第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题 - 副本

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1、9第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题共7页第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题中文译本译者注：注意事项（略）；竞赛时限：5小时；试题分题面与答卷两种，答卷略，题面发稿时已作压缩处理。为正确把握国际竞赛试题的水平必须对照竞赛前由命题委员会下发的预备题。本届国际竞赛试题所有超过竞赛大纲一、二级水平的知识点均在预备题中反映了。凡具有竞赛大纲一、二级知识水平的选手在学习预备题之前不必预先掌握这些三级知识点，在竞赛前的半年中完全可以按预备题的指示达到这个水平。如果没有预备题，参加竞赛的选手能够完满地做出这种竞赛试题是难以想象的.也是毫无必要的。因此，以为这份

2、国际竞赛试题反映的知识水平是我国全国竞赛决赛前各省市自治区选手就应该达到的知识水平，是一种误解。我们刊发国际竞赛试题决不愿造成这种误解。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,

3、反应生成1.5144gCO2(g)和0.2656gH2O(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

4、.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。9第31届国际化学奥林匹克竞赛理论试题共7页第二题A分题二元酸H2A的电离反应如下：H2AHA-+H+;K1=4.50x10-7HA-A2-+H+;K2

5、=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的总体积。B分题溶液I、II和III都含有pH指示剂HI

6、n(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

7、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）？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3-4228Th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

8、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