第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题解析
第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题解析
2019年9月7日上午9:00至12:00，第33届中国化学奥林匹克(初赛)在全国30个省、自治区、直辖市同时举行，约有7万名高中生参加。相比于往年，本届初赛试题对知识储备的要求有所降低，但对计算熟练度、思维灵活度和答题准确度的要求没有放松。这是一件好事：化学的奥林匹克本就不应是“刷书”的奥林匹克，不应是“死记硬背”的奥林匹克；只喜欢画六边形与平行六面体，讨厌计算和推理，也不算真正学好了化学。近年来，越来越多的同学(及部分老师)偏爱刷书、刷题，刷完基础教材刷高级教材，刷完高级教材刷专著，刷完中文书刷外文书，都刷完还不过瘾，还要去刷一级文献来“押题”，这种做法实在是舍本逐末，甚至是缘木求鱼了。走马观花，囫囵吞枣，到头来才发现最基本的知识点掌握得不牢固，在高手过招时疏漏大意失了分数，反而怪罪题目故意“挖坑”，实在令人叹惋。我们鼓励同学们好读书，读好书，但把书“读好”才是最重要的。鉴于此，本文除了延续前文撰写的三个角度——“从同学角度出发的思路分析，从试题角度出发的考点分析，从科学角度出发的知识拓展”之外，行文中更加强调“明辨基础概念，防范解题漏洞”，希望同学们有所收获。另一方面，如何在竞赛题目取材上做到严谨与趣味的平衡、经典与前沿的平衡，在树立中国化学奥林匹克思维高杆的同时，及时反映中国化学工作日新月异的进展，或许也是值得思考的。
第1题
题目(10分)
简要回答问题。
1-1利用不同的催化剂，乙烯催化氧化可选择性地生成不同产物。产物A可使石灰水变浑浊。写出与A相对分子质量相等的其他所有产物的分子式和结构简式。1-2化合物CsAuCl3呈抗磁性。每个Cs+周围有12个Cl?离子，每个Cl?离子周围有5个金属离子。金离子处在Cl?围成的配位中心(也是对称中心)。写出该化合物中Au的氧化态及其对应的配位几何构型。
1-3 2019年1月，嫦娥四号成功在月球着陆。探测器上的五星红旗由一类特殊的聚酰亚胺制成。以下为某种芳香族聚酰亚胺的合成路线：
画出A、B、C的结构简式。
分析与解答
1-1本题考查化学式推断和同分异构体枚举的能力，难度不高。但是如何在考场上快速地、不重不漏地找出所有合理答案，需要在平时刻意进行自我训练。
从“产物A可使石灰水变浑浊”易得产物A就是CO2。A的相对分子质量M(A)= M(CO2) = 12 + 16 × 2 = 44。由于乙烯C2H4与氧气O2反应产物只可能含O、C、H元素，因此可行的组合只能为：(枚举最好遵循原子量从大到小的顺序，即O、C、H。同学们可不必像这里枚举的这么详细，但一定要遵循顺序，避免重复或疏漏。)
44 = 16 × 2 + 12 × 1 = O2C = CO2
= 16 × 2 + 1 × 12 = O2H12 = H12O2
= 16 × 1 + 12 × 2 + 1 × 4 = OC2H4 = C2H4O
= 16 × 1 + 12 × 1 + 1 × 16 = OCH16 = CH16O
= 12 × 3 + 1 × 8 = C3H8
= 12 × 2 + 1 × 20 = C2H20
= 12 × 1 + 1 × 32 = CH32
= 1 × 44 = H44
除去明显不合理的结构，只有C3H8和C2H4O可以进入下一轮考查。C3H8只有一种可能的组合方式，即丙烷CH3―CH2―CH3，然而显然丙烷的氧化态要低于乙烯的(可以通过直接计算氧化数判断，也可以简单通过不饱和度判断)，因此直接排除。C2H4O的不饱和度为Ω= 2 + 1 ? 4/2 = 1，说明产物中只有一个双键或只有一个环。若产物中只有双键，则其可能为CH3―CH＝O (乙醛)或CH2＝CH―OH (乙烯醇)，但乙烯醇不稳定，会互变异构为乙醛，因此合理的答案只有一种：乙醛。而若产物中只有一个环，则唯一可能的结构就是环氧乙烷，因此答案为：
分子式：C2H4O；
结构简式：
有部分同学认为A是草酸C2H2O4，这似乎有一定的道理：草酸的确可以由乙烯在特定条件下催化氧化得到，且草酸钙CaC2O4为一沉淀。问题在于，草酸的相对分子质量为12 × 2 + 1 × 2 + 16 × 4 = 90，很容易就可以写出数种可能的化学式：C3H6O3、C4H10O2、C7H6，其中C4H10O2有28个同分异构体，C3H6O3有102个同分异构体，C7H6则可以写出多达1230个同分异构体！即使仅考虑稳定结构，数目也是可观的。在考场上根本来不及，也没有位置写出所有的同分异构体，因而虽然从科学性上草酸是一个合理的答案，但不是一个可操作性很强的答案，应当舍去。另一方面，若只想到了草酸而忽略二氧化碳，那的确是舍近求远了。
1-2本题主要考查对配位数的灵活运用，隐藏的考点为磁性与电子结构的关系。根据电中性原则，CsAuCl3中Au的表观氧化数应为?(+1 ? 3) =+2，但Au(Ⅱ)核外电子结构为[Xe]4f145d9，价层有1单电子，与呈抗磁性的事实不符，因此CsAuCl3中不存在Au(Ⅱ)。表观的Au(Ⅱ)实际上是等物质的量的Au(Ⅲ)与Au(Ⅰ)的加权平均，容易验证Au(Ⅲ) = [Xe]4f145d8与Au(Ⅰ)= [Xe]4f145d10中均不存在单电子。
再来分析配位数：“每个Cs+周围有12个离子”，而化学式中n(Cs) : n(Cl)= 1 : 3，说明每个离子周围有4个离子；又由“每个离子周围有5个金属离子”，可知每个Cl?离子周围有1个Au(Ⅰ)离子；又因Au(Ⅲ)与Au(Ⅰ)各占一半，故一半的Cl?离子周围是1个Au(Ⅰ)离子，一半的Cl?离子周围是1个Au(Ⅲ)离子。由于n(Au): n(Cl) = 1 : 3，因此Au离子周围平均有3个Cl?离子。然而Au(Ⅰ)或Au(Ⅲ)不可能为3配位，因为它们处在对称中心上，3配位平面三角形结构中不存在对称中心。说明与氧化数一样，这个“3配位”只能是数学平均的结果。由于Au(Ⅲ)与Au(Ⅰ)的物质的量相等，因此可能的配位数组合只可能为5/1或4/2 (注意配位数必须为正)。5/1配位数组合不符合中心对称性，舍去，因此只有4/2组合满足要求。接下来思考：Au(Ⅲ)与Au(Ⅰ)两种正离子，何者为四配位？何者为二配位？显然，Au(Ⅲ)电荷高，离子性强，可以吸引更多阴离子配体围绕其周围，故为四
配位；Au(Ⅰ)电荷低，共价性强，因而为二配位。(有同学认为：Au(Ⅲ)半径小，为二配位，Au(Ⅰ)半径大，为四配位。这种说法错在哪里？)这正好与它们的d电子结构是相对应的：Au(Ⅲ) = 5d8→dsp2，对应四配位平面四方形配合物；Au(Ⅰ)= 5d10→sp，对应二配位直线型配合物。因而答案为：
Au的氧化态：+1与+3等物质的量分布。Au(Ⅰ)为二配位直线型，Au(Ⅲ)为四配位平面四方形。
另外，对于元素化学知识掌握扎实的同学，无需配位数条件即可得到答案：抗磁性的Au只能以等量Au(Ⅰ)与Au(Ⅲ)组合的形式存在，因而可以将化学式“CsAuCl3”改写为“Cs2Au2Cl6”并进一步改写为“Cs2[AuCl2][AuCl4]”(中心对称)，很容易就可以看出[AuCl2]应为[AuⅠCl2]? (参考银氨配离子[AgⅠ(NH3)2]+)，[AuCl4]应为[AuⅢCl4]? (就是氯金酸阴离子)，从而直接写出答案。当然，写出答案后仍然应用题目剩余条件进行检查，以防出错。
图1展示了CsAuCl3的晶体结构，通过观察c方向投影图可以很容易地找到晶体中的对称中心与四重对称轴。我们也可以认为Cs和Au同时作立方最密堆积(ccp)，此时Cl填入的是哪些空隙？
图1
图1 CsAuCl3的晶体结构
大灰球为Cs，小黑球为Cl，蓝色球为Au
有同学在看到晶体结构后认为，Au(Ⅲ)应为拉长的八面体六配位结构，这种说法是不正确的。其一，若要将Au(Ⅲ)轴向两个离子也算作配体，那么离子的配位数也会上升为(6 × 2 + 5 × 4)/6 = 5.33 > 5，与题意不符。另外从科学性角度上讲，Au(Ⅲ)的5d8电子构型处于平面四方形配体场中时已为能量最低(d4xz,yz d2xy d2z2d0x2?y2dxz,yz4dxy2dz22dx2?y20)，若此完全平面四方形场向八面体场(e6g t22g eg6t2g2)过渡，势必会导致轨道能量上升而导致整个体系能量上升。因而不能认为晶体中的Au(Ⅲ)为六配位变形八面体结构。事实上，大多数的简单d8配合物一般情况下通常为四配位平面四方形结构或正四面体结构，稳定的六配位八面体d8配合物要少得多。
当然，我们也可以从Jahn-Teller畸变的极限来形式化地“理解”这个配合物的结构：如果强行认为Au为+2氧化态、d9电子构型，那么根据Jahn-Teller效应(Jahn-Teller effect)：“在配合物的基态电子组态简并，且电子在轨道中占据不对称时，配合物发生畸变以消除简并性并使得体系能量降低”，配合物中电子构型的Au(Ⅱ)中应当一半发生拉长八面体畸变(晶胞c棱心和ab面心的Au原子)，一半发生压缩八面体畸变(晶胞顶点和体心的Au原子)。到极限时，即可分别得到直线型配位的AuⅡCl2和平面正方形配位的Au II Cl2?4AuIICl42?，并发生单电子转移得到AuⅢCl?4AuⅢCl4?和Au I Cl?2AuICl2?。当然，在答案中写“拉长八面体”依然是错误的，这里仅作一种补充讨论。
1-3这是一道以聚合物为背景的有机推断题，较为简单，重点在于提升解题速度，培养“看到产物的第一眼就要将其切断”的逆合成敏感性非常重要。下面为详细分析：C10H14的不饱和度为：11 ? 14/2 = 4，结合产物聚酰亚胺结构可猜测A中含有苯环。根据碳数(= 10)可推测产物聚合物结构中的1, 2, 4, 5-苯四酰二亚胺片段是由A提供的，因此根据碳原子分布A只能为1, 2, 4, 5-四甲基苯，同时也很容易推出C为对苯二胺。然而在推导B的结构式时要小心，这里可能出错：从B的生成条件与最终聚合物的结构来看，B应为某种羧酸或羧酸衍生物，很多同学看到这里，想当然地就写出“1, 2, 4, 5-苯四甲酸”。然而若B为四羧酸，那么在聚合过程中，n mol B与n mol C就应生成4n mol水分子，而非2n mol！根据原子守恒，真实的B应在苯四甲酸结构的基础上“去掉2分子水”，容易看出它就是均苯四甲酸二酐(pyromellitic dianhydride，PMDA)。A、B、C的结构简式如下图所示：
知识拓展
聚酰亚胺(polyimide，PI)是一类具有酰亚胺重复单元的聚合物，是20世纪50年代发展起来的耐热性高分子材料。其中以含有邻苯二甲酰亚胺(酞酰亚胺)结构的聚合物最为重要(本题即为一例)。由于酰亚胺基团电子高度离域，酰胺键热稳定性高(不易均裂)，化学稳定性高(不易被亲核/亲电进攻，不易被氧化/还原)，同时芳香性聚酰亚胺分子中π–π相互作用强，因而其具有优良的化学稳定性、耐高温性(高分子材料中等级最高)、耐磨性、阻燃性(自熄型材料，无需额外阻燃剂)、绝缘性等。聚酰亚胺通常为橘黄色透明固体，蠕变很小，有较高的拉伸强度。1961年杜邦(DuPont)公司首次推出聚酰亚胺薄膜Kapton，其结构如下所示。(DuPont公司还发明了著名的高强度纤维开夫拉Kevlar。2014年第28届化学竞赛初赛就曾出过以Kevlar为背景的题目。)它可从低至?269 ℃到高至+400 ℃的多种温度环境下稳定工作，且柔韧透明，不仅能用作耐高温绝缘漆、柔性太阳能电池底板材料、耐高温隔热材料、防弹防火纤维，更被大量用于航天、航空器及火箭部件中。虽然与其他聚合物比较，聚酰亚胺不易成型，生产成本高，日常应用有限，但其在特种工程材料中的应用前景是极为广阔的，甚至被认为是21世纪最有希望的工程塑料之一。
补充练习
答案或提示参见北京大学出版社《中国化学奥林匹克竞赛试题解析》，下同。
1-4写出所有由C、H、N、O组成的，相对分子质量为44的分子的化学式，画出它们的结构式。附加题：找出C4H10O2的28个同分异构体。
1-5观察图1，自行推导CsAuCl3晶体的点阵形式与结构基元。在晶胞透视图中标出点阵点，画出素晶胞结构。
1-6已知CsAuCl3晶体的正当晶胞参数为a = b= 7.600 ?, c = 11.326 ?, α = β = γ = 90°，求素晶胞的边长(你的答案应落在7.800–7.810 ?之间)。注：1 ? = 0.1 nm。
1-7判断下列四配位d8配合物是平面四方形还是正四面体形，给出判断依据：NiF2?4NiF42?、NiCl2?4NiCl42?、NiCl2(SPh)2?2NiCl2(SPh)22?、Ni(SPh)2?4Ni(SPh)42?、NiCl2(PPh3)2、Ni(CN)2?4Ni(CN)42?、
Ni[(CHPhNH2)2]2、Ni[CH(CO t-Bu)2]2、Rh(CO)2Cl2、IrCl(CO)(PPh3)2、PdCl2?4PdCl42?、Pd(CN)2?4Pd(CN)42?、Pt(H2O)2+4Pt(H2O)42+、Ag[IO5(OH)]5?2Ag[IO5(OH)]25?、Au(py)2Cl2。
1-8用Jahn-Teller效应解释：为什么Ti3+(aq)的紫外-可见光谱呈现1个不对称的单峰？
1-9某聚酰亚胺的合成方法如下：将1.09 mmol均苯四甲酸二酐(PMDA)与1.09 mmol 2, 2’-双(三氟甲基)联苯胺[2, 2’-Bis(trifluoromethyl)benzidine, BTMB]溶解在6.3 g含有0.06 g异喹啉的间甲基苯酚中，在氮气保护下室温搅拌3小时，得到无色溶液。再升温至200 ℃反应3小时。冷却后过滤，用乙醇洗涤产物，在150 ℃下减压烘干24小时即得到产物聚酰亚胺。
1-9-1画出PMDA、BTMB和产物的结构。异喹啉的作用是？
1-9-2为什么反应要先在室温进行，再升温进行？请用图示与文字解释。
1-9-3反应过程中需要不断将体系中的水除去，写出两种可用于该反应的除水试剂。用文字描述Dean-Stark装置是如何除水的。
1-10用亚甲基二苯基二异氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate, MDI)代替联苯胺与PMDA反应，在温和加热(< 90 ℃)条件下就可以制得聚酰亚胺，反应无需高沸点溶剂且更加节能。
1-10-1利用合理试剂，从苯胺出发合成联苯胺与MDI，写出反应的机理。
1-10-2写出MDI与PMDA反应得到聚酰亚胺的机理，为什么这个反应不需要强加热条件？
第2题
题目(6分)
2-148Ca轰击249Cf，生成第118号元素(Og)并放出3个中子。写出配平的核反应方程式。
2-2推出二元氧化物(稳定物质)中含氧量最高的化合物。
2-3 9.413 g未知二元气体化合物含有0.003227 g电子，推出该未知物，写出化学式。
分析与解答
2-1本题考查核反应方程式的书写，非常简单。有趣的是，上一次对重元素核化学反应的考查需要追溯到2010年的第24届化学竞赛初赛，当时考查的元素是第117号元素Ts。考试时，Cf的原子序数(也是其质子数、核电荷数)是未知的，但由于该核反应只放出了3个中子，质子数没有发生改变，因而很容易通过质子数守恒求出Cf的原子序数：118 ? 20 = 98。再根据中子数守恒求出Og的质量数：48 + 249 ? 1 × 3 = 294，很容易写出答案:
4820Ca+24998Cf→294118Og+310n2048Ca+98249Cf→118294Og+301
n
2-2本题知识难度不大，但非常有趣。对于二元氧化物M m O n而言，其含氧量(即氧元素质量分数)可表示为(设M的相对原子质量为M)：
w(O)=16nM?m+16n w(O)=16nM?m+16n
经过简单的尝试就能知道，w(O)的最大值当且仅当M= H时取到。比H重的元素虽然可能有着更高的化合价(即n值更高)，但这远无法补偿M上升而带来的分母增加。因而该二元氧化物由H、O两种元素组成，即可能有H2O、H2O2、HO2、H2O3、HO3等组合，其中可稳定存在的物质有H2O与H2O2，氧含量分别为88.81%和94.07%。故笔者给出的答案为过氧化氢H2O2。
中国化学会官方解答认定H2O与H2O2均为本题的正确答案，甚至最早只给出了H2O这一个答案，而认为H2O2不是正确答案。这是因为过氧化氢不够稳定，因而水是更好的答案。然而笔者认为，纯过氧化氢的确可以分离得到，且有一定的动力学稳定性；而另一方面，在这种字眼上死抠细节，对化学科学本身的学习和理解并无帮助，不值得鼓励。现在的答案中将过氧化氢和水均算为正确，这一做
法是很好的。当然，HO2、H2O3、HO3这类化合物过于不稳定，不应算作正确答案。而像H218O2这样的答案，在实际判卷时当然应该给满分，但不应列入参考答案，否则会鼓励同学们“钻牛角尖”。
很多同学在推导至M= H时，就直接写出了H2O答案。这样虽然歪打正着得到了正确答案，但逻辑上是存在很大的跳步和漏洞的：由M= H只能推出H m O n，不能直接推出H2O。这一次侥幸过关，不代表能一直走运。若能将思考过程落到纸面上，看到“H m O n”甚至看到“M m O n”中的角标n，犯错的可能性会大大降低。
2-3与上一题一样，本题的思维趣味性也大于知识难度，读书多少与能否解出、多快解出、是否解对这道题关系不大。首先将电子质量转化为电子的物质的量，电子质量m e= 9.109 × 10?31 kg，代入题干数据，得：
n(e?)=m(e?)m e?N A=0.003227g×10?3kg?g?19.109×10?31kg×6.022×1023mo l?1=5.883mol n(e?)=m(e?)me?NA=0.003227g×10?3kg?g?19.109×10?31kg×6.
022×1023mol?1=5.883mol
取质量数与电子数的比值(组成中性化合物的每个原子，其核外电子数与其核电荷数相等，因而化合物作为一个整体，它的总电子数与总核电荷数也相等，质量数与电子数的比值也是质量数与核电荷数的比值)，有：
9.413gn(e?)=9.413g5.883mol=1.600g?mol?1=85g?mol?19.413gn(e?)
=9.413g5.883mol=1.600g?mol?1=85g?mol?1
这时，对数字足够敏感的同学应该能意识到8/5 = 16/10 = 24/15 = 32/20 = ?，经过简单的尝试就可推出唯一可能的答案CH4。不过就算数感不够强，本题仍有较快的系统解法：首先排除金属元素，对非金属元素而言，H的质量-核电荷比为1.008/1 = 1.008，而其他元素的质量-核电荷比均大于2 (为什么？这是基本的元素化学知识)，说明该气体中必须含有H元素，设化合物为H m Y y，则有：(m+y?M(Y))(m+y?Z(Y))=1.600(m+y?M(Y))(m+y?Z(Y))=1.600
解不定方程，简单枚举即可得到唯一答案CH4。
补充练习
2-4完成下列核反应方程式：
(1) 147N714N被α粒子轰击，放出质子与另一种核素。
(2) 4019K1940K被轨道电子轰击。
(3) 23592U92235U被某粒子X轰击，产物中有12554Xe54125Xe和2当量X。2-5由主族元素X、Y组成的二元化合物A、B、C性质较为活泼。A、B、C中重元素X的质量分数分别为74.05%、58.80%和41.64%。1 mol A与1 mol B混合并与足量水反应，生成4.75 mol可燃气体，相对比重6.77 g? mol?1；1 mol A 与1 mol C混合并与足量水反应，生成4 mol可燃气体；1 mol B与1 mol C混合并与足量水反应，生成0.75 mol可燃气体。C与水反应的产物中有一种单体分子量74.19的聚合物D，其重元素质量分数75.72%。给出X和Y的元素符号，A、B、C的化学式以及它们与水反应的方程式(聚合物D的化学式以单体表示)，画出聚合物D的结构简式。
2-6将前108个元素稳定同位素的质量数(A)与核电荷数(Z)列表，作质荷比–电荷(A/Z–Z)图，该图具有什么规律？为什么是这样？
2-7复习：什么是元素的稳定岛假说？写出前七个幻数，它们的数学规律是？
2-8画出H2O3的结构，写出它在水中分解的产物与反应机理。
2-9蒽醌法是目前最常用的过氧化氢工业生产方法，由德国巴斯夫(BASF)公司发明。
2-9-1写出蒽醌法制备过氧化氢的反应方程式与反应机理。
2-9-2从邻苯二甲酸酐出发，利用合适的有机试剂合成乙基蒽醌。
2-9-2若使用臭氧O3代替氧气，得到的产物是？写出反应机理。
2-10苯甲腈在碱性过氧化氢水溶液中的水解速率(1)是在NaOH水溶液中(2)的105倍，写出反应(1)的所有产物与反应机理，解释速率区别。
第3题
题目(10分)
高炉炼铁是重要的工业过程。冶炼过程中涉及如下反应：(注：原题中所有的标准平衡常数K?K?均遗漏了标准态符号?，不严谨。已作修正，详见下文。)
(1) FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) K?1K1? = 1.00 (T = 1200 K)
(2) FeO(s) + C(s) → Fe(s) + CO(g) K?2K2?(T= 1200 K)
气体常数R= 3.814 J?mol?1?K?1；相关的热力学数据(298 K)列入下表：
FeO(s) Fe(s) C(s,石墨) CO(g) CO2(g) Δf H?mΔfHm?/(kJ?mol?1) ?272.0 ––?110.5 ?393.5 S?m Sm?/(J?mol?1?K?1) 60.75 27.3 5.74 / x
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3-1假设上述反应体系在密闭条件下达平衡时总压为1200 kPa，计算各气体的分
压。
3-2计算K?2K2?。
3-3计算CO2(g)的标准熵S?m Sm?(单位：J?mol?1?K?1)。设反应的焓变和熵变
不随温度变化。
3-4反应体系中，若CO(g)和CO2(g)均保持标态，判断此条件下反应的自发性(填
写对应的字母)：
3-4-1反应(1)：A.自发B.不自发C.达平衡
3-4-2反应(2)：A.自发B.不自发C.达平衡
3-5若升高温度，指出反应平衡常数如何变化(填写对应的字母)。计算反应焓变，
给出原因。
3-5-1反应(1)：A.增大B.不变化C.减小
3-5-2反应(2)：A.增大B.不变化C.减小
分析与解答
本题考查与化学热力学及化学平衡有关的基本知识，难度较低。计算时不要忘记一些老生常谈：反应方向与热力学数据正负号、J与kJ的单位换算、有效数字修约等。
3-1反应体系达到平衡时，气相中只有CO(g)和CO2(g)两物种，而唯一控制它们平衡的反应是(1)，因为：
K?1=p(CO2)/p?p(CO)/p?=1.00K1?=p(CO2)/p?p(CO)/p?=1.00
故p(CO2)= p(CO) = 1200 kPa/2 = 600 kPa(正好为三位有效数字，无须进一步修约)。
3-2直接代入数据，算得：
K?2=p(CO)p?=600kPa100kPa=6.00K2?=p(CO)p?=600kPa100kPa=6.00 新IUPAC标准下p?= 100 kPa = 1 bar，但老标准p?= 101.325 kPa = 1 atm仍然比较流行，请同学们注意具体情况具体分析，必要时合理反馈、讨论或申诉。另外，题目原文中的标准平衡常数遗漏了标准态符号，不严谨。若按实验平衡常数理解，应答K2= 600 kPa。
关于标准态符号：根据现行IUPAC标准(IUPAC Compendium of Chemical Terminology, the “Gold book”)，标准态符号写作“°”而非“?”，如p°、ΔH°、Δr G°m 等。在19世纪化学热力学的发展初期，人们常用船舶行业中的吃水线符号(也称为Plimsoll符号)“?”来表示标准状态，以体现它的非零性质。文献中也常常使用“?”和上标的数字“0”来表示标准状态，现在这些符号已被统一被角度符号“°”取代。有些地方也会使用希腊字母“θ”或其大写“Θ”来表示标准状态，但这两种写法其实是不标准的。
3-3解题思路是清晰的：CO2(g)的标准熵由反应熵与其他物种的标准熵求得，反应熵由反应Gibbs自由能和焓变求得，反应Gibbs自由能由反应平衡常数求得。然而表格没有给出CO(g)的标准熵，因而需要构造一个不含CO(g)的反应，这容易做到。反应(1)+ (2)得：
(3) 2FeO(s) + C(s) → 2Fe(s) + CO2(g) (1200 K)
故：
K?3=K?1?K?2=1.00×6.00=6.00Δr G?m(3)=?RTlnK?3=?8.31 4J?mol?1?K?1×1200K×ln6.00=?18kJ?mol?1Δr H?m(3)=∑BνBΔ
f H m(B)=[?393.5?(2×?272.0)]kJ?mol?1=150.5kJ?mol?1Δr S?m
(3)=Δr H?m(3)?Δr G?m(3)T=[150.5?(?18)]kJ?mol?11200K=150J?mol?1?K?1S?m(CO2)=[Δr S?m(3)?2S?m(Fe)+2S?m(FeO)+S?m(C)]2=(140?2×27.3+2×60.75+5.74)J?mol?1?K?1=213J?mol?1?K?1K3?=K1??K2?=1.00×6. 00=6.00ΔrGm?(3)=?RTln?K3?=?8.314J?mol?1?K?1×1200K×ln?6.00=?18kJ?mol ?1ΔrHm?(3)=∑B?νBΔfHm(B)=[?393.5?(2×?272.0)]kJ?mol?1=150.5kJ?mol?1ΔrSm ?(3)=ΔrHm?(3)?ΔrGm?(3)T=[150.5?(?18)]kJ?mol?11200K=150J?mol?1?K?1Sm ?(CO2)=[ΔrSm?(3)?2Sm?(Fe)+2Sm?(FeO)+Sm?(C)]2=(140?2×27.3+2×60.75+5.7
4)J?mol?1?K?1=213J?mol?1?K?1
当然，我们也可以先利用反应(2)求出CO的标准熵，再代入反应(1)中求解CO2的标准熵，但这样就复杂多了，且更加容易出错。这再次说明，合理的审题和全局的观察比一上来就扎进题目中，沉溺在细枝末节里要重要得多。
3-4较为简单的平衡判断题，比较反应商Q与标准平衡常数K?K?就可得出结论：反应(1)的反应商Q1= 1.00 = K?1K1?，反应达平衡(C)；反应(2)的反应商Q2= 1.00 < K?2K2?，反应正向自发(A)。
3-5利用热力学数据可求得：反应(1) Δr H?mΔrHm?(1)= ?121.5 kJ?mol?1 < 0，反应(2) Δr H?mΔrHm?(2)= 161.5 kJ?mol?1 > 0 (过程略去，请自行完成)。根据Gibbs-Helmholtz方程：
Δr G?m(T2)T2?Δr G?m(T1)T1=Δr H?m(1T2?1T1)ΔrGm?(T2)T2?ΔrGm?(T1)T
1=ΔrHm?(1T2?1T1)
易得：升温后反应(1)平衡常数减小(C)，反应(2)平衡常数增大(A)。
如果在考场上忘记了Gibbs-Helmholtz方程的形式(这是非常容易发生的，尤其正
负号很可能混淆)，可以根据化学反应的Gibbs自由能变的定义式ΔG?1=ΔH??TΔS?ΔG1?=ΔH??TΔS?来推导：
{ΔG?1=ΔH??T1ΔS?ΔG?2=ΔH??T2ΔS??{T2ΔG?1=T2ΔH??T2
T1ΔS?T1ΔG?2=T1ΔH??T1T2ΔS??T1ΔG?2?T2ΔG?1=(T1?T2)ΔH??ΔG?2T2?ΔG?1T1=ΔH?(1T2?1T1){ΔG1?=ΔH??T1ΔS?ΔG2?=ΔH??T2ΔS??{ T2ΔG1?=T2ΔH??T2T1ΔS?T1ΔG2?=T1ΔH??T1T2ΔS??T1ΔG2??T2ΔG1?=(T1?T2)ΔH??ΔG2?T2?ΔG1?T1=ΔH?(1T2?1T1)
另外，我们也可以援引Le Chatelier原理的“温度判断”部分来辅助记忆Gibbs-Helmholtz方程。对于任一放热反应，我们将其热化学方程看作：
反应物??生成物+热
当温度升高的时候，由于方程右边含有“热”，根据Le Chatelier原理，平衡应向左移动以“减少热量的释放”，即温度升高时放热反应平衡常数下降。反之，温度下降时反应“欲放出更多热量”，平衡向右移动，平衡常数上升。对于吸热反应也可作类似讨论。不过显然，Le Chatelier原理只是提供一个辅助记忆的方法，从科学上讲它是充满漏洞的：(1)热不是一种物质，(2)平衡的移动与平衡常数本身的变化无关，(3)温度的改变同时影响了平衡常数与反应物和生成物的浓度(活度)，多个因素同时变化，原则上逾越了Le Chatelier原理的使用条件。Le Chatelier原理是有益处的，但一定要小心使用，明辨其中的逻辑漏洞。
补充练习
3-6计算CO的标准熵。
3-7写出热力学第一定律与第二定律(可逆过程)的微分形式。
3-8从热力学第一定律与第二定律的微分形式出发，导出4个热力学基本关系式
(fundamental thermodynamic relation)：
dU=TdS?pdVdH=TdS+VdpdA=?SdT?pdVdG=?SdT+Vdp dU =TdS?pdVdH=TdS+VdpdA=?SdT?pdVdG=?SdT+Vdp
3-9从热力学基本关系式出发，导出Gibbs-Helmholtz方程的微分形式：
(?(ΔG?/T)?T)p=?ΔHT2(?(ΔG?/T)?T)p=?ΔHT2
3-10从Gibbs-Helmholtz方程的微分形式出发，导出其积分形式。
第4题
题目(13分)
黄铜矿及其转化：黄铜矿(CuFeS2)是自然界中铜的主要存在形式。炼铜的传统方法主要是火法，即使黄铜矿和氧气在控制条件下逐步反应得到单质铜。随着铜矿的减少、矿物中黄铜矿含量的降低以及环境保护的要求，湿法炼铜越来越受关注。该法的第一步也是关键的一步就是处理黄铜矿，使其中的铜尽可能转移到溶液中。最简便的处理办法是无氧化剂存在的酸溶反应：向含黄铜矿的矿物中加入硫酸，控制浓度和温度，所得体系显蓝色且有臭鸡蛋味的气体(A)放出(反应1)；为避免气体A的产生，可采用三价铁盐如Fe2(SO4)3溶液处理黄铜矿，所得溶液和反应1的产物类似，但有浅黄色固体物质B生成(反应2)；浅黄色固体会阻碍黄铜矿的溶解，因此，办法之一是在类似反应1的体系中引入硫酸杆菌类微生物，同时通入空气，反应产物无气体，也无黄色浑浊物(反应3)，溶液中阴离子为C；但是，微生物对反应条件要求较为严格(如温度不能过高，酸度应适宜等)。采用合适的氧化剂如氯酸钾溶液(足量)，使之在硫酸溶液中与黄铜矿反应(反应4)，是一种更有效的处理方法。只是，后两种方法可能出现副反应(反应5)，生成黄钾铁矾(D)。D 是一种碱式盐(无结晶水)，含两种阳离子且二者摩尔之比为1 : 3，它会沉积在黄铜矿上影响其溶解，应尽量避免。5.008 g D和足量硫酸钾在硫酸溶液中反应(反应6)，得到15.10 g铁钾矾E，E与明矾(相对分子质量为474.4 g?mol?1)同构。4-1写出A–C、E的化学式。
4-2通过计算，写出D的化学式。
4-3写出反应1–6的离子方程式(要求系数为最简整数比)。
分析与解答
这是一道比较常规的无机元素化学推断题，难度较低。
4-1黄铜矿CuFeS2中硫元素的氧化态为?2，因而无氧化剂存在时用酸处理，硫元素只能转化为H2S = A。而当三价铁盐Fe2(SO4)3存在时，考虑到Fe(Ⅲ)氧化性适中，结合题目信息“浅黄色固体”容易推出B = S单质。硫单质差的水溶性和
动力学惰性，是许多硫的常温氧化还原反应不直接生成最高/最低价含硫化合物，而生成单质硫的重要原因，请总结至少5个生成硫单质的反应方程式(注意它们的反应条件)。通入空气时，硫元素被进一步氧化，产物C可能为硫酸根或亚硫酸根(题目提示“硫酸杆菌”使我们倾向于认为答案是硫酸根，但不宜过早下定论)。最后，铁钾矾与明矾KAl(SO4)2·12H2O同构，因而E = KFe(SO4)2?12H2O。即使在考场上忘记了明矾的准确化学式也不要紧，可以通过相对分子质量快速逆推之。
4-2碱式盐黄钾铁矾D从反应3、4的产物中析出。首先分析反应4的产物：在过量强氧化剂氯酸钾存在，且在酸性条件下，黄铜矿中的所有成分都应被氧化至其最高价态，此时溶液中的离子为：H+、K+、Cu2+、Fe3+、Cl–、SO2?4SO42?(此时应该能回头确定反应3中的C就是硫酸根SO2?4SO42?)。由于反应3中没有涉及Cl?离子，可以大胆猜想黄钾铁矾D中只有K+、Fe3+、OH?、SO2?4SO42?(根据名称与题目信息，阳离子有且仅有可能是K+、Fe3+)。
此时再考虑定量信息：5.008 g D和足量硫酸钾在硫酸溶液中反应，得到铁钾矾共15.10 g /503.2 g?mol?1 = 0.03000 mol。由于E是D和足量硫酸钾反应生成的，而E中的钾铁比为1 : 1，因而可以合理推断D中1 : 3的比例对应K : Fe而非Fe : K。故D中n(Fe)= 0.03000 mol，n(K)= 0.01000 mol。设D= KFe3(SO4)x(OH)10?2x，则有：
5.008(g)0.01000(mol)=500.8=39.10+3×55.85+9
6.06x+1
7.01 (10?2x)5.008(g)0.01000(mol)=500.8=39.10+3×55.85+96.06x+17.01(10?2x)解得x= 1.9995 = 2，故D = KFe3(SO4)2(OH)6。
4-3一旦确定了所有的未知物种，书写方程式就是水到渠成的了。方程式书写时的注意事项(依旧老生常谈)：物料守恒、电荷守恒、氧化数守恒、酸碱环境、配位环境、弱电解质，等等，同学们可自行补充。
(1) CuFeS2 + 4H+→ Cu2+ + Fe2+ + 2H2S
(2) CuFeS2 + 4Fe3+→ Cu2+ + 5Fe2+ + 2S
(3) 4CuFeS2 + 17O2 + 4H+→ 4Cu2+ + 4Fe3++ 8SO2?4SO42?+ 2H2O
(4) 6CuFeS2 + 17ClO3–+ 6H+→ 6Cu2+ + 6Fe3+ + 12SO2?4SO42?+ 17Cl– + 3H2O
(5) K+ + 3Fe3+ +2SO2?4SO42?+ 6H2O → KFe3(SO4)2(OH)6 + 6H+
(6) KFe3(SO4)2(OH)6 + 2K+ + 4SO2?4SO42?+ 6H+ + 30H2O → 3KFe(SO4)2·12H2O
令人疑惑的是方程式(1)。笔者认为，一般很难通过简单控制温度和浓度使气体完全逸出而不生成CuS [K sp(CuS) = 1 ×10?36]，甚至从动力学角度考虑，Cu(Ⅱ)与S(?Ⅱ)由于本身已在晶格中紧密连接(参见下文补充练习中的4-5小题)，溶解时CuS直接沉淀，根本不可能有H2S成功逸出，这或许是本题在技术细节上存在瑕疵的地方。
另外，有些同学看到题目条件中的“足量”，就将反应(4)中的ClO3–还原产物写为Cl2，这是不符合工业生产实际的：一方面，产生Cl2的反应是不利于环境的；另一方面，生成Cl2的反应会消耗更多ClO3–，本身就是不够经济的。这里“足量”的意思，是加入的氧化剂可以使黄铜矿中的Fe和S都被充分氧化到最高价态，仅此而已。过分的咬文嚼字，反而会适得其反。
补充练习
4-4写出黄铜矿在无氧条件与有氧条件下热分解反应的方程式。
4-5黄铜矿晶体由[CuS4]和[FeS4]四面体构成，四面体的连接方式是？已知黄铜矿正当晶胞的参数为a= b = 5.240 ? (1 ? = 0.1 nm), c = 5.213 ?, α = β = γ= 90°，画出黄铜矿正当晶胞的结构，标出点阵点，写出结构基元。
黄钾铁矾[jarosite, KFe3(SO4)2(OH)6]有着复杂的晶体结构，让我们来逐步剖析它。
4-6忽略掉所有的H原子，那么黄钾铁矾的基本结构可看成FeO6与SO4共顶点连接成的层状结构，钾离子位于层间，如图2所示。该晶体的特征对称元素为？属于什么晶系，什么点群？K+离子的配位数是？
图2
图2 黄钾铁矾KFe3(SO4)2(OH)6的晶体结构
(a) a方向(略有倾斜)；(b) c方向
其中大灰球为K，小黑球为S，蓝色球为Fe，氧原子处于配位多面体顶点，未显示
4-7试在任一铁硫氧层内标出点阵点，写出结构基元。
4-8试在图2(a)、2(b)的基础上，用粗线画出黄钾铁矾晶胞的a、c方向投影图，其他原子可不补全。黄铁钾矾晶体的三维点阵结构为？结构基元为？附加题：设四面体边长为a，八面体边长为b，求最近的Fe―S距离(你可能需要计算机的辅助)。
4-9已知K sp(CuS)= 1 × 10?36，H2S酸常数为K1= 1.3 × 10?7，K2= 7.1 × 10?15，室温下饱和溶液的浓度为0.1 mol?L?1，判断反应(1)的真正产物。
4-10方程(2)的含铜产物是否可能为CuS或Cu2S？通过计算或实验证明你的结论。
第5题
题目(12分)
将某镧系元素的无水氯化物和异丙基醇钠在异丙醇中回流，得淡蓝色溶液。该溶液经蒸发浓缩、真空干燥，所得固体在甲苯中低温重结晶，析出淡蓝色针状晶体A，A为稀土离子的配合物，加热至300 ℃也不分解。进一步分析表征结果如下：(1)溶液电导测定显示，A为1 : 1电离类型，只有一种外界离子。称取6.354 g晶体A，溶解后加入足量硝酸银溶液，得到0.4778 g乳白色沉淀B。
(2) A的元素分析结果为：C 32.02%；H 6.17%；O 14.35% (均为质量分数)。
(3)单晶X射线衍射分析显示，A的结构中：氯仅有一种环境；稀土离子所处环境完全等同，它与配体结合形成多聚团簇，每个离子周围有5个氧原子；氧原子均参与配位且有三种类型(端基、边桥基和面桥基)。
其中大灰球为K，小黑球为S，蓝色球为Fe，氧原子处于配位多面体顶点，未显示；电子版为彩图
5-1计算A的相对分子质量。
5-2通过计算，推出A的化学式。
5-3写出配合物结构中端基氧、边桥基氧合面桥基氧的数目。
分析与解答
本题仍然是一道无机化学推断题，涉及最基本的配位化学知识，总体难度不大。许多同学看到不熟悉的“镧系元素”就非常慌张。实际仔细分析下来，这道题不仅完全没有考查镧系元素的元素化学知识，在复杂度上其实比一般的元素推断题还要简单一些，完全没有“超纲”。再一次说明，考场上平稳的心态和“大胆推断，小心求证”的解题方法论是多么重要。
5-1配合物A由无水氯化物和异丙醇钠反应制得，外界阴离子只有一种且可以与硝酸银溶液反应得到白色沉淀，容易推断出该阴离子就是氯离子。白色沉淀B是氯化银AgCl，其相对分子质量为143.32 g?mol?1，0.4778 g乳白色沉淀中AgCl 的物质的量为：
n(AgCl)= 0.4778 g/143.32 g?mol?1 = 0.003334 mol
由于A为1 : 1电离类型，因而n(A)= n(Cl?) = 0.003334 mol，A的相对分子质量为：
M(A)= 6.354 g/0.003334 mol = 1906 g?mol?1
5-2有了A的相对分子质量，求算化学式就很容易了(单位略去)：
ν(C)= (1906 × 32.02%)/12.01 = 50.82 = 51
ν(H)= (1906 × 6.17%)/1.008 = 116.7 = 117
ν(O)= (1906 × 14.35%)/16.00 = 17.09 = 17
C51H117O17对应17C3H7O?即17分子异丙醇负离子。注意这里我们对H的个数进行了修正：从117个修改为119个，这符合基本化学原理。数值的偏差是由于H的质量分数太小，难以测准导致的。如要规避这种误差带来的影响，最简单的办法是先计算C、H、O个数的最简整数比，结果为3 : 7 : 1，再计算A中重原子C或O的个数，这样误差正好被取整消除。(元素分析由于实验精度所限，产生误差是非常常见的，尤其对于轻元素而言；而热重分析中的实验误差则远远更大，参考第26届初赛第1-2小题。)此时A剩余的相对分子质量为(单位略去，不要忘记计算外界的氯离子！)：
1906 ? 17 × (12.01 × 3 + 1.008 × 7 + 16.00) ? 35.45 = 866.1
考虑电中性原则，金属离子共带有正电荷17 + 1 = 18。稀土离子常见氧化数为+3，因而A中有6个中心金属离子，相对原子质量为866.1/6 = 144.4，对应元素钕Nd (如果忘记计算外界的氯离子，会得到错误答案Sm)，故A的化学式为Nd6(C3H7O)17Cl。
就算不知道稀土离子常见的氧化数为+3，也可以通过简单的因数分解的方法来枚举排除。18 = +2 × 9 = +3 × 6 = +6 × 3 = +9 × 2，对应866.1 = 9 × 96.23 = 6 × 144.4 = 3 × 288.7 = 2 × 433.05，其中只有144.4 (Nd)落在镧系元素原子量范围之内，因而答案是唯一的。另外，还可以通过镧系元素原子量倒推中心原子个数的方法来框定：866.1 = 138.9(La) × 6.235 = 175.0(Lu) × 4.949，因而中心原子的个数只有可能是6和5，显然只有6是合理的。
5-3乍一看，此题需要大量时间来不断尝试——首先分两种情况：八面体簇合物和三棱柱簇合物进行讨论，再放上端基、边桥基和面桥基，不断反复尝试合适的配体摆放方式，等等。其实，只要灵活运用配位数的基本概念，解一个不定方程组就可以快速算出答案。设A中有x个端基氧原子、y个边桥基氧原子和z个面桥基氧原子。根据氧原子总数守恒和Nd的总配位数5 × 6 = 30得：
初中数学奥林匹克竞赛题及答案
初中数学奥林匹克竞赛题及答案 奥数题一 一、选择题（每题1分，共10分） 1．如果a，b都代表有理数，并且a＋b=0，那么 ( ) A．a，b都是0 B．a，b之一是0 C．a，b互为相反数 D．a，b互为倒数 答案：C 解析：令a=2，b=－2，满足2+(－2)=0，由此a、b互为相反数。 2．下面的说法中正确的是 ( ) A．单项式与单项式的和是单项式 B．单项式与单项式的和是多项式 C．多项式与多项式的和是多项式 D．整式与整式的和是整式 答案：D 解析：x2，x3都是单项式．两个单项式x3，x2之和为x3+x2是多项式，排除A。两个单项式x2，2x2之和为3x2是单项式，排除B。两个多项式x3+x2与x3－x2之和为2x3是个单项式，排除C，因此选D。 3．下面说法中不正确的是 ( ) A. 有最小的自然数 B．没有最小的正有理数 C．没有最大的负整数 D．没有最大的非负数 答案：C 解析：最大的负整数是-1，故C错误。 4．如果a，b代表有理数，并且a＋b的值大于a－b的值，那么 ( ) A．a，b同号 B．a，b异号 C．a＞0 D．b＞0 答案：D 5．大于－π并且不是自然数的整数有 ( ) A．2个 B．3个 C．4个 D．无数个 答案：C 解析：在数轴上容易看出：在－π右边0的左边（包括0在内）的整数只有－3，－2，
－1，0共4个．选C。 6．有四种说法： 甲．正数的平方不一定大于它本身； 乙．正数的立方不一定大于它本身； 丙．负数的平方不一定大于它本身； 丁．负数的立方不一定大于它本身。 这四种说法中，不正确的说法的个数是 ( ) A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 答案：B 解析：负数的平方是正数，所以一定大于它本身，故C错误。 7．a代表有理数，那么，a和－a的大小关系是 ( ) A．a大于－a B．a小于－a C．a大于－a或a小于－a D．a不一定大于－a 答案：D 解析：令a=0，马上可以排除A、B、C，应选D。 8．在解方程的过程中，为了使得到的方程和原方程同解，可以在原方程的两边( ) A．乘以同一个数 B．乘以同一个整式 C．加上同一个代数式 D．都加上1 答案：D 解析：对方程同解变形，要求方程两边同乘不等于0的数，所以排除A。我们考察方程x－2=0，易知其根为x=2．若该方程两边同乘以一个整式x－1，得(x－1)(x－2)=0，其根为x=1及x=2，不与原方程同解，排除B。同理应排除C．事实上方程两边同时加上一 个常数，新方程与原方程同解，对D，这里所加常数为1，因此选D． 9．杯子中有大半杯水，第二天较第一天减少了10%，第三天又较第二天增加了10%，那么，第三天杯中的水量与第一天杯中的水量相比的结果是( ) A．一样多 B．多了 C．少了 D．多少都可能 答案：C 解析：设杯中原有水量为a，依题意可得， 第二天杯中水量为a×(1－10%)=0.9a； 第三天杯中水量为(0.9a)×(1+10%)=0.9×1.1×a； 第三天杯中水量与第一天杯中水量之比为0.99∶1， 所以第三天杯中水量比第一天杯中水量少了，选C。
2013中国化学奥林匹克(初赛)试题及解答
第27届中国化学奥林匹克(初赛)试题及解答 第1题(12分) 写出下列化学反应的方程式 1-1 加热时，三氧化二锰与一氧化碳反应产生四氧化三锰。 1-2 将KCN加入到过量的CuSO4水溶液中。 1-3 在碱性溶液中，Cr2O3和K3Fe(CN)6反应。 1-4 在碱性条件下，Zn(CN)42-和甲醛反应。 1-5 Fe(OH)2在常温无氧条件下转化为Fe3O4。 1-6 将NaNO3粉末小心加到熔融的NaNH2中，生成NaN3（没有水生成）。 1-1 3Mn2O3＋CO＝2Mn3O4＋CO22分 1-2 4CN-＋2Cu2+＝2CuCN＋(CN)2 2分 1-3 Cr2O3＋6Fe(CN)63-＋10OH-＝2CrO42-＋6Fe(CN)64-＋5H2O 2分 1-4 Zn(CN)42-＋4H2CO＋4H2O＝4 HOCH2CN＋Zn(OH) 42- 2分 1-5 3Fe(OH)2＝Fe3O4＋H2＋2H2O 2分 1-6 NaNO3＋3NaNH2＝NaN3＋NH3＋3NaOH 2分 第2题(23分) 简要回答或计算 2-1 Bi2Cl82-离子中铋原子的配位数为5，配体呈四角锥型分布，画出该离子的结构并指出Bi 原子的杂化轨道类型。 Bi2Cl82-的结构： 2- 或 2- 或 Cl Cl Cl Cl 2- 2分 Cl Cl Bi Cl Cl Cl 2- 杂化轨道类型：sp3d2 1分 2-2在液氨中，Eθ(Na+/Na)＝－1.89V，Eθ(Mg2+/Mg)＝－1.74V，但可以发生Mg置换Na的反应：Mg＋2NaI＝MgI2＋2Na，指出原因。 MgI2在液氨中难溶。1分 2-3将Pb加到氨基钠的液氨溶液中，先生成白色沉淀Na4Pb，随后转化为Na4Pb9(绿色)而溶解。在此溶液中插入两块铅电极，通直流电，当1.0 mol 电子通过电解槽时，在哪个电极（阴极或阳极）上沉积出铅？写出沉积铅的量。
第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案解析
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1-3、将芳香族聚酰亚胺结构重复一次，可清楚地看到邻苯二甲酸酐和—NH2失水而聚合。再根据提供A的分子式和氧化得B(二邻苯二甲酸酐)，推出A的结构。 【答案】2-1、4820Ca+24998Cf==294Og+310n 2-2、H2O22-3、CH4 【解析】2-2、二元氧化物含氧量最高=要求另一元素A r最小——H且O原子数要大。可以是臭氧酸HO3或超氧酸HO2，但它们都不稳定。稳定的只有H2O2。2-3、电子的摩尔质量为1/1836 g/mol，故有：n(e—)=0.003227×1836=5.925 mol。设二元气体化合物的摩尔质量为M，分子中含x个电子，故有： x×9.413 g/M=5.925 mol，M≈1.6x 二元化合物只有甲烷。 y x
中国化学奥林匹克竞赛初试试题
2015年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题 考生须知： 1．全卷分试题卷和答题卷两部分，共有六大题，27小题，满分150分。考试时间120分钟。 2．本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。 3．可以使用非编程计算器 一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。） 年艾力克·贝齐格（Eric Betzig）、斯特凡·W·赫尔（Stefan ）和W·E·莫尔纳尔（）三位德美科学家因发明了超高分辨荧光显微技术而获得诺贝尔化学奖。他们通过荧光分子，打破了光学成像中长期存在的衍射极限（微米），将光学显微锐的分辨率带到了纳米尺度。下列说法不正确的是（） A.超高分辨率荧光显锁技术引领我们走入“纳米”微观世界 B.利用超高分辨率荧光显微镜，可观察到细胞内部发生的某些生化变化 C.利用超高分辨率荧光显微镜，可以观察到某化学反应中化学键的断裂与形成过程 D.科学研究离不开先进的仪器，越高分辨率荧光显微技术有望为疾病珍断和药物研发带来革命性变化 2.世界一切活动皆基于材料，“气凝胶”、“碳纳米管”、“超材料”等被预测为未来十种最具潜力的新材料。下列对新材料的有关说法中正确的是（） A.碳纳米管是由碳原子组成的管状长链，管上的碳原子采用sp3杂化 B.金属玻璃也称非晶金属，是在金属结晶之前快速冷却熔融金属而合成的，金属玻璃中不存在金属键 C.把粉末状的氢化钛泡沫剂添加到熔融的金属铝中，冷却后可得到某种金属泡沫，利用该金属泡沫只有强度低、质量轻等特性可用于建造海上漂浮城市
全国初中奥林匹克化学竞赛
全国初中奥林匹克化学竞赛 原子量：H －1 C －12 N －14 O －16 Na －23 Mg －24 Al －27 S －32 Cl －35.5 K －39 Ca －40 Fe －56 Cu －64 Zn －65 Ag －108 Ba －137 一、（本题共40分）下列小题分别有1个或2个正确答案，把正确答案的编号填在括号里。 1.天原化工厂是氯碱工业的现代化工厂，原料食盐用水溶解制得饱和食盐水，在电解前要除去杂质（如氯化钙、硫酸钙、氯化镁），通常要加入的试剂是（ ） ①AgNO 3 ②BaCl 2 ③NaOH ④Na 2CO 3 ⑤Ca(OH)2 (A) ①②③ （B ）②③④ （C ）①④⑤ （D ）②③⑤ 2.下列各组物质中，前者属纯净物，后者属混合物的是（ ） （A ）汽油 丁烷 （B ）钢 生铁 （C ）水 水煤气 （D ）乙烯 聚氯乙烯 3.下列叙述中正确的是（ ） （A ）混合物中元素一定呈化合态。 （B ）某物质中只含有一种元素，该物质一定是纯净物。 （C ）同素异形体之间的转变一定是化学变化。 （D ）某纯净物质不是化合物就是单质。 4.有H +1、O －2、C +4、Ca +2 四种元素，按指定化合价最多可以组成化合物的种数 是（ ） （A ）5 （B ）6 （C ）7 （D ）8 5.X 、Y 两种元素的化合价分别是+1、－2，它们跟硫元素共同形成化合物的分子式 是（ ） （A ）X 2SY （B ）XSY 4 （C ）X 2SY 3 （D ）X 2SY 4 6.下列溶液通入气体后与下图中的曲线变化相符的是（ ）
（A ）氯化钠溶液中不断通入氯化氢气体 （B ）澄清石灰水中不断通入二氧化碳气体 （C ）盐酸中不断通入氨气 （D ）碳酸钠溶液中不断通入氯化氢气体 7. 碳元素与某非金属元素R 可形成化合物CR X ，已知在一 个分子中各原子的电子数之和为74，则R 的原子序数和X 的值 分别是（ ） （A ）16，2 (B)35，4 (C)17，4 (D)26，3 8.将NaNO 3和KC1两种饱和溶液混合后无晶体析出，在加 热蒸发时开始有晶体析出，此晶体是（ ） （A ）NaCl (B)KNO 3 (C)KCl (D)NaNO 3 9.在实验室里用硝酸钠、盐酸、纯碱、石灰石和蒸馏水五种试剂，无法制取的物质是（ ） （A ）二氧化碳 （B ）氢气 （Ｃ）烧碱 （D ）浓硝酸 10.下列各组物质的溶液，不加任何试剂就能将其一一区别出来的是（ ） （A ）BaCl 2、CuSO 4、NaOH 、NaCl （B ）Na 2SO 4、BaCl 2、K 2CO 3、KNO 3 （C ）FeCl 3、NaOH 、H 2SO 4、Ba(NO 3)2 （D ）NaCl 、Na 2CO 3、Zn(NO 3)2、H 2SO 4 11.某一饱和硫酸铜溶液中，加入含18 O 的带标记的无水硫酸铜粉末a 克，则如果保持温度不变，其结果是（ ） （A ）无水硫酸铜不再溶解，a 克粉末不变 （B ）溶液中可找到带标记的SO 42－，而且白色粗末变为蓝色晶体，其质量大于a 克 （C ）溶液中可找到带标记的SO 42－，而且白色粗末变为蓝色晶体，其质量小于a 克 （D ）溶液中溶解与结晶体达到平衡状态，有部分带标记的SO 42－进入溶液，但固体粉末仍是a 克。 12.X 、Y 两元素的原子量之比为2:1，由两元素形成的化合物中X 、Y 元素的质量比为2:3，其中X 元素的化合物价为＋a ，则化合物中Y 元素的化合价为（ ） （A ）－ a 2 (B)－ a 3 (C)— 3a 2 (D)— 2a 3 13.某元素氧化物的分子量为a ，价态相同的硫酸盐的分子量为b ，则此元素的化合价可能是（ ） （A ）b-a 80 (B)a-b 80 (C)2b-a 80 (D)b-a 40 14.将某物质的溶液蒸发60克水后，温度降到20℃，析出无水晶体5克，再蒸发60克水，温度pH 值 7 0 通往气体的量
2015第29届化学中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案
第29届中国化学奥林匹克初赛试题及答案 第1题（8分）写出下列各化学反应的方程式。 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]。1-2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处理，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。 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（不要求复原，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Agl(8.5×10-17) (5)ZnS(2.5×10-22)和HgS(1.6×10-52) 2-2在酸化的KI溶液中通入SO2，观察到溶液变黄并出现混油(a)，继续通SO2，溶液变为无色(b)，写出与现象a和b相对应所发生反应的方程式。写出总反应方程式(c)，指出KI在反应中的作用。 2-3分子量为4000的聚乙二醇有良好的水溶性，是一种缓泻剂，它不会被消化道吸收，也不会在体内转化，却能使肠道保持水分。 2-3-1以下哪个结构简式代表聚乙二醇？ 2-3-2聚乙二醇为何能保持肠道里的水分？ 2-3-3聚乙二醇可由环氧乙烷在酸性条件下聚合而成，写出反应式。 第3题(10分) 3-1早在19世纪初期，法国科学家Dulong和Petit测定比热时，发现金属的比热(c m)与其原子量的乘积近似为常数6cal·g-1·℃-1(1cal=4.18J)。当时已知的原子量数据很少，因此，可利用比热推算原子量，进而采用其他方法分析得到更精确的原子量。 3-1-1将40.Og金属M块状样品加热到100℃，投入50.0g温度为15.2℃的水中，体系的温度为17.2℃。推算该金属的摩尔质量。 3-1-2取金属M的粉末样品l.000g，加热与氧气充分反应，得氧化物1.336g。计算该金属的摩尔质量，推测其氧化物的化学式（金属与氧的比例为简单整数比）。3-1-3M是哪种金属? 3-2电解法生产铝须用纯净的氧化铝。铝矿中常含石英、硅酸盐等杂质，需预先除去。在拜耳法处理过程中，硅常以硅铝酸盐(Na6A16Si5O22·5H2O)“泥”的形式
小学二年级数学奥林匹克竞赛题(附答案)
小学二年级数学奥林匹克竞赛题（附答案） 1、用0、1、 2、3能组成多少个不同的三位数？2、小华参加数学竞赛，共有10道赛题。规定答对一题给十分，答错一题扣五分。小华十题全部答完，得了85分。小华答对了几题？ 3、2，3，5，8，12，( )，( ) 4、1，3，7，15，( )，63,( ) 5、1，5，2，10，3，15，4，( ) ，( ) 6、○、△、☆分别代表什么数？(1)、○+○+○=18 (2)、△+○=14 (3)、☆+☆+☆+☆=20 7、△+○=9 △+△+○+○+○=25 8、有35颗糖，按淘气-笑笑-丁丁-冬冬的顺序，每人每次发一颗，想一想，谁分到最后一颗？ 9、淘气有300元钱，买书用去56元，买文具用去128元，淘气剩下的钱比原来少多少元？ 10、5只猫吃5只老鼠用5分钟，20只猫吃20只老鼠用多少分钟？ 11. 修花坛要用94块砖，?第一次搬来36块，第二次搬来38，还要搬多少块？(用两种方法计算) 12. 王老师买来一条绳子，长20米剪下5米修理球网，剩下多少米？ 13. 食堂买来60棵白菜，吃了56棵，又买来30棵，现在人多少棵？ 14、小红有41元钱，在文具店买了3支钢笔，每支6元钱，还剩多少元？ 15、二(1)班从书店买来了89本书，第一组同学借了25本，第二组同学借了38本，还剩多少本？ 16、果园里有桃树126颗，是梨树棵数的3倍，果园里桃树和梨树一共多少棵？ 17、1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=( ) 18、11+12+13+14+15+16+17+18+19=( )
19、按规律填数。(1)1，3，5，7，9，( ) (2)1，2，3，5，8，13 ( ) (3)1，4，9，16，( ) ，36 (4)10，1，8，2，6，4，4，7，2，( ) 20、在下面算式适当的位置添上适当的运算符号，使等式成立。 (1)8 8 8 8 8 8 8 8 =1000 (2) 4 4 4 4 4 =16 (3)9 8 7 6 5 4 3 2 1=22 21、30名学生报名参加小组。其中有26人参加了美术组，17人参加了书法组。问两个组都参加的有多少人？ 22、用6根短绳连成一条长绳，一共要打( )个结。 23、篮子里有10个红萝卜，小灰兔吃了其中的一半，小白兔吃了2个，还剩下( ) 个。 24、2个苹果之间有2个梨，5个苹果之间有几个梨？ 25、用1、2、3三个数字可以组成( ) 个不同的三位数。 26、有两个数，它们的和是9，差是1，这两个数是( ) 和( ) 27、3个小朋友下棋，每人都要与其他两人各下一盘，他们共要下( ) 盘。 28、把4、6、7、8、9、10填下入面的空格里(三行三列的格子) ，使横行、竖行、斜行上三个数的和都是18。
全国奥林匹克初三化学竞赛试题 (含答案)
奥林匹克化学竞赛初三教程 一、选择题： 1、能证明晶莹透明的矿泉水是混合物的实验是………………………………………………………（ C ） A ．用放大镜或显微镜观察 B ．将矿泉水同直流电 C ．把矿泉水滴在玻璃上蒸发 D ．向矿泉水中滴加石蕊试液 2、某微粒最外电子层为M 层（即第三层），该电子层上有8个电子，则它不属于下列微粒中的……（ B ） A ．稀有气体原子 B ．非金属原子 C ．阴离子 D ．阳离子 3、最先把氢收集起来并加以研究的科学家是…………………………………………………………（ A ） A ．卡文迪许 B ．拉瓦锡 C ．普利斯特里 D ．戴维 4、农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂（含有磷酸钠）就是污水中磷的一个重要来源，处理污水时不要去磷，有以下几种意见，你认为正确的是…………………………………………………………（ C ） A ．磷是生物的营养元素，不必除去 B ．含磷的污水是很好的肥料，不必处理 C ．含磷的污水排放到自然水中能引起藻类增殖，使水变质，必须除去 D ．磷对人无毒，除去与否无关紧要 5、重水的主要用途是在核反应堆中作减速剂，一个重水分子是由两个重氢原子和一个氧原子构成的。重氢原子核电荷数为1，相对原子质量为2，下列说法中正确的是……………………………………（ C ） A ．重氢原子核外有2个电子 B ．重氢分子相对分子质量为2 C ．重水的式量为20 D ．重氢原子核内有2个质子 6、右图所示装置中，若由a 处进气，则可以用此装置收集的一组气体是（ B ） A ．O 2、CH 4 B ．CO 2、CH 4 C ．CH 4、H 2 D ．O 2、CO 2 7、KClO 3和KCl 的混合物中，含KCl 为ag ，加热完全分解后，KCl 的质量为2ag 3和KCl 的质量比是…………………………………………………………………………………………（ C ） A ．1∶1 B ．2∶1 C ．1.64∶1 D ．1.5 8、在密闭的二叉试管中，一边放入0.27g 铝粉，另一边放入氧化汞，然后同时加热，如果使铝粉全部氧化而空气组成不变，那么放入氧化汞的质量是………………………………………………………（ D ） A ．2.17g B ．6.51g C ．325.5g D ．3.255g 9、一份氧化铜和氧化铁的混合物质量为A 克，用B 克H 2可完全还原，此混合物中氧化铜的质量分数为……………………………………………………………………………………………………………（ A ） A ．%8000300A B A - B ．%1606A B A - C ．%6040B A - D ．% 160060A B A - 10、已知硫化氢与二氧化硫在常温下能发生下述反应：2H 2S （g ）+SO 2（g ）→2H 2O （l ）+3S （s ）。若在常 温下，向5L 真空容器里通入xg 和80gSO 2气体，要使反应后容器内气体密度为14.4g ·L -1，则x 可以是（ D ） A ．85g B ．23.8g C ．17g D ．8.5g 11、由乙炔（C 2H 2）和乙醛（C 2H 4O ）组成的混合气体中，碳的质量分数为72.00%，则氧的质量分数为（ C ） A ．32.00% B ．28.65% C ．19.56% D ．2.14% 12、常用泡沫灭火器中的主要药品是…………………………………………………………………（ B ） A ．CaCO 3和稀HCl B ．Al 2(SO 4)3和NaHCO 3 C ．浓H 2SO 4和Na 2CO 3 D ．NaHCO 3和HCl 13、O 2和CO 2按m ：n 的分子个数比混合后与过量的红热焦炭充分反应，所得气体分子总数是反应前O 2和CO 2分子数总和的………………………………………………………………………………………（ D ） A ．4mn 倍 B ．2（m+n ）倍 C ．2mn 倍 D ．2倍 14、把ag 铁放入bg 硫酸铜溶液中，铁完全溶解，下列说法中正确的是…………………………（ D ） A ．生成（b-a ）g 铜 B ．生成64g 铜
第32届中国化学奥林匹克(初赛)试题答案与解析
第32届中国化学奥林匹克（初赛）试题答案与解析 第1题（8分）根据所给条件按照要求书写化学反应方程式（要求系数为最简整数比）。 1-1氮化硅可用作LED的基质材料，它可通过等离子法用SiH4与氨气反应制得。 3SiH4 + 4NH3 == Si3N4 + 12H2↑ 解析：SiH4中Si正价H负价；NH3中N负价、H正价，直接配平产物为H2和Si3N4. 1-2将擦亮的铜片投入装有足量的浓硫酸的大试管中，微热片刻，有固体析出但无气体产生，固体为Cu2S和另一种白色物质的混合物。 5Cu + 4H2SO4 == Cu2S↓+ 3CuSO4↓+ 4H2O 解析：注意题目中说无气体产生，而这个题中由于产生了Cu2S，Cu显+1价，失电子数为1*2=2；S显-2价，得电子数为8，说明该反应是氧化还原反应且还有3mol Cu变成了Cu（II）。产物中除了Cu2S外还有另一种白色固体析出，注意这里是析出不是沉淀，所以该白色固体是CuSO4，我们常说的CuSO4显蓝色指的是它的溶液和CuSO4·5H2O，而在浓硫酸中，浓硫酸具有脱水性，所以析出的是无水CuSO4，显白色。再进行配平。 1-3在50o C水溶液中，单质碲与过量NaBH4反应制备碲氢化钠，反应过程中析出硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O] 2Te + 4NaBH4 + 17H2O == 2NaHTe + Na2B4O5(OH)4·8H2O↓+ 14H2↑ 解析：这个题目中，注意元素化合价的变动，首先要清楚碲氢化钠的化学式，由于Te是氧族元素，所以碲氢化钠的化学式NaHTe（类似于NaHS）。根据硼砂的化学式判断参与反应的NaBH4的物质的量为4mol，所以有16molH(-1).根据得失电子数进行配平。失电子的为H(-1)。得电子的物质为Te单质和H2O中的部分H(+1). 1-4天然气的无机成因十分诱人。据称，地幔主成分之一的橄榄石与水和二氧化碳反应，可生成甲烷。橄榄石以Mg2SiO4和Fe2SiO4表示，反应后变成蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]和磁铁矿。 18 Mg2SiO4 + 6 Fe2SiO4 + 26H2O + CO2 == 12 Mg3Si2O5(OH)4 + CH4 + 4Fe3O4 解析：这个题目中首先要确定磁铁矿的化学式为Fe3O4，在Fe3O4可以看作是2mol Fe(III)和1 mol Fe(II)，所以这个反应是氧化还原反应。而在蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]中，元素化合价不变。产物除了蛇纹石和Fe3O4外还有CH4，在CH4中，C由+4变成了-4价，得8个电子，所以甲烷与Fe3O4的物质的量之比为8:(1*2)=4:1的倒数，即1:4，由此进行配平。 第2题（8分） 2-1195K，三氧化二磷在二氯甲烷中与臭氧反应生成P4O18，画出P4O18分子的结构示意图。
高中生物奥林匹克竞赛试题及答案
高中生物奥林匹克竞赛试题及答案 高中生物奥林匹克竞赛试题及答案 在平时的学习、工作中，我们会经常接触并使用试题，试题是命题者根据一定的考核需要编写出来的。相信很多朋友都需要一份能切实有效地帮助到自己的试题吧？下面是小编精心整理的高中生物奥林匹克竞赛试题及答案，仅供参考，欢迎大家阅读。 一、单项选择题 1．（湖南99初赛）若要通过模拟实验来验证生命进化的第二阶段，应选取的实验材料是 ①海水②NH3、CH4③核苷酸④氨基酸⑤蛋白质⑥核酸⑦粘土 A①②③④⑦B①⑤⑥ C②③④D①②⑤⑥⑦ 2．（湖南97初赛；江苏98）原始生命必需具备的两个基本特征是 ①生长发育②应激性③新陈代谢④遗传变异⑤细胞结构⑥能够繁殖 A③⑥B②④C③⑤D①⑤ 3．（广西97；湖南97初赛；江苏98，99）在生命起源的化学进化过程中，第二阶段形成的物质是
ANH3、CH4B嘌呤、嘧啶 C单糖、核苷酸D原始的蛋白质、核酸 4．（新疆99）生命起源的“化学进化论”已为广大学者所认同，这一假说与“自然发生论”有一点是相同的，这个相同点是 A生命都是从非生命物质中突然产生的 B生命都是从非生命物质产生的 C生命所在目前条件下从非生命物质产生 D生命发生是与宇宙中某些星球的生物相关 5．（湖南98初赛）在生命起源的化学进化进程中，原始界膜的出现发生在 A第一阶段B第二阶段C第三阶段D第四阶段 6．（湖南97复赛；陕西99）据研究原始大气的成分与现代大气的成分大不相同，在完成原始大气向现代大气的演变过程中。起决定作用的是 A自养型细菌B异养型细菌C蓝藻D绿藻 7．（河南97预赛；陕西99）与原始生命的结构组成相似的细胞内容物是 A核仁B线粒体C核糖体D病毒T 8．（广西98）生化分析得知，人体体液中的Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl－等无机盐离子的比例跟海水相应比例接近，这个事实证明
全国初中奥林匹克化学竞赛试题训练及答案
全国初中奥林匹克化学竞赛试题训练及答案 一、选择题 1．下列各组物质中，前一种是化合物，后一种是混合物的是( )。 (A)氧化钙，澄清的泉水 (B)氢氧化钾，含铜质量分数为80％的氧化铜 (C)澄清的石灰水，粗盐 (D)红磷，空气 2．下列各组物质(主要成分)的名称和化学式表示的不是同一种物质的是( )。 (A)苛性钠、火碱、NaOH (B)碳铵、碳酸铵、(NH4)2CO3 (C)盐酸、氯化氢水溶液、HCl (D)食盐、氯化钠、NaCl 3．下列各组物质中，前一种含游离态氢元素，后一种含化合态氢元素的是( )。 (A)氢气、碳酸钙 (B)液态氢、硝酸铵 (C)胆矾、水煤气 (D)稀硫酸、烧碱 4．下列反应的产物不污染空气的是( )。 (A)硫在空气中燃烧 (B)氢气在氧气中燃烧 (C)煤燃烧 (D)香烟燃烧 5．下列物质中，能降低血红蛋白输氧能力的是( ) (A)CO (B)CO2(C)Ar(D)N2 6．2 5℃时，硝酸钾溶液中溶质的质量分数为30％，则2 5 ℃时硝酸钾的溶解度是( )。 (A)30克(B)4 3克(C)23克 (D)无法确定 7．已知R2O是一种酸性氧化物，则R代表的元素可以是下列四种元素中的( )。 (A)钾 (B)氯 (C)钠 (D)硫 8．钠、镁、铝分别与足量稀硫酸反应，生成等质量氢气时，参加反应的钠、镁、铝的原子数目之比是( )。 (A)l：2：3(B)3：2：1 (C)6：3：2 (D)4：2：l 9．由A、B两种元素组成的某化合物中，A与B的质量比是3：1，又知A与B的原子量之比是1 2：1，则下列式子中能够表示此化合物化学式的是( )。 (A)AB4(B)AB3(C)AB(D)A2B 1 O．元素X的核电荷数为a，它的阳离子X m+1与元素Y的阴离子Y n－的电子层结构相同，则元素Y的核电荷数是( )。 (A)a＋m＋n (B)a—m—n (C)m＋n—a(D)m—n—a 二、填空题 11．如果碱液流到桌面上，可以立即用适量的中和；如果酸液流到桌面上，可以立即用适量的中和；如果酒精灯内的酒精洒出，并在桌面上燃烧，应立即；氢气还原氧化铜的实验中，氧化铜完全被还原后的操作是 1 2．在常温常压下，将充满二氧化碳的试管倒立在水中，管内水面上升，上升的速度逐渐减慢，速度减慢的原因是。要使上升的速度加快，应采取的措施是。 1 3．铜器在潮湿的空气中，表面会慢慢地生成一层铜锈[Cu2(OH)2CO3]。该反应的化学方程式为：。 1 4．黑火药是我国古代四大发明之一，它是由木炭、硫黄、火硝(硝酸钾)按一定比例
高中数学奥林匹克竞赛试题
高中数学奥林匹克竞赛试题 (9月7日上午9：00-11：00) 注意事项：本试卷共18题，满分150分 一、选择题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分） 1.定义在实数集R 上的函数y ＝f(－x)的反函数是y ＝f －1(－x)，则 (A)y ＝f(x)是奇函数 (B)y ＝f(x)是偶函数 (C)y ＝f(x)既是奇函数，也是偶函数 (D)y ＝f(x)既不是奇函数，也不是偶函数 2.二次函数y ＝ax 2＋bx ＋c 的图象如右图所示。记N ＝|a ＋b ＋c|＋|2a －b|，M ＝|a －b ＋c| ＋|2a ＋b|，则 (A)M ＞N (B)M ＝N (C)M ＜N (D)M 、N 的大小关系不能确定 3.在正方体的一个面所在的平面内，任意画一条直线，则与它异 面的正方体的棱的条数是 (A) 4或5或6或7 (B) 4或6或7或8 (C) 6或7或8 (D) 4或5或6 4.ΔABC 中，若(sinA ＋sinB)(cosA ＋cosB)＝2sinC ，则 (A)ΔABC 是等腰三角形但不一定是直角三角形 (B)ΔABC 是直角三角形但不一定是等腰三角形 (C)ΔABC 既不是等腰三角形也不是直角三角形 (D)ΔABC 既是等腰三角形也是直角三角形 5.ΔABC 中，∠C ＝90°。若sinA 、sinB 是一元二次方程x 2＋px ＋q ＝0的两个根，则下列关 系中正确的是 (A)p ＝q 21+±且q ＞21- (B)p ＝q 21+且q ＞2 1- (C)p ＝－q 21+且q ＞21- (D)p ＝－q 21+且0＜q ≤2 1 6.已知A （－7，0）、B （7，0）、C （2，－12）三点，若椭圆的一个焦点为C ，且过A 、B 两点，此椭圆的另一个焦点的轨迹为 (A)双曲线 (B)椭圆 (C)椭圆的一部分 (D)双曲线的一部分 二、填空题（本大题共6个小题，每小题6分，满分36分） 7. 满足条件{1，2，3}? X ?{1，2，3，4，5，6}的集合X 的个数为＿＿＿＿。 8. 函数a |a x |x a )x (f 22-+-=为奇函数的充要条件是＿＿＿＿。 9. 在如图所示的六块土地上，种上甲或乙两种蔬菜（可只种其中一种，也可两种都种），要求相邻两块土地上不都种甲种蔬菜，则种蔬菜的方案数共有＿＿＿＿种。 10. 定义在R 上的函数y ＝f(x)，它具有下述性质： (i)对任何x ∈R ，都有f(x 3)＝f 3(x)， (ii)对任何x 1、x 2∈R ，x 1≠x 2，都有f(x 1)≠f(x 2)，
奥林匹克化学竞赛真题练习
● 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。 1.008 Zr Nb Mo T c Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb T e I Hf T a W Re Os Ir Pt Au Hg T l Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P Cl S K Ca Sc T i V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.9924.31 39.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.003 20.18 39.9583.80 131.3 [222]He Ne Ar Kr Xe Rn 相对原子质量 Rf Db Sg Bh Hs Mt 第1题 形如MeX 3Y 2 (Me = centre atom; X, Y = ligands)的配合物中的配体存在很多种空间位置。 画出上述配合物的所有异构体的空间结构，包括可能出现的光学异构体。假设X 为小配体，Y 为大配体，指出最稳定的结构。 作为提示，给出如下多面体，是从中选择你需要的配位多面体。 第2题 化合物A 、B 和C 的水溶液含有同样化学成分, 并且溶液都是强酸性的。如果它们被干燥，一开始先生成化合物A (含23.2% S), 之后是化合物B (26.7% S) 。继续加热，产生含28.9% S 的化合物C 。如果C 在高温下加热，则获得白色晶体物质D 。D 的水溶液是中性的, 它气体火焰为黄色，含22.6% S 。在所有物质中，硫显出同样的氧化态。 1．确定化合物A 、B 、C 和D 。 2．解释为什么化合物A 、B 和C 的溶液有同样化学成分。在这种溶液中存在什么离子。如果他们在一些化学反应中形成, 写出这些反应的化学方程式。 3． 显示组成物质C 和D 的离子的几何形式。 姓名 学校赛场 报名号 赛区省市自治区
2016年第30届中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案(WORD版)
第30届中国化学奥林匹克（初赛）试题 第1题（8分） 1-1离子化合物A2B由四种元素组成，一种为氢，另三种为第二周期元素。正、负离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。写出这种化合物的化学式。 1-2对碱金属Li、Na、K、Rb和Cs，随着原子序数增加以下哪种性质的递变不是单调的？简述原因。 （a）熔沸点（b）原子半径（c）晶体密度（d）第一电离能 1-3保险粉(Na2S2O4.2H2O)是重要的化工产品，用途广泛，可用来除去废水(pH～8)中的Cr(Ⅵ)，所得含硫产物中硫以S(Ⅳ)存在。写出反应的离子方程式。 1-4 化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。例如，化合物A合成于1929年，至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。A是离子晶体，由NaF和NaPO3在熔融状态下反应得到。它是易溶于水，阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。 1-4-1 写出合成A的反应方程式。 1-4-2 写出A中阴离子水解反应的离子方程式。 第2题(9分) 鉴定NO3—离子的方法之一是利用“棕色环”现象：将含有NO3—的溶液放入试管，加入FeSO4，混匀，然后顺着管壁加入浓硫酸，在溶液的界面上出现“棕色环”。分离出棕色物质，研究发现其化学式为[Fe(NO)(H2O)5]SO4。该物质显顺磁性，磁矩为3.8μB(玻尔磁子)，未成对电子分布在中心离子周围。 2-1 写出形成“棕色环”的反应方程式。 2-2 推出中心离子的价电子组态、自旋态(高或低)和氧化态。 2-3 棕色物质中的NO的键长与自由NO分子中N-O键长相比，变长还是变短？简述理由。 第3题(13分) 3-1好奇心是科学发展的内在动力之一。P2O3和P2O5是两种经典的化合物，其分子结构已经确定。自然而然会有如下问题：是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物？由此出发，化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。 3-1-1写出这些中间化合物的分子式。 3-1-2画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。根据键长不同，将P-O键分组并用阿拉伯数字标出（键长相同的用同一个数字标识）。比较键角∠O-P(Ⅴ)-O和∠O-P(Ⅲ)-O的大小。 3-2 NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7°。右图上[Zn(NH3)6]2+ 离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释配合物中H-N-H键 角变为109.5°的原因。 3-3量子化学计算预测未知化合物是现代化学发展的途径之一。2016 年2月有人通过计算预言铁也存在四氧化物，其分子构型是 四面体，但该分子中铁的氧化态是+6而不是+8。
第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题解析
第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题解析 2019年9月7日上午9:00至12:00，第33届中国化学奥林匹克(初赛)在全国30个省、自治区、直辖市同时举行，约有7万名高中生参加。相比于往年，本届初赛试题对知识储备的要求有所降低，但对计算熟练度、思维灵活度和答题准确度的要求没有放松。这是一件好事：化学的奥林匹克本就不应是“刷书”的奥林匹克，不应是“死记硬背”的奥林匹克；只喜欢画六边形与平行六面体，讨厌计算和推理，也不算真正学好了化学。近年来，越来越多的同学(及部分老师)偏爱刷书、刷题，刷完基础教材刷高级教材，刷完高级教材刷专著，刷完中文书刷外文书，都刷完还不过瘾，还要去刷一级文献来“押题”，这种做法实在是舍本逐末，甚至是缘木求鱼了。走马观花，囫囵吞枣，到头来才发现最基本的知识点掌握得不牢固，在高手过招时疏漏大意失了分数，反而怪罪题目故意“挖坑”，实在令人叹惋。我们鼓励同学们好读书，读好书，但把书“读好”才是最重要的。鉴于此，本文除了延续前文撰写的三个角度——“从同学角度出发的思路分析，从试题角度出发的考点分析，从科学角度出发的知识拓展”之外，行文中更加强调“明辨基础概念，防范解题漏洞”，希望同学们有所收获。另一方面，如何在竞赛题目取材上做到严谨与趣味的平衡、经典与前沿的平衡，在树立中国化学奥林匹克思维高杆的同时，及时反映中国化学工作日新月异的进展，或许也是值得思考的。 第1题 题目(10分) 简要回答问题。 1-1利用不同的催化剂，乙烯催化氧化可选择性地生成不同产物。产物A可使石灰水变浑浊。写出与A相对分子质量相等的其他所有产物的分子式和结构简式。1-2化合物CsAuCl3呈抗磁性。每个Cs+周围有12个Cl?离子，每个Cl?离子周围有5个金属离子。金离子处在Cl?围成的配位中心(也是对称中心)。写出该化合物中Au的氧化态及其对应的配位几何构型。 1-3 2019年1月，嫦娥四号成功在月球着陆。探测器上的五星红旗由一类特殊的聚酰亚胺制成。以下为某种芳香族聚酰亚胺的合成路线：
全国高中物理奥林匹克竞赛试卷及答案
高中物理竞赛试卷 ．一、选择题．本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的4 个项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分． 1．（6分）一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．αB．α1/3C．α3D．3α 2．（6分）按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1 cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示．当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q点的左侧 3．（6分）一列简谐横波在均匀的介质中沿x轴正向传播，两质点P1和 p2的平衡位置在x轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速度为24m/s，则该波的频率可能为 A．50Hz B．60Hz C．400Hz D.410Hz 4．（6分）电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动 方式．电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于 线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用铜、铝和硅制成的 形状、大小和横截面积均相同的三种环,当电流突然接通时，它们所受到的推力分 别为F1、F2和F3。若环的重力可忽略，下列说法正确的是 A. F1> F2> F3 B. F2> F3> F1 C. F3> F2> F1 D. F1 = F2 = F3 5．（6分）质量为m A的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰，假设B球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当m B=m A时，碰后B球的速度最大 B．当m B=m A时，碰后B球的动能最大 C．在保持m B>m A的条件下，m B越小，碰后B球的速度越大 D．在保持m B 第28届中国化学奥林匹克初赛试题及参考答案 第1题（6分)合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下： （1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) （2）2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g) （3）CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 假设反应产生的CO全部转化为CO2，CO2被碱液完全吸收吸收，剩余的H2O通过冷凝干燥除去。进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。 1-1为使原料气中N2和H2的体积比为1:3，推出起始气体中CH4和空气的比例。设空气中O2和N2的体积比为1:4.所有气体均按理想气体处理。 1-2计算反应（2）的反应热。已知： （4）C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH4=·mol-1 （5）C(s)+1/2O2(g)CO(g) ΔH5=·mol-1 第2题（5分)连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。硫同位素交换和顺磁共振实验证实，其水溶液中存在亚磺酰自由基负离子。 2-1写出该自由基负离子的结构简式，根据VSEPR理论推测其形状。 2-2连二亚硫酸钠与CF3Br反应得到三氟甲烷亚硫酸钠。文献报道，反应过程主要包括自由基的产生、转移和湮灭（生成产物）三步，写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。 第3题（6分) 2013年，科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构：N8分子晶体。其中，N8分子呈首位不分的链状结构；按价键理论，氮原子有4种成键方式；除端位以外，其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道。 3-1画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。写出段位之外的N原子的杂化轨道类型。 3-2画出N8分子的构型异构体。 第4题（5分)2014年6月18日，发明开夫拉（Kevlar）的波兰裔美国化学家Stephanie Kwolek谢世，享年90岁。开夫拉的强度比钢丝高5倍，用于制防弹衣，也用于制从飞机、装甲车、帆船到手机的多种部件。开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成。 4-1写出用结构简式表达的生成链状高分子的反应式。 4-2写出开夫拉高分子链间存在的3种主要分子间作用力。 第5题（7分)环戊二烯钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应，或环戊二烯与氯化亚铁在三乙胺存在下反应，可制得稳定的双环戊二烯基合铁（二茂铁）。以上形成的晶体属于单斜晶系，晶胞参数a=，b=，c=，β=°。密度·cm-3。第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题及参考答案