化而导致钼溶于海洋且析出单质硫，写出离子方程式。
2-32020年8月4日晚，贝鲁特港口发生了举世震惊的大爆炸，现场升起红棕色蘑菇云，破坏力巨大。
目前认定大爆炸为该港口存储的约2750吨硝酸铵的分解。
第34届国际化学奥林匹亚理论试题
化学教育
４５
—————————————一————————————————————————～——————————————————一
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：
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：
病人中观察到。
ｒ。：：≯—了 血红蛋白东站台（ｊ二的埙与（Ｊ２的眶ＪＪ关系同如下 ｊ
遂
）ｌ的压力，ｋｒ“ 圈ｌ
柑兑数擀： 怖巾的（ｂ压力是１５ ｋｎ；在肌肉中的咙压力是２ ｋＰａ。通过心肚和呻的血液最人流速为４×１０ ４ｍ３ｓＩ。血液中的血红细咆占 血液体积的４【）％；细咆中血红蛋白（Ｈｂ）的浓度是３４０ ｋｇ·盯３，血红蛋白（Ｈｂ）的摩尔质量为６４ ｋｇ·瑚ｍ１１。Ｒ＝８ ３１４ Ｊ ｍｄ一·
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
2024化学奥林匹克竞赛试题
2024 化学奥林匹克竞赛试题一、试题有一化学反应 A + B → C，在一定温度下，当A 的浓度为0.5mol/L，B 的浓度为1mol/L 时，反应速率为0.2mol/(L·s)。
若将 A 的浓度增大到1mol/L，B 的浓度不变，此时反应速率变为多少？解析根据反应速率方程v = k[A]^m[B]^n，设该反应中 A 的反应级数为m，B 的反应级数为n。
1. 首先求反应级数：-当 A 的浓度为0.5mol/L，B 的浓度为1mol/L 时，反应速率v1 = 0.2mol/(L·s)，可得方程①：0.2 = k×0.5^m×1^n。
-当A 的浓度增大到1mol/L，B 的浓度不变时，设此时反应速率为v2，可得方程①：v2 = k×1^m×1^n。
-用方程①除以方程①可得：v2/0.2 = (k×1^m×1^n)/(k×0.5^m×1^n)，化简得v2/0.2 = 2^m。
-由于只改变了A 的浓度，B 的浓度不变，且反应速率变为原来的倍数只与A 的浓度变化有关，所以可以通过设特殊值来确定m 的值。
-假设m = 1，则v2/0.2 = 2，解得v2 = 0.4mol/(L·s)。
-假设m = 2，则v2/0.2 = 4，解得v2 = 0.8mol/(L·s)。
-假设m = 3，则v2/0.2 = 8，解得v2 = 1.6mol/(L·s)等，依次类推，可通过给出的选项来确定m 的值，进而确定反应速率v2。
二、试题已知在25①时，水的离子积常数Kw = 1×10^(-14)。
在该温度下，某溶液的pH = 3，求该溶液中氢氧根离子的浓度。
解析1. 因为pH = -lg[H①]，已知pH = 3，则[H①]=1×10^(-3)mol/L。
2. 又因为在任何水溶液中，Kw = [H①][OH①]。
化学奥林匹克竞赛试题及答案(第34届)
第34届中国化学奥林匹克(初赛)试题、标准答案及评分细则
第1题(8分)
1-1画出小分子C3F4的Lewis结构，标出三个碳原子成键时所采用的杂化轨道。
1-2现有铝镁合金样品一份，称取2.56g样品溶于HCl，产生2.80 L H2 (101.325 kPa，0 ˚C)，通过计算，确定此合金组成。
1-3 构筑可循环再生的聚合物材料是解决目前白色污染的有效途径之一。
1-3-1通常单官能度的单体无法参与聚合反应中的链增长，但单体A可以与B发生反应形成聚合物。
画出该聚合物的结构式。
1-3-2单体A、C、D按物质的量比例6:3:2进行共聚合，得到的聚合物不能进行热加工和循环利用；但若在共聚合时加入一定量(~10%)的B，得到的聚合物又具备了可热加工和循环利用的性能。
简述原因。
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Groningen | The Netherlands | 5 - 14 July 2002
31
2-3
1 kg Mb is 1/16.6 mol; 20% is 0.2/16.6 = 0,012 mol kg-1
2-4
400 kJ mol-1 → 400,000 x 0.012 J kg-1 of muscle tissue. W = J s-1 ⇒ per second per kg of
(1)
Precipitation of SrSO4 will start, when
Groningen | The Netherlands | 5 - 14 July 2002
33
[SO42-] =
Ksp(SrSO4) [Sr2+]
= 3 x 10-7 = 3 x 10-5 M 10-2
(2)
If there are no kinetic complications (for example when the formation of BaSO4 would be very slow) first BaSO4 will be formed. This results in a decrease of the concentration of Ba2+ ions. If the concentration SO42- satisfies equation (2), the concentration of Ba2+ can be calculated from the formula:
n[O2,&] = ¼ x 1000:2 = 125 mol s-1
n[CO,'] = n[CO,%] - 2 n[O2,&] = 250 mol s-1
1-2
n[N2,(] + n[H2,(] = 2 n[NH3,(] = 2 n[NH3,!]
n[N2,(] = 500 mol s-1
n[H2,(] =1500 mol s-1
pH2 = (3/4) (1 – x) ptot
1-6
Kr
=
x2
(1− x)4
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
44 33
p0 p tot
2
1-7
x2
(1 − x)4
=
K r
33 44
ptot p0
2
=
0.0418
→
x = (1− x)2
0.0418
− 0.204x2 + 1.408x − 0.204 = 0 → x = 0.148
muscle tissue 0.5 J. Time = 400000 × 0.012 = 9,600 s = 2 hours and 40 minutes. 0.5
2.5
(CH2)3n+6 (CO2)3 H2 + (4,5n + 9,5) O2 → (3n + 9) CO2 + (3n + 7) H2O
Ba2+ (aq) + SO42- (aq) Sr2+ (aq) + SO42- (aq)
BaSO4 (s) SrSO4 (s)
Precipitation of BaSO4 will start, when
[SO42-] =
Ksp(BaSO4) [Ba2+]
= 1 x 10-10 = 10-8 M 10-2
Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ag(NH3)2+ (aq)
Total: AgCl (s) + 2 NH3 (aq)
Ag(NH3)2+ (aq) + Cl- (aq)
Koverall = Ksp Kf =
[Ag(NH3)2+][Cl-] [NH3]2
= 1.7 x 10-10 x 1.5 x 10+7 = 2.6 x 10-3
Classical route: E-factor = 133.4/39.6 = 3.37
product :
44 -10 % = 39.6
by-products :
111+ (10% of 62) + (18 - 10%) = 111 + 6.2 + 16.2 = 133.4
Modern route: E-factor = 18.6/37.4 = 0.49
Ksp(BaSO4) = 1 x 10-10 = [Ba2 ][3 x 10-5]
[Ba2+] =
10-10 3 x 10-5
1 =
3
x 10-5 M
At the starting point the concentration of Ba2+ was 10-2 M. This means that the loss amounts to
If x is the molar solubility of AgCl (mol L-1) then the changes in concentration of AgCl as the
result of the formation of the complex ion are
AgCl (s) + 2 NH3 (aq)
Problem 3
3-1
Lactose Chemistry
HO C
H C OH HO C H HO C H
H C OH CH2OH
D-galactose
HO C
H C OH HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D-glucose
3-2
CH2OH
HO O
OH
O
OH
OH
OH
OH
O
CH2OH
CH2OH
The molecular weight of NH4HSO4
= 115
Classical route: Atom utilization = 100/(100+115) =0.47 or 47% E-factor =115/100 = 1.15
Catalytic route: Atom utilization = 115/115 = 1 or 100%
CH2OH
Lactitol
CH2OH
HO O
OH
O
OH
OH
OH O
CH2OH
CH2OH
Lactulose furanose form
CH2OH
HO O
OH
O
OH
CH2OH
OH OH
O
OH
Lactulose pyranose form
Lactulose is a mixture of the furanose and pyranose form in the ration 4 : 6. When a student gives either the furanose or the pyranose form, he/she will receive full marks.
E-factor = 0/100 = 0
5-2
Classical chlorohydrin route: Atom utilization = 44/173 = 0.25 or 25%
Modern petrochemical route: Atom utilization = 44/44 = 1 or 100%
1/3 x 10-5 10-2
x 100% = 0.033%
The separation meets the criterion.
6-2
The following equilibrium reactions have to be considered:
AgCl (s) Ag+ (aq) + 2 NH3 (aq)
1-3
∆Gr = 2G(NH3) - G(NH2) - 3 G(H2)
∆Gr = [2 x 24.4 + 8.3 + 3 x 8.3] x 103 = 82 x 103 J mol-1
1-4
∆Gr = - RTln Kr , Kr = 4.4×10-6
1-5
pN2 = (1/4) (1 – x) ptot
product :
44 -15% = 37.4
by-products : 2 CO2 + 2 H2O per mole of C2H4 (15%) ⇒ 2 x 15% of 44 + 2 x 15% of 18 = 18.6
Problem 6 Selective Solubility
6-1
The relevant equations are:
2-2
Volume of Mb: VMb = 0.5 x 4.5 nm x 3.5 nm x 2.5 nm = 19.6875 nm3 = 19.6875 x 10-27 m3
Molecular weight of Mb = VMb x NA = 19.6875 x 10-27 x 6.02 x 1023 = 16.6 kg mol-1
34th International Chemistry Olympiad | Preparatory Problems
Worked Solutions to the Problems
Important general remark: For the sake of clarity, most answers are more elaborate than strictly necessary. In many cases the explaining text can be replaced by arrows, e.g. ⇒ .