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美国高中化学奥林匹克竞赛试题特点及启示


2010年.第12期

国内外化学教育信息

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美国高中化学奥林匹克竞赛试题特点及启示
任华.王后雄 (华中师范大学化学教育研究所,湖北武汉430079)

摘要:本文主要介绍美国全国化学奥林匹克竞赛的背景知识,并通过翻译部分试题为例,分析其特点。以期为 我国高中化学奥林匹克竞赛改革提供参考。 关键词:美国;USNCO;试题 文章编号:1005--6629(2010)12--0045--03
中圈分类号:G632.479

文献标识码:B

美国高中化学奥林匹克竞赛是一个多层次的竞 赛.主要目的是提高青少年学习化学的兴趣,激发 其思考与创造能力。并为参加国际化学奥林匹克竞 赛活动做好准备。美国每年都会举办两种层次的化 学竞赛。即地区化学奥林匹克竞赛(Local
Chemistry 无机化学
专题

裹2

USNC0考察的知识点 知识点

电子构型;周期表的趋势(主族);主族元素物理性 质的趋势;命名;计量化学;异构体;8一区;p一区; 其他无机化学的问题 烷烃;烯烃;炔烃;芳烃;卤化物:醇:酚;羰基 化合物;羧酸;氮化物;一些大分子化合物 氨摹酸和肽;蛋向质;脂肪酸和脂肪:酶;碳水化 生物化学 合物;KREBS(三羧酸)循环和呼吸链;核酸和蛋白 质的合成;其他生物化学的内容 紫外一可见光谱;质谱;红外;核磁;X一射线;旋光
测定法

有机化学

Olympiad Competitions)和全国化学奥林匹克竞赛 (U.S.National Chemistry Olympiad Competition,简称

USNCO)。本文通过对部分USNCO试题的介绍,分 析比较了USNCO试题相对于我国高中化学竞赛决 赛(冬令营)试题不同的特点,以期为我国的高中 化学竞赛改革提供有益的参考。

仪器分析 物理化学 其他专题

化学平衡;离子平衡;电化学平衡;一级反应动力 学;热力学;第二定律;相平衡体系 分析化学:配合物;理论化学

USNCO简介


USNCO于每年四月底由美国化学会举办。全 美有超过1000名学生参加.通过此次竞赛选拔出20 名优秀的选手。他们再通过后续学习营(study camp)中的角逐,先出最终4人代表美国参加国际化 学奥林匹克竞赛。USNCO试题由选择题、简答题 和实验题三部分组成。每部分都有规定的考试时间 和题量(表1)。学生可以自由安排三个部分答题顺 序和中间休息【n。
裹1 USNCO试置的结构

USNCO试题举例

我们翻译了2009年USNCO试题131,限于篇幅, 选取其中典型的予以介绍。原文中的化学用语及化 学计量符号按照我国相应的标准进行了适当的处 理。以方便读者阅读。 I部分:单项选择题 第3题:(化学描述/实验)下列哪个(些)步骤能 区分固体硫酸钠和亚硫酸钠? a.将两者分别配置成溶液.加入0.10 tool?Lq Ba(N03):, 观察有无沉淀。

部分
I U III

题型 选择题 简答题 实验题

时问

题量
60 8 2

b.分别加入0.10 tool?L_,盐酸。观察有无气泡。 C.将两者分别配置成溶液,用pH指示剂测试。 A.只有a C.只有a和b B.只有c D.只有b和c

90分钟 105分钟 90分钟

第9题:(化学计量法/溶液)某还原性的酸中含 USNCO考查的内容包括无机化学、有机化学、 分析化学、物理化学、生物化学和其他学科相关等 内容[21。所含的知识点可参见表2。 有52.63%的碳、5.30%的氢和42.07%的氧,它的 实验式与分子式相同。该酸的一个分子中含有的碳 原子的数目为?

万方数据

化学教学
A.4

2010年.第12期
mL 0.500 mol?L一的正丁

B.5

C.6

D.8

Ka=1.51xlO‘5。一份35.00

第18题:(物质的状态)下列哪种水溶液在25℃ 时的渗透压最大? 均完全电离)
A.0.I mol?L-1

酸溶液用0.200 mol?L-1的KOH溶液来滴定。 A.计算起始正丁酸溶液中H+的浓度 B.计算加入10.00
mL

(假设溶液中所有的离子化合物

KOH后溶液的pH

A12(S04)3

B.0.1 mol?L『1 Na2C03 D.0.3 tool?L~Cg-11206

C.确定滴定一半时溶液的pH D.计算达到化学计量点时所需的KOH溶液的 体积 E.计算当达到化学计量点时的pH 第3题:溴酸根离子与溴离子在酸性溶液中能 发生如下反应: 5Br-(aq)+BrOf(aq)+6H30+(aq)--+3Br2(aq)+9H20(1) 为了测量该反应的速率,库存溶液的浓度如下 表所示:
库存溶液的浓度

C.O.2 mol?L.1 KMn04

第21题:(化学热力学)下列选项中哪个代表了 一定温度下某化合物升华时的△5和△日?
A.AS<0。AH<0 C.△S>0.AH>0 B.AS<0,AH>0
D.△S>0,△日<0

第30题:(化学动力学)某反应在100 oC时的反 应速率是50℃时速率的4倍。它的活化能为多少?
A.1 152 kJ?tool— B.80.1 kJ?mol‘1

C.54.0 kJ?tool—D.27.8 kJ?mol一1

第34题:(化学平衡)向100 HC2H302中加入O.41


mL 0.10 tool?L。1 库存Br—溶液
1.73 tool?L-1 7.10x104 tool?L- 0.573 mol?L-1

NaC2H302后溶液的pH是多少?

库存Br01培液 库存H,0H液

反应混合物按照以下的体积来混合。溴酸根消 失时反应的初速率测试如下:
实验

Br‘体积 (mL)
O.100 O.200 O.100 O.200

BrOf体积 (mL)
0.500 O.500 1.000 O.500

H,O+体积 (mL)
1.000 1.Ooo 1.000 0.700

H20体积 (mL)
1.400 1300 0.900 1.600

BrOf消失时 的初速率 (mo卜L-1-s-1)
5.63x100 1.09×10J 1.13x10。5 5.50x 100

A.4.44

B.4.70

C.5.05

D.8.95

1 2 3


第40题:(氧化还原反应)乙醇与重铬酸根离子 在酸性溶液中能发生如下反应: C2H50H(1)+Cr2072一(aq)+H+(aq)--+C02(g)+Cr3+(aq)+ H20(I) 当这个方程式配平后,H+(aq)的化学计量数为 多少?
A.10 B.12 C.14 D.16

A.计算实验l中Br2(aq)flj现时的速率。 B.写出该反应的速率方程并给出k的值。 C.以下是该反应的机理: (1)BrOf(aq)+H30+(aq)__+HBr03(aq)+H20(1) (2)HBr03(ac0+H30+(aq)--,H2Br03+(aq)+H20(1) (3)H2Br03+(aq卜+Br02+(aq)+H20(1)
B.3,1,一l D.1,1,0

第44题:(原子结构,元素周期律)下列哪一组量 子数是不允许的?
A.3,2,0 C.2,0,0

(4)Br02+(aq)+Br-(aq)--’BrOBrO(aq) (5)BrOBrO(aq)+Br-(aq)--’Br2(aq)+Br02-(aq) I.画出BrOil的路易斯结构式并预测其几何形 状。

第50题:(化学键/分子结构)下列哪种物质的晶 格能最大?
A.CaO B.KCI C.Mgl2 D.BaS

II.根据你在b中求得的速率方程,(1)一(5)中哪 个步骤可能证明你的答案是反应决速步? Ⅲ部分:实验题 你有6个已编号的吸量管,其中分别装有O.5
mol?L。1的Na2C03、NaHC03、NaHS03、NaH2P04、

第55题:(有机化学,生物化学)下列分子中不含 C=O键的是? I.酰胺,II.胺,III.醚,Ⅳ.酯 A.只有II C.只有II和III Ⅱ部分:简答题 第l题:正丁酸C3HTCOOH,是一种一元弱酸, B.只有I和IV D.只有III和rV

Na,f'O.溶液.并不一定按照此顺序。你还有一个50 mL的烧杯和一个装有甲基橙指示剂的吸量管.烧 杯中盛有0.4 tool-L一的盐酸。设计并完成一个实验

万方数据

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来鉴别每个吸量管中的溶液。要提供定性和定量的 数据来证实你的结论。 (1)给出你实验计划的简要说明; (2)记录你的数据和其他现象; (3)基于你的观察,写出相关的化学方程式; (4)结论。
吸量管 溶液 理由

题;Ⅱ为简答题,与我国冬令营决赛以及国际奥林 匹克竞赛题型相当;III为实验题。题型稳定,指导 语明确,突出了对核心知识的理解的考查。而不是 在审题、解题技巧等方面绕圈子、设障碍。这样的 试题有利于稳定学生考试心理。有利于考生在竞赛 中充分发挥自己的潜能。 (4)在考试时间上,USNCO试题由三卷不同难 度类型题构成,每卷的考试时间都有严格的规定。 分时测试不同难度等级试卷。便于考查学生在不同 难度等级试卷中的表现。 (5)在考试难度上,试题所涉及的知识不深。 相当一部分知识都是中学课程范围之内的。比国际 化学奥林匹克竞赛试题难度低得多,有利于提高学 校和学生参加化学竞赛的信心。淡化竞赛的功利



USNC0试题的特点

性。强调竞赛的普及性和适切性。而我国决赛试题 不论是题型还是难度上都直接与国际化学奥林匹克 竞赛接轨,为的是使学生更好地适应国际化学奥林 匹克竞赛的要求。 (6)在考试形式上,为学生提供适当的量表。 除了给出元素周期表,还提供给学生单位缩略语和 符号、各种常数以及要用到的方程。减小学生的识 记负担。这一点也值得我国借鉴。 USNCO为我们提供了一种培养资优生的全新 模式。它充分考虑高中学生接受化学知识的年龄特
题号

与我国高中化学竞赛决赛(冬令营)试题相比, USNCO试题具有以下特点: (1)在考试内容上,试题的知识内容覆盖面较 广。以试题I部分为例,60道选择题涵盖了从化学 描述,实验到有机化学/生物化学十个方面(见表3), 涉及到国际化学奥林匹克竞赛大纲70%以上的基 础知识。能全面考查参赛学生的知识面。提高竞赛 选拔的信度和效度。
裹3 USNCO试■I部分的内窖分布 考察内容 化学描述,实验 化学计量法,溶液 物质的状态 化学热力学 化学动力学 化学平衡 氧化还原反应 原子结构,元素周期律 化学链,分子结构 有机化学/生物化学

征和心理特点,从赛制上遏制各地“奥校”、

“奥

l巧
7~12 13一18 19-24 25-30 3l~36 37—42

赛辅导班”的兴起,避免产生“化学竞赛即补充大 学化学专业知识”的怪圈。USNCO强调化学知识 的普及性和多数学生的参与性的宗旨值得我们深 思。由于国情不同,举办化学竞赛的宗旨和观念存 在差异,我们在借鉴USNCO长处的同时。也应该 以审视的目光分析其不足。例如。学生的信息迁移 能力以及创新能力在试卷中没能充分体现.试题联 系生活实际、体现科学探究等方面略显不足。试题 情景等方面形式单一等。但USNCO提出了一个清 晰而操作性很强的命题观念、命题思路、考试模拟

43—.8
49—54 55—60

.(2)在实验竞赛上,重视考查学生的基本实 验能力。从近5年USNCO实验试题内容来看.主要 考查物质的分离、鉴别等。侧重考查学生的实验设 计和实际动手操作能力。贴近中学生的实际实验水 平。不追求与国际化学奥林匹克竞赛的“合成+定 量测定”相似的形式.试题真正回归中学化学实 验。这一点应当引起全国中学生化学竞赛命题者和 广大教育工作者的注意。 (3)在考试题型上,有三种题型。I全为选择

和评价标准,对我国高中化学奥赛改革有重要的借 鉴价值。 参考文献:
II]2010 u.s.National Chemistry Olympiad(USNCO)Coordinator’e Handbook.来源:httpd/www.∽B.org. 【2]jg-t'Yg.|t固高中化学奥林匹克竞赛简介【J】.中学化学教学参 考.2000.(I):127. f312009 U.S.National Chemistry Olympiad National Exam Papers. 来源:http://portal.acs/corg/content.

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