高中化学 第38届国际奥林匹克选训营初选试题台湾.docx
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高中化学第38届国际奥林匹克选训营初选试题台湾
第三十八届国际化学奥林匹克选训营初选试题（台湾）
考试时间：
120分钟
成绩满分：
100分（100%）
注意!
!
!
※学生证（或身份证）置于桌面右上角备查。
※必须在答案纸上作答。
※本试题答案纸的每一页，都要写上姓名，试卷连同试题一起缴交监考老师。
※请将呼叫器、行动电话、计时器必须关机。
※作答时请用蓝、黑色原子笔，可使用立可白涂改，如修改不清楚不予计分。
※本试题共有二大部分：
第一部分，选择题共60分（60%），单选题与多选题各10题，每题3分。
单选题答错倒扣1分;多选题条错不倒扣.考生不得带电子计算机.
第二部分，非选择题共40分（40%）。
作答必须分开在第10-12页标明题号处作答,题目提供必要之常数与资讯，考生不得带电子计算机。
※考试40分钟后才可以开始交卷。
※考试时间共120分钟。
第一部分:
选择题（占60%）
一、单选题（每题答对得3分,答错倒扣1分,共30分）
1-4为题组
化学反应常伴随着能量的变化，而以能量的形式放出或吸收的能量通称为化学反应热（△H）。
反应热又因化学反应的分类给予不同的名称。
物质1摩尔,由其成分元素化合生成时的反应热称为生成热（△Hf），例如甲烷的生成热：
而物质1摩尔完全燃烧时，所产生的热量称为燃烧热（△HC），例如甲烷的燃烧热：
而要切断分子内特定的结合键时，所吸收的能量称为键结能（△Hb），例如：
在甲烷要切断其四个C-H键中的每一个C-H键所需的能量各不同,而在实用上常取其平均值,因此C-H的键结能是上式中总键结能Z的四分之一,亦即
。
下徇两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1mol分解时,能量变化的示意图,其中的各数据是以kJ为单位所表示者.试根据此两图回答题1-4（答案要选取数据最接近者）:
1.求H2O（g）的生成热为几kJ/mol?
（A）-243（B）-247（C）-436（D）-463（E）-679
2.求CO（g）的燃烧热为几kJ/mol?
（A）-109（B）-285（C）-394（D）-494（E）-603
3.求O-H的键结能为几kJ/mol?
（A）243（B）436（C）463（D）679（E）926
4.求
的反应热为几kJ/mol?
（A）-42（B）67（C）-67（D）436（E）-926
5.工业上制造硫酸常使用五氧化二钒为催化剂,而制造中的有关过程,都可用化学反应式来表示.试问下列哪一反应最难进行,须用五氧化二钒来催化?
（A）
（B）
（C）
（D）
（E）
*表示98%的浓硫酸
6.一氧化氮是大气污染物,严重危害人体健康.倘若化学家有能力研究出某种催化剂,使其在适当的温度下,能使NO与过量的甲气体在密闭的反应室作用,将NO转变为无害的气体,并且可避免二次环境污染.试问最有可能的甲气体是下列的哪一种?
（A）SO2（B）H2S（C）CH4（D）NH3（E）NO2
7.物质甲会有下列的现象或反应:
（1）.物质甲溶于稀盐酸得乙溶液
（2）.乙溶液中加入硝酸银并搅拌后,过滤得丙溶液
（3）.丙溶液中加入不足量的锌粉,搅拌后过滤得沉淀丁
（4）.沉淀丁与氧反应即得物质甲
试问:
物质甲是什么?
（A）Cu（B）CuO（C）ZnO（D）MgO（E）Mg
8.下列分子化合物中,何得的沸点最高?
（A）丙醛（MW=58）（B）丙酮（MW=58）（C）2-丙醇（MW=60）
（D）醋酸（MW=60）（E）丁烷（MW=58）
9.分子式为C7H7Br的芳香族化合物,共有几种异构物?
（A）2种（B）3种（C）4种（D）5种（E）6种
10.某酯类C8H16O2经水解后，所得的醇再用KMnO4氧化，结果得到的酸与原水解得到的酸相同。
此酯的结构为何?
（A）CH3CH2CH2COOCH2CH2CH2CH3
（B）CH3CH2CH2CH2COOCH2CH2CH3
（C）CH3CH2COOCH2CH2CH2CH2CH3
（D）CH3CH2COOCH2CH2CH3
（E）CH3CH2CH2CH2COOCH2CH2CH3
二、多选题（每题3分,共30分）
11.某三价金属M能与酸反应产生氢气。
已知2摩尔的金属M与某酸（HnA,n为小于3（含3）的正整数完全反应，可得3摩尔的氢气，之外可得一盐类，则下列选项中的化学式，哪些符合题意?
（A）MA（B）M2A（C）M3A2（D）M2A3（E）MA3
12.下列分子或离子中氮原子的键结轨域,有哪些是属于sp2混成轨域?
13.下列各反应中,不生成醇类产物的有哪些?
（A）丁酸丙酯的水解（B）在酸性条件下2-戊烯与水的作用
（C）丙醛与多仑试剂反应（D）利用镍金属催化丁酮与氢气的反应
（E）2-甲基-2-溴丙烷与水反应
14.下列各物质中含有葡萄糖结构单元的有哪些?
（A）淀粉（B）麦芽糖（C）乳糖（D）蔗糖（E）果糖
15.下列有关碳的同类异形体的叙述,何者正确?
（A）目前已知有四种碳的同素异形体,即石墨、金刚厂（钻石）、碳六十、奈米碳管
（B）奈米碳管与石墨应属于同一种物质
（C）碳六十是二十个六元环与十二个五元环组成的分子化合物
（D）根据石墨的性质判断,奈米碳管应属电的导体
（E）一般环境中,石墨很难转变成金刚石是因为此反应极度吸热（△H>500KJ/mol）
16.下列有关H2CCH2、H2CCCH2及H2CCCH2三个化合物键结的叙述,何者正确?
（A）所有不与氢原子键结的碳原子均为sp混成
（B）所有与氢原子键结的碳原子均为sp2混成
（C）三个化合物中只有乙烯没有共振结构
（D）三个化合物的碳链均为直线结构
（E）三个化合物均为平面分子
17.在一容器中使0.02mol/L过氧化物A发生分解，反应物浓度A随时间改变的图形如下所示，下列叙述何者正确?
（A）此反应属于一级反应
（B）此反应的半生期随A浓度的下降而增长
（C）此反应的反应速率常数约为1×10-4min-1
（D）此反应的反应速率常数约为2.0min-1
（E）此反应的初速率约为0.0004+0.0001mol/L·min
18.下列关于右图中结构的叙述,何者正确?
（A）此图结构是依ABCABC……的重复顺序堆积
（B）此图结构属于面心立方排列
（C）此图结构属于立方最密堆积
（D）X与Y原子可属于相同的层
（E）此结构可旋转一个适当角度,使X原子恰在Y原子的垂直上方
19.下图为一张氢原子放射光谱，下列叙述何者正确?
（A）可见光左边的谱线区,频率的数量级为1014Hz
（B）可见光区左边的谱线基础能皆为n=3
（C）紫外光区与可见光区的最左一条谱线有相同的激发态
（D）紫外光区与可见光区的最右一条谱线有相同的基础态
（E）紫外光区最左一条谱线1的波长为121.6nm，谱线3的波长为97.3nm，则谱线2的波长约为103nm
20.下图是一水溶液在pH值0-14的范围内，H2CO3、HCO3-、CO32-三种成分平衡时的组成百分率，下列叙述何者正确?
（A）此图可完全根据1.0MHCl溶液滴定1.0M碳酸钠溶液的实验数据绘出
（B）1.0MHCl溶液滴定1.0M碳酸钠溶液的当量点为中性
（C）当pH值在6.37及10.25时为碳酸钠的缓冲溶液区
（D）在pH为pKa1及pKa2时，溶液中[H2CO3]=[HCO3-]=[CO32-]
（E）二氧化碳溶液在血液中多以HCO3-的形式存在
第二部分:
非选择题（共四大题,占40%）
（作答必须标明题号,提供必要之常数与资讯.考生不得使用电子计算机,共40分）
一、某有机物（液体）含有碳、氢、氧。
经元素分析得碳64.8%、氢13.5%.为了要知道该有机物的化学式，王同学先做了下列的实验，以便计算出该有机物的大约分子量。
1.取一个长颈烧瓶，瓶口塞住一个中间有一短玻璃管的橡有胶瓶塞，如图1中的烧瓶，称重得210.50克。
2.在室温20℃将烧瓶装满清水并用原来的橡皮塞塞住瓶口后，置于92℃的恒温槽（水浴）一段相当长的时间,使瓶内的清水也保持92℃恒温。
然后取出烧瓶置于桌上。
冷却擦干瓶子，称重得745.10克。
3.倒出烧瓶内的清水，烘干烧瓶，确认瓶内完全干燥后，将该有机物液体约6毫升倒入烧瓶内，塞住橡皮塞后，再将烧瓶置于92℃恒温槽，即见液体完全气化。
4.取出烧瓶后置于室内桌面，即见随温度下降，瓶底出现液滴。
又将瓶外擦干后称重,得211.81克。
已知实验当天的大气压为730mmHg,清水在92℃的密度为0.972克/毫升。
（本题的计算均要列出计算式子,尽量先约分,并了解计算的目的,可简化计算）（15%）
（1）试求烧瓶在92℃时的容积（瓶内的体积）。
（2分）
（2）试求该有机物的分子量（假定当液体完全气化后,烧瓶内的气体全是该有机物的蒸气）并写出该有机物的分子式与精确分子量。
（6分）
（3）写出该有机物的可能异构物（为了简化,除了官能基以外的H均应省略,例如异丙醇（2-丙醇）,应写成
）（5分）
（4）要推估该有机物的结构式,还需要再做什么实验（限定在高中的一般化学实验室即可做的实验.使用贵义不给分）?
（2分）
（注:
原子量H=1.008C=12.01O=16.00）
二、利用质谱仪来分析分子结构已经成现代化学重要的技术，其原理为利用电子撞击分子（M）使它产生阳离子团（M+）或分子裂解产生的阳离子团在磁场飞行的差异,而侦测各种离子，下图为氯甲烷的质谱分析。
图谱的横坐标为质量与电荷比（m/z）,从坐标为强度代表所产生粒子数的多寡。
氯甲烷的质谱分析中，m/z=15是氯甲烷经过裂解产生甲基阳离子[CH3]+的讯号，而m/z=50与52则是氯甲烷阳离子[CH3Cl]+的讯号。
利用图谱资料，说明自然界中氯的同位素为何?
且其含量比为何?
（6%）（6分）
三、实验室有一瓶酚（C6H5OH）与环已醇（C6H11OH）的混合物重97克.某学生取0.97克的样品放入50mL的水中,加入数滴的酚酞,用1.0M的NaOH溶液滴定.经加入5.0mL的1.0MNaOH溶液后,使溶液变成桃红色.于是学生取48.5克的混合物,加入3MNaOH溶液50mL,然后加入乙醚70mL,经过摇光萃取后,溶液分成两层,分离了有机层;之后再加入乙醚70mL至水层溶液萃取一次,分离后将两次萃取的有基层合并,加热将溶剂蒸发,得到的残留物中却发现还有8.5克的酚.（9%）[酚的pKa=9.95][C=12.0;H=1.0,O=16.0,Na=23.0]
（1）请问此瓶药剂中含有环已醇几克?
（3分）
（2）此分离的过程,是利用何种原理?
即学生为什么要加NaOH溶液到混合物中再用乙醚萃取?
（3分）
（3）这个分离效果非常不好,其主要原因为何?
（3分）
四、下图是两个高温超导物质的单位晶格结构（10%）
（1）决定物质A的化学式.（3分）
（2）决定物质B中Mg及B原子的氧化数.（4分）
（3）画出物质B中硼原子部分的电子点式.（3分）
第三十八届国际化学奥林匹克选训营初试题答案卷
第一部分:
选择题（占60分）
一、单选题（30%）（每题答对得3分,答错倒扣1分,共30分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
A
B
D
B
D
C
A
二、多选题（30%）（每题答对得3分,不完全对或答错不给分也不扣分,共30分）
题号
11
12
13
14
15
答案
ADE
ACD
C
任何答案都给3分
ABCD
CD
题号
16
17
18
19
20
答案
ABD
AE
BCD
ABE
CD
第二部分:
非选择题（共四大题,占40%）
（作答必须分开在下面第10-12页标明题号处作答,题目提供必要之常数与资讯,考生不得使用电子计算机,共40分）
一、（15%）
（1）空瓶重210.50g
水重745.10-210.50=534.60
烧瓶的体（容）积V=V/d=534.60/0.972=550mL
（2）
有机物的蒸气重=211.81-210.50=1.31g
大约分子量PV=gRT/M
M=（gRT）/（PV）=（1.31×82.05×365）/（730×550/760）=74.26
实验式
C=64.8%64.8/12.01=5.4
G=13.5%13.5/1.008=13.5
O=21.9%21.9/16=1.35
C:
H:
O=4:
10:
1
C4H10O
精确实验式量:
（12.01×4）+（1.008×10）+16.00=74.12
精确分子量=74.12
分子式C4H10O
（3）
C4H10O
醇
醚
（4）例如:
沸点的测定
二、（15%）
35Cl37Cl
50-15=35
52-15=37
100:
35
三、
1.0×0.005=0.005mol-酚
9.4×0.005=0.47g-酚
0.97-0.47=0.5g环已醇
0.5/100×0.97/97=0.5mol
100×0.5=50g-环已醇
（2）酚离子呈水溶性,藉以分离环已醇
（3）添加NaOH不足
3M×0.05=0.15molNaOH
但48.5g混合物中有0.25mol的酚
四、（10%）
（1）决定物质A的化学式.
Y:
1/8×8=1（corner）,
Ba:
1/4×8=2（edge）,
Cu:
3
O:
（1/2×10）+2=7
YBa2Cu3O7
（2）决定物质B中Mg及B原子的氧化数.
Mg:
（1/2×2）+（1/6×12）=3
Facecorner
MgB2
氧化数:
Mg:
+2,B:
-1
（3）画出物质B中硼原子部分的电子点式.
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