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第28届国际化学奥林匹克竞赛试题理论试题










年第



化 , ‘“ 匹 “





届 国 际 化 学奥 林 匹 克 竞赛 试题
理论 试 题

月 日 莫斯 科 国立 大 学

r />
理 论竞赛时 间

小时


第一 题
不 饱 和 烃 聚 合反 应 的立 体规 正 性 对 有机 工

写 出化合物

的分 子 式



写 出化 合物 的化 学 式






中阴离子 和 阳离子 中 的 阳 离 子 和 阴离


业 十分 重 要




带 有 吸 引烯 烃 分 子 沿




键分 布 的


电 子 的 高 正 电 荷 的 非 线性 大 阳 离 子 所 形 成 的 而象
,

画 出化 合物

盐通 常 被 用 作 有 机 反 应 催 化 剂




子 的立 体 结构 式



假 定化 合 物


中的 阳 离
,

类 有 高 离域 负 电荷 的 氯 铝 酸 根 离 子 常 被 用作这

子 是 无 机 芳香 体 系 的 实 例

类 盐 的 阴离子 为开 发 这 类 新 催 化剂 对 如 下


考虑 三 氯 化 铝 有 很 高 的挥 发 性 试 问 化

体 系作 了 研 究




晶体 ,




合物




哪 一 个 热 稳 定性 较 高

组分
,

可能是
, ,

的氯 铝 酸盐
反 的摩
?

加 热 时 化合 物
写 出相 应 的 化 学 方 程 式

转化为


呢还是相 反

,

但 未 能 被 单 独 分 离 出来

, ,

应生成

个新化合物



其中


第二题 检 出 限量是 痕 量 元 素分析 的基 本 参 数 之



尔百分 比
生成化合物

环 分别 为



时 没有其他 副产物 生成 但
,

它 被 定 义 为 在 给 定 方 法 的精 确 度 一 定 时
,
。 。

,

是 生成化 合物



时伴随着挥发性 的

的生

被 测 元 素 的最 小 检 出 质 量 一例
一 轻基喳琳

微量 秘 的测 定 即为
提 出用形成

每生成



摩尔化合物



就 生成

摩尔
里的

年德 国化 学 家

的方 法 沉 淀 秘


化合 物
,

是 研 究 者 们特 别 感 兴 趣


与 四 碘 合 秘 酸 的 难 溶 盐
〕相 对 分 子 质 量


的 它 们都 是 浅 紫 色 的 在 熔 融 的 电导 研 究 表 明 化 合 物 离成








在 一起 总共会解

个离子





画 出 该 难 溶 盐 的 阳 离 子 和 阴 离 子 的结

的 凝 固 点 下 降 法 测 定 的分 子 量 分 别




构式

它 们两 者 的 红 外 光 谱
,

指 明 该 盐 中秘 的 氧 化 态 用



测 定都 只 观 察 到 一 种 振 动 被 指 认 为 的振 动 振 动 峰 的 位 置 在 低表 明

,





若 该 盐 的沉 淀 最 小 检 测 质 量 是 法 估 算 测 定 秘 的最 小 质量 为测 定痕 量 的秘
, ,


,

一‘



振 动 能量很


间没 有 双 键



配 合物



等 来 自伯 明 翰 的


研 究表 明 它 们 都 只 有 一 种 四 面 体 配 位 的 铝 但 是 两 种 化 合 物 中 的 铝 的化 学 位 移是 不
,

化学 家 创立 了 一 种 多 步法 进 行 一 系列 反 应 后 对 最 终 的产 物进 行 滴 定 该 法 的详 细描 述 如 下

同 的 因 此 表 明铝 原 子 在 这 两 种 化 合 物 里 的 化
,

步骤
酸钾

在 冷 却 条 件 下 向含 痕 量




学 环 境是 不 同 的




的酸 化 了 的溶液 加入
,

六硫氰酸合铬
,

确 定配合物 的最 简 原 子 比



中的

,

,



使秘定量 沉淀


写 出配 平 的离 子 方 程 式

① 编 者 注 为 节 省 篇 幅 在 刊 登 时本 试题 中 有 关 竟 赛 的 具 体 指 标 空 格 空 行 被 删 除 解试 题 的 理 论 深 度 和 知识 广 度 以 免 引 起 误 解
,








另 外 请 对 照 本 次 竟赛 前 的预 备题 来理
,

年第


,









步骤
。 写

沉淀经过滤后 用冷水洗 涤 再用


了镭 辐射

粒 子 的 速 率 在 自然 界 里 这 一 元 素 存在


,

溶液处理 上述沉淀转化成碳
,

实 际 上 只 以 单 一 的 核 素澎

发现


酸氧秘 合铬


沉 淀 同时生 成 的六 硫 氰 酸
,

镭 在 每 秒 钟 内发 射 出
了 镭 辐 射 生 成氦 的 速 率


个 一 粒子

酸 根 离 子进 入 溶 液 中



年 卢瑟 福和 物理 化学家
时 最 准 确 的 阿 伏 加 德 罗 数
,

测定

写 出 配 平 的离 子 方 程 式



这个 实验 可 以 得 到 当



步骤
, ,

将 稍 加 酸 化 的滤 液 转 移 到 一 个 分 液
含 碘 的饱 和 氯仿 溶 液 激
,

漏斗中 加入 酸根离子


从而 得 到 很 好 的理 想 气体 摩 尔体 积
,

烈 振 摇 碘 把 配 合 物 理 的 配 体 氧化 成
写 出配 平 的离 子 方 程 式


和硫

为 了 达 到 这 个 目 的 将 一 个 从 衰 变 产 物 中纯 化
得 到 的含
,





的镭盐样 品 放入 一装
,


置 中 同 时 测 量 放 出 的氦 气 的 体 积 在 开 始 实验

步骤
,

分 钟 后 向混 合 物 加 入
,





后的 一 的体 积 为

?

天 内收 集 了 样 品放 出 的 氦

, ,


硫 酸 溶 液 发 生 化 学 反 应 挥 发 出碘分 子

为理 解这
,

写 出酸 化 时 发 生 的 反 应 的离 子 方 程 式

个 实 验 的结 果 我 们需 要 如 下 的 镭 的 衰 变 的 动
力 学 过 程 箭 头 上 面 的数 值 是 半 衰期 箭 头 下 面

步骤
分钟


分 四 次用 氯仿 定 量 地 萃 取 碘 把水
, ,

相转入一个烧瓶 加入

嗅水 摇 匀 放置
, ,

给 出 了 衰 变 的类 型 琴 宜竺些塑竺
,





二里竺骂
,

竺 争 立竺 些
一‘

写 出 加 入 嗅 水 后 发 生 的化 学 反 应 的 离子

方程式
释放 出



注 意 过 量 的 澳 水 可 以 跟 氢氰 酸 反 应
, ,

碘则 被氧化成
,






塑 二三竺 几


步骤

为 除去 过 量 的 嗅 向混 合 物 加 入


一 一



垫 全辈




二塑鹭


的 甲酸

式中



是 氧 的 中 间 衰变 产 物
,








写 出配 平 的 离 子 方 程 式

写 出前 五个 放射性 衰变 的方 程 式 所 有

步骤
的碘 化钾
,


向稍 加 酸 化 的 溶 液 加 入 过 量


的 核 素都 要 标 明核 电荷 和 质 量 数 似 除了
注 和


作 为一 级 近



外 镭 的所 有 衰变产物 的半
,


写 出这 个 反 应 的 配 平 的离 子 方 程 式 意 要 考虑 碘离子 会 与 会与 生成碘分子相 似


衰期 忽 略

根据 该近 似 计算


反 应 正 如碘 离子
,

夭 后 每 个 衰 变 的镭 原 子 所 生 成 的

氦原子 总数 标准 溶液 似值
秘 要 消耗 多 少



步骤







在 整 个 实 验 中生 成 的 氦 原 子 总 数

滴 定 上 面 得到 的溶 液 样 品 中秘 的 含 量

所 得 的结 果 被 用 来计 算

根 据 上 述 数 据 计 算 阿伏 加德 罗 常数 的近

摩尔体 积


,



,



为更 精
,

在 原 始 样 品 中每

确 地 计 算 阿 伏 加 德 罗 数 氧 的半 衰 期

,

摩尔 的
假 定可靠 的测 定 所 用 的 准 溶液 的量 不 低 于
秘 的最 低 量 为 多少 上述多步法 比 重 量 法 的灵 敏度
,

天 同实验周 期相 比不 能忽 略 而 且 在




实 验 时 间 内氧 原 子 并 未 全 部 衰 变 到 最 后

,

则 用此 法 能够 测 定 的

请选 择 下 面 哪 一 张 图 可 以 表 示 出 氧 原


子 的 数 目和 衰 变 时 间 的 关 系 间的关 系


图见下页

下面 哪 一 张 图 能 够 表 示 出 氦 的体 积 与 时 图见下页

高多少倍 第三题

选 择 任 何 一 个 核 素 的 衰变 常 数 和 半 衰 期
一起测量

年 卢 瑟 福和 盖 格

的关 系











年第



用 如 下 简 写 的动 力 学 过 程 示 意 图 画 一

第四题 重 铬 酸钾 是 最 广 泛 应 用 的沉 淀 剂 之 一 的水 溶 液 中有 如 下 平 衡



张 跟 你在 第


个 问 题 里 选 定 的 图型 相 同 的 图





,


竺二
分别 为相 应反 应 的速率常数



其中





“一

写 出在 实 验 结 束 时 氧 原 子 数

和 镭原子数

。 。




的关 系 式






采 用 上 述 镭 的 衰 变速 率 来 估 算
‘。



粒子

?



所 有 其 他 涉 及 铬 的平 衡 可 以 忽 略 所有 活
,
,

若所有这些原子全都衰变 到 根 据 上 述 问题 的结果 计 算
生 成 的氦 原 子 的数 目 阿 伏 加 德 罗 数 的 较 好 的近 似 值


在实

度 系 数设 为



验 结 束 时 由氧 原 子 所形 成 的氦 原 子 是 多 少

水 的离子 积 为
列 两 式 的平 衡 常数
峨 一 “






‘ 一 ’

,

估算 下











的溶 度 积 为


一 ‘。 ,

而重铬

酸钡 极 易溶 于 水

向中 等 浓 度 的 重 铬 酸钾溶 液
,

中添 加 下 列 试 剂 时
移动

的平 衡 态 将 向 哪 个 方 向

需 要 考 虑 以 上 所 有平衡
卜 ,

一 刀 ,



〕 硬

产门 户 么」 屯

,


,

醋 酸 的解 离 常 数
下 列 溶液 的







,

计算





,

计 算





溶 液 中 下 列 离 子 的平 衡 浓 度






第五 题
电 势滴 定 和 分 光 光 度 法 广泛 用 于 测 定 溶 液

,

,





,

中的平 衡 浓 度 和 平 衡 常 数
,



人 们常将 两 法 配 合


使 用 以便 同时测 定几 种物质 酸化 的水 溶 液 含有 含有




的混合物




溶液




的混 合 物

,

含 铁物质 的浓度 满足 下 列 关




。 。


,

浸入溶液

中 的 铂 电极 的 电 势 为
,

相 对 于 标准 氢 电极 极 的 电势 为

而浸入溶液

中 的铂 电


相 对 于 标 准 氢 电极

经测

年第




,







定在 为
,

下 溶液 配离子 凡

相对于溶液


的透 射 率
假定在
若不吸 才

写出由



,

转化为 转化 为

,

和 和

的反 应 的反

光路长度为
‘一






翁和


写出由

光 摩 尔吸 收 系数
?





应式
,







的标准氧化还 原 电势 为


在酸存在下
应 生 成 化合 物 构式


都 易于 和 丙 酮 反
,

方 程 中常 用 对 数 前 的 因 子 为 在 自然 对 数 前 的 因 子 是
,



画出



的结

设所

有 活 度 系 数都 是
写 出



化合物


,

与澳水 反 应 这 些 反 应 产
,

溶液 溶液

的氧化还原体系 的


物 之 一 是 非 极 性 的 该 分 子 的偶 极 矩 事 实 上 为 零
,

方程 方程


的氧 化 还 原 体 系 的
,

并 无 光 学 活性 画 出该 产 物 的 立 体 化 学 结


在 该 溶 液 中除 含 氰 配 离 子 外 其

构 写 出 生 成 该 产 物 的 反 应 式 确 定 该 分子 中手
性 原 子 的绝 对 构 型 并 用
, ,

他 任何 物 质 均 应 忽 略



来表示



方 程 的对 数前 因子 的单 位 是 什


烯 烃 与过 氧 酸 反 应 将 氧 加 到 双 键 上 而 生
,

成 含 氧 的三 元 环



这 种 环 氧化 反 应 具 有 高 的 立


计算稳定常数
” 一







体选 择 性 而 保 持 与 氧 原 子 向连 接 的键 上 的各
,

比值



构 成 部 分 相对 位 置 不 变
吸 收度
一 比耳 定律

下 面 的物 理 量 的绝 对 值 的 变 化 范 围 是 多 少 透射率
画 出满足 朗伯
一 一

跟过 氧酸反 应 产生单一化合物
样条件下
,




在同

,

产生异构体



的混 合 物





吸收度



透射率


说 明化合物
的立 体 结构 式


是 否具有光学 活性 说 明单 一 的 化 合 物
,

画出 和


以及

摩 尔 吸收系数
计算

跟 浓 度 的相 互 关 系 图
的浓 度

溶液 的浓 度


中的

溶液

是 否 具 有光 学 活 性 画 出 第七题



的结构



中的

第六 题
含碳

有机 化 合 物 的 立 体 化 学 有 时 可 以 通 过 研 究 的烃 有 两 种 异 构 体






它 们 的化 学 性 质 来 确 定



一 茨烯 一

,

一 二梭


写 出它 们的化 学 通 式

酸 的异 构 体 之 一 如 下 图 所 示 记 为 化 合 物





具 有 如 下 的 性 质 它 们与 臭 氧 反


应后 生 成 的 物 质 在 酸 的存 在 下 用 锌 粉 处 理 后 得 到 一 种单 一 有 机 物

产物

经 氧化 得到 一种
,


单 一 的梭 酸
,



根 据 光 谱 数 据 除按 基 上 氢 以


外 该 酸 中 的氢 原 子 都 在 甲基 上 在 标 准 状 况 下 的蒸气 密度 为


此 图 未表 明 立 体 化 学
,

在 同 冷 的 中性 高 锰 酸 钾 反 应 时 化 合 物
更 为活泼 从 和


它 的构 型 通 过 如 下 实 验 得 知 得






得 到 单 一 化 合物 所构 成 的



加热 这 种物质会发生 分解 生成 水和 一 种
,

到 异 构体

的混 合 物

新化合 物



化合物
,

缓慢地溶解于过量的
,

分别 画 出化 合 物
相 中 的结 构 式
写出

在 水 溶 液 中和 在 气


水溶液 中 生成产物
反 应 生 成 的产 物 相 同



,



的溶 液 用 碘 处
下转第

的分 子 式


理 得 到 含 碘 的 化合 物 将 该 溶 液 酸 化 产 生 两
, ,

画 出异 构 体

的结 构 式





年第












?

?

的 标 准 电极 电势 与 两 个 铁 氰 离 子 的 稳 定 常 数 来 计 算铁 氰 离子 对 的 标 准 电极 电势 的 电池 方 程 另 外 我 国 选 手 普 遍 不 懂 得 什 么 是 正
,


混 合溶 液 里 铁

和铜





第二 题 是 用 醋配
,


和 对 氨 基 苯 酚 反 应 合 成 扑 热 息痛 涉 及 用 紫 外

线 检 测 的薄板 色 层 分 析 的 操 作 跟 过 去 不 同 我
,

确 的 有 效 数 字 规 则 而 白 白造 成 不 少 失 分 这 说
,

国 选 手 全 都 取 得 实验 较 高 分



说 明 我 国选 手 更

明我 国 基 础 教 育 对 十分 重 要 的 科 学 计 算 法 则 的 教学 仍有 不足之处



重 视 实验 了



第六 七 题 均 是 有 机 化 学
。 。





这 次 出 赛 我 国 师 生 除 了 与各 国及 我 国 台湾 地 区 的 师 生 们交 流 了 化 学 教 学 的 经 验 外 还 对
,

第 六 题 首 先要 求 写 出含 碳 名选 手 将 它 写 成


的烃 的 通 式
,



或者


值 得 重 视 的是 我 国 一
一 二 甲基 丙

俄 罗斯 的历 史 以 及 当 今 的经 济 态 势及 文 化观 念
有 了更 多 的了解 特别是 在 作 了对 比后 对 我 国
,


然后 涉及


酸蒸气里的双聚体


而该化合物是




的改革 的政策认识更高 了 对祖 国发 展进 步 的
,

被 臭氧 氧 化 的产 物




前 途更 有 信 心 了



着 联 系 到 其 反 式 异 构 体 被 冷 高 锰 酸 钾 氧 化 的产
物 涉 及 一 系列 环 状 结 构 的构 型 问 题 我 国选 手
,



于 手


届 国际 化 学 奥林 匹 克 竞赛将于


月 中 旬 在 加 拿 大 的 蒙特 利 尔 举 行

我 国将

均未把


,

构 型 在 临 场 时 搞 反 比前 几 届 有 了
,

年春 天举 办冬 令 营 并 直接 产 生参 赛选
我 们 热 诚 希 望 有 更 多 的 有 志 的优 秀 高 三 学
,

进 步 第 七题 涉 及



茨烯


,



二梭 酸 的一 系

列 有 趣 的 立 体 化 学 问题 量 转 化 问题 去了


尤 其 令 人 感 兴 趣 的是

生 参 加 新 一 轮 的 奥 赛 角逐 热 诚 希 望 有 条 件 开 展 以 竞 赛 为 中 心 的课 外 活 动 的 中 学 投 身 于 这 项

原 题 指 出此 题 涉 及 可 以 存 储 大 阳 能 的 异 构 化 能


可惜 因 试 题 太 长 最 后 成 稿 时被 删


对 发 展 青 少 年 的 身 心 均 十分 有 益 的 活 动 中 来
吴 国 庆 报道

实验 试题共 两题
?

第 一题 用 碘 量法测 定
,

上 接第

粉李 扦 升 含 粉 粉 歼 羚 升 争升 羚 页 淤 争” ”奋 黔 淤 拼 淤 李 淤 并争 褂黔 拼 升 粉 羚升升 拎 争 升 粉 争 争 矛 褂 争 争 升 争 兴升 黔 粉 争 矛 升 李拼 淤 争 羚卜 升冷 淤
、 全


仁 乙 」
上 接第

,

,

,

?

?

?

?



,



卢嘉 锡
,

论文 选
?

,



?

,

,

,



傅 鹰 大 学 化学





下册
、,

,





,

页 坐索密介

奎沦

种异构体
下用
,



的混 合 物
的碱 滴 定


“““ “““存 在 在酚酞


,

, , 、、

写出



的立 体异 构 体 的反 应


溶液 滴 定 的


化合 物
所消
加热化合
,


生成



的 异 构 体 的反 应


耗去

计算化 合物
的反 应 式
写出由


的摩 尔 质 量



写出由 和水

耗的 物


的量 是 相 同 的
慢 慢地转化为
,


不 含 碘 能与水 起反
,


制备

的反 应 式 以 及
,

应 在 相 同条 件下

不 能发 生 此 种转 化 但是 与
,

的反 应 式

盐酸 共 热 会 缓 慢 地 转 化 为 在

一 茨烯 一
,

画 出 满 足 本 题 所 有 实 验 数 据 的化 合 物

所 有 反 应 方程 必 须 配 平 无 需 写 出 机 理
一 二 梭 酸 的结 构 式 上


的立 体 结 构 式
写 出由



到 和

的反 应 式



号 标 出其 中的 不 对 称 碳 原 子
画出

化合物
,

是 不 是非 对 映异构体
改 编 人 吴 国庆

的所 有 立 体 异 构 体 的 结 构 以 及



它 们 脱 水 产 物 的结 构 产 生 的 话

实验 试题 理 论 试题 答 案 见 下 期


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