第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题

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1、12第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题第一题化合物Q(摩尔质量122.0gmol-1)含碳、氢、氧。A分题CO2(g)和H2O(l)在25.00oC的标准生成焓分别为–393.51和–285.83kJ·mol-1。气体常数R为8.314J·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25.000oC下开始反应,此时量热计内含水710.0g。反应完成后温度上升至27.250oC,反应生成1.5144gCO2(g)和0.2656

2、gH2O(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4.184J·g-1·K-1，反应内能变化(Uo)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（DHfo）。B分题在6oC时Q在苯和水中的分配情况见下表，表中CB和Cw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(molL-1)CBCW0.01180.04780.09810.1560.002810.005660

3、.008120.0102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：其中Tf是溶液的凝固点，Tf0是溶剂的凝固点，DHf是溶剂的熔化热，XS是溶质的摩尔分数，苯的摩尔质量为78.0gmol-1。纯苯在1大气压下的凝固点为5.40oC，苯的熔化热为9.89kJmol-1。计算在5.85g苯中含有0.244gQ的溶液在1大气压下的凝固点Tf。第二题A分题二元酸H2A的电离反应如下：12H2AHA-+H+;K1=4.50x10-7HA-A2-+H+

4、;K2=4.70x10-11用0.300MHCl滴定含有Na2A和NaHA的一份20.00mL的溶液,滴定进程用玻璃电极pH计跟踪.滴定曲线上的两个点对应的数据如下:加入的HClmLpH1.0010.3310.008.34问题2-1加入1.00mLHCl时首先与HCl反应的物种是什么?产物是什么?问题2-22-1中生成的产物有多少mmol?问题2-3写出2-1中生成的产物与溶剂反应的主要平衡式。问题2-4起始溶液中存在的Na2A和NaHA的量各有多少mmol？问题2-5计算为达到第二个等当点所需要HCl的

5、总体积。B分题溶液I、II和III都含有pH指示剂HIn(KIn=4.19x10-4)，所含其他试剂如下表所示。各溶液在400nm的吸光度是在同一个样品池测定的。这些数据也示于下表。此外，已知乙酸CH3COOH的Ka为1.75x10-5。表溶液I溶液II溶液III指示剂HIn的总体积1.00x10-5M1.00x10-5M1.00x10-5M其他试剂1.00MHCl0.100MNaOH1.00MCH3COOH在400nm的吸光度0.0000.300?问题2-6计算溶液III在400nm的吸光度。问题2-7

6、将溶液II和III以1:1的体积比混合,写出所得溶液中除H2O、H+和OH–外存在的所有化学物种。问题2-82-7中的溶液在400nm吸光度是多少？问题2-92-7中的溶液在400nm透射率是多少？第三题自然界中由开始的放射性衰变最终生成稳定的。问题3-1通过计算说明在该衰变过程在该衰变过程中发生多少次b-衰变？问题3-2在整个衰变链中总共释放出多少能量（以MeV为单位）？12问题3-3计算1.00kg232Th(t1/2=1.40x1010年)发生衰变，能量产生的速率为多少瓦(1W=Js-1)？问题3-

7、4228Th是钍的衰变系列成员之一，若1.00g228Th(t1/2=1.91年)在0oC，1大气压下储藏20.00年,计算产生He的体积是多少（以cm3为单位）？已知该衰变系列中其他核素的半衰期都比228Th的半衰期短。问题3-5钍的衰变里些中的成员之一经分离后含有1.50x1010个原子，其衰变速率为每分钟3440次，计算其半衰期，单位为年（year）。所需的数据如下：=4.00260u,=207.97664u,=232.03805u;1u=931.5MeV1MeV=1.602x10-13JNA=6.

8、022x1023mol-1理想气体在0°C和1atm的体积为22.4L·mol-1第四题配体L能够与许多过渡金属生成配合物。L是将双吡啶、冰醋酸和过氧化氢的混合物在70-80oC加热3小时合成的。它以细小的针状晶体析出，分子量为188。提示：吡啶的类似反应如下：配体L与Fe和Cr的配合物的分子式为FeLm(ClO4)n·3H2O（A）和CrLxCly(ClO4)z·H2O（B）。其元素分析结果和物理性质如表4a和4b所示。