2011年美国国家化学奥林匹克竞赛决赛试题及答案

12011年美国国家化学奥林匹克竞赛决赛理论试题翻译：河南省太康县第一高级中学乔纯杰【说明】：1.本试题分为两个部分，学生可以使用非编程计算器。2.考试时间：第Ⅰ部分90分钟，第Ⅱ部分105分钟，共3小时15分钟。缩写和符号常数安培A法拉第常数F克分子量mR=8.314J·mol-1·K-1R=0.0821L·atm·mol-1·K-11F=96,500C·mol-11F=96,500J·V-1·mol-1NA=6.0221023molh=6.62610-34J·sc=2.998108m·s-10°C=273.15K1atm=760mmHg标准大气压atm分子量M物质的量M原子单位u自由能G摩尔质量M摩尔原子质量A频率v摩尔mol阿伏加德罗常数NA气体常数R普朗克常数h摄氏度°C克g压强P厘前缀c热容Cp速率常数k库仑C小时h稳定常数Rf电压E焦耳J秒s活化能Ea开尔文K开氏温度T焓H千前缀k时间t熵S升L伏特V平衡常数K毫前缀m公式ElnRTEQnF1lnconstantHKRT211211lnaEkkRTT第Ⅰ部分1.下面哪种固体不与少量的3MHNO3反应？(A)碳酸钙(B)硫化锰(C)亚硫酸钾(D)氯化银2．一种金属在隔绝空气的条件下溶于稀盐酸得灰绿色溶液，放置在空气中一段时间变为黄色。这种金属可能是：(A)铁(B)锰(C)镍(D)钒3．汞和水在玻璃管中的现象如下图所示。使二者现象不同的最主要原因是：汞水(A)密度(B)摩尔质量(C)表面张力(D)粘度4．分离含U-235与U-238的化合物可以通过__法。(A)蒸馏(B)扩散(C)分步结晶(D)纸色谱5．材料安全数据表显示化学品的哪类信息？Ⅰ急救措施Ⅱ处理和储存提示(A)Ⅰ(B)Ⅱ(C)Ⅰ和Ⅱ(D)Ⅰ和Ⅱ皆无26．一25.00mL的容量瓶质量为20.340g，当其中一部分填入一金属球时，其质量为119.691g。然后在容量瓶中加入甲醇（d=0.791g·cm-3）至25.00mL刻度线，此时容量瓶的总质量为130.410g。金属的密度为(A)6.96g·cm-3(B)8.68g·cm-3(C)9.27g·cm-3(D)11.7g·cm-37．某溶液中含有Ag+、Ba2+和Ni2+，以下列哪种顺序滴加NaCl、Na2S和Na2SO4稀溶液可以分别把三种阳离子沉淀出来？(A)Na2S,Na2SO4,NaCl(B)Na2S,NaCl,Na2SO4(C)Na2SO4,Na2S,NaCl(D)NaCl,Na2SO4,Na2S8．现有10.00g含C、H、O三种元素的化合物样品，完全燃烧生成14.67gCO2和6.000gH2O。此化合物的实验式是什么？(A)CHO(B)CH2O(C)CH2O2(D)C2H4O9．把34.0g葡萄糖（C6H12O6,M=180.2）溶于64.0g水所制得溶液的摩尔浓度是多少？(A)0.0533moL·L-1(B)0.200moL·L-1(C)0.360moL·L-1(D)3.12moL·L-110．下面哪种溶液的凝固点最低？(A)0.30mC2H5OH(B)0.25mKNO3(C)0.20mCaBr2(D)0.10mFeCl311．元素E和氧气反应可制得EO2。实验证明16.5g元素E和过量的氧气反应可制得26.1gEO2,则该元素是(A)锰(B)镍(C)硫(D)钛12．乙醇（C2H5OH,M=46）和甲醇（CH3OH,M=32）混合可形成一种理想溶液。等质量的乙醇和甲醇混合所得溶液的蒸汽压是多少(乙醇和甲醇的蒸汽压分别为44.5mmHg和88.7mmHg)？(A)113mmHg(B)70.6mmHg(C)66.6mmHg(D)44.5mmHg13．在一个5L的真空瓶中充入25.5gNH3和36.5gHCl,计算85℃时两种化合物完全反应后瓶内的压强。NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)(A)2.94atm(B)5.88atm(C)8.82atm(D)14.7atm14．下面哪些纯样品显示氢键？ⅠCH3OHⅡCH3NO2ⅢCH3CN(A)Ⅰ(B)Ⅰ和Ⅱ(C)Ⅱ和Ⅲ(D)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ15．某气体样品在300K时分子的平均速率为500m/s。升高温度至该样品分子的平均速率为1000m/s，则新温度为多少？(A)420K(B)573K(C)600K(D)1200K16．下面哪种化合物的沸点最低？(A)HF(B)HCl(C)HBr(D)HI317．在六方密堆积固体中每个原子的配位数为多少？(A)4(B)6(C)8(D)1218．冰和水有多种不同的存在形式，这些不同的存在形式取决于温度和压力的不同。部分冰Ⅰ、冰Ⅲ和液态水的相图如下。下面关于以上三态的叙述正确的是哪个？温度压力冰冰液态ⅠⅢ(A)液态水比冰Ⅰ或冰Ⅲ的密度大(B)冰Ⅰ比冰Ⅲ或液态水的密度大(C)冰Ⅲ比冰Ⅰ或液态水的密度大(D)冰Ⅰ和冰Ⅲ的密度相等且大于液态水19．自发反应总是(A)反应完全(B)反应快(C)包含相变(D)释放能量或系统的熵值增加20．甲醛和甲酸的标准燃烧焓分别为-563KJ/moL和-270KJ/moL,则下面反应的标准焓变△H○为多少？HCHO(g)+1/2O2(g)→HCOOH(l)(A)-833KJ·moL-1(B)-293KJ·moL-1(C)293KJ·moL-1(D)833KJ·moL-121．下面反应的标准焓变是多少？TiCl4(g)+2H2O(l)→TiO2(s)+4HCl(g)(A)298KJ·moL-1(B)22KJ·moL-1(C)12KJ·moL-1(D)-264KJ·moL-122．溴的标准蒸发焓△H○vap=31KJ·moL-1。如果Br2(g)和Br2(l)的标准熵值Sо分别为245J·moL-1·K-1和153J·moL-1·K-1，则Br2(l)的正常沸点是多少？(A)340K(B)200K(C)130K(D)70K23．当MgO和H2O在25℃和1atm下反应时，其体积变化是-4.6mL·moL-1。MgO(s)+H2O(l)→Mg(OH)2(s),此反应的△H—△E的值是多少？(A)-4.7×10-1J·moL-1(B)-4.7×102J·moL-1(C)4.7×102J·moL-1(D)4.7×10-1J·moL-124．对于Ag2SO4的溶解，在25℃其△H○=31KJ·moL-1，△Sо=-34.9J·moL-1·K-1。此温度下Ag2SO4的Ksp值是多少？(A)5.0×10-2(B)7.6×10-4(C)5.3×10-4(D)1.1×10-525．一刚性容器充有等摩尔的N2和H2气体时，其总压为10.0atm。气体按下式反应：N2+3H22NH3。如果气体总压下降速率为0.20atm·S-1,则此容器中N2的分压变化速率是多少？(A)以0.40atm·S-1的速率下降(B)以0.30atm·S-1的速率下降物质种类TiCl4(g)H2O(l)TiO2(s)HCl(g)△H○fKJ·moL-1-763-286-945-924(C)以0.20atm·S-1的速率下降(D)以0.10atm·S-1的速率下降26．某反应符合速率公式：V=K[A]2[B]。下面哪组数据与此发现相符？(A)A(B)B(C)C(D)D27．对于某个化学反应，其比速率常数可以通过在两种不同的温度下作图确定如下。图中直线斜率和反应的活化能Ea是什么关系？1/TlnK(A)斜率=Ea(B)斜率=-Ea(C)斜率=-Ea/R(D)斜率=Ea×R28．关于反应2NO(g)+Cl2(g)→2NOCl,下面能够使NO和Cl2两种分子顺利反应的是什么？Ⅰ合适的取向Ⅱn(NO)/n(Cl2)=2Ⅲ足够的碰撞能(A)Ⅱ(B)Ⅰ和Ⅲ(C)Ⅱ和Ⅲ(D)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ29．蔗糖溶于水，在酸催化下按反应C12H22O11+H2O→2C6H12O6水解，反应速率符合公式：V=k[C12H22O11]。若在一定浓度的酸催化下3.00g蔗糖在2.50小时内减少到2.70g，此反应在与此相同条件下的半衰期是多少？(A)12.5小时(B)16.4小时(C)23.7小时(D)37.9小时30．对于反应H2(g)+ICl(g)→HCl(g)+I2(g),一种可能的机理如下：H2(g)+ICl(g)→HICl(g)+H(g)慢H(g)+ICl(g)→HCl(g)+I(g)快HICl(g)→HCl(g)+I(g)快I(g)+I(g)→I2(g)快此反应的中间产物包括哪些?(A)HICl(B)I(C)HICl和H(D)HICl、H和I31．假定某一反应A+B→C+D在25℃时的平衡常数不超过1.0，当温度升高到45℃时减小35％。根据上述信息判断下面叙述一定正确的是(A)反应的△H○是负值(B)反应的△S○是正值(C)25℃反应的△G○为负值(D)45℃反应的△G○为零32．恒容条件下进行的反应：2SO2+O22SO3,SO2和O2的起始浓度分别为2.0M和1.5M。[A],mol·L-1[B],mol·L-1速率，mol·L-1·S-1已知0.0100.0101.2×10-4A0.0100.0202.4×10-4B0.0200.0106.0×10-4C0.0200.0204.8×10-4D0.0100.0204.8×10-45反应达到平衡时O2的浓度为0.80M。此反应的Kc值是多少？(A)6.8(B)2.9(C)0.34(D)0.1533．下列关于弱酸在水中的电离百分率的叙述正确的是哪个?Ⅰ电离百分率随酸的电离常数的增大而增大Ⅱ电离百分率随酸浓度的减小而增大(A)Ⅰ(B)Ⅱ(C)Ⅰ和Ⅱ(D)Ⅰ和Ⅱ都不正确34．25.0mL1.00×10-3MHNO3溶液和25.0mL1.00×10-3MNH3溶液混合，混合后溶液的pH为多少？Kb(NH3)=1.8×10-5(A)4.02(B)6.28(C)7.72(D)9.9835．在375℃时合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的Kc值为1.2，则此温度下的Kp值为多少？(A)4.1×10-8(B)4.2×10-4(C)1.3×10-3(D)3.4×10336．用每升溶液中溶解溶质的克数计算Ca(OH)2的溶解度。[Ksp=8.0×10-6](A)5.9×10-4(B)2.0×10-2(C)0.93(D)1.537．下面化学反应方程式按最简整数比配平后Zn的系数是多少？Zn(s)+H+(aq)+NO3–(aq)→Zn2+(aq)+N2O(g)+H2O(l)(A)2(B)4(C)6(D)838．当下面给出的标准电化学电池发生化学反应时会发生哪些变化？Zn(s)︱Zn2+(aq)‖Sn2+(aq)︱Sn(s)还原半反应E○[伏特,298K]Sn2+(aq)+2e-→Sn(s)—0.136Zn2+(aq)+2e-→Zn(s)—0.763Ⅰ电子通过外电路由Zn移向SnⅡZn2+(aq)的浓度增加Ⅲ电压由负值升高到零(A)Ⅰ和Ⅱ(B)Ⅰ和Ⅲ(C)Ⅱ和Ⅲ(D)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ39．化学反应C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)的△G○=-2.108×103KJ·moL-1。若燃料电池的E○基于此反应，则其标准电极电势是多少？(A)1.09V(B)2.18V(C)4.37V(D)21.8V40．用Pt电极电解滴有几滴酚酞试液的Na2SO4溶液有什么现象发生？(A)阳极溶液由无色变为粉红色而阴极溶液保持无色(B)阴极溶液由无色变为粉红色而阳极溶液保持无色(C)阳极溶液由粉红色变为无色而阴极溶液保持粉红色(D)阴极溶液由粉红色变为无色而阳极溶液保持粉红色41．在电流为12A时用Ni(NO3)2溶液镀镍，阴极析出Ni(s)和H2(g)。若析出Ni(s)的电流效率为62％，则45分钟内在阴极上能镀上多少克镍？(A)0.10(B)6.1(C)9.9(D)12642．在25℃用银-氯化银电极浸入0.800M的KCl溶液，计算该电池的电动势E。[Ag++e-→Ag,E○=0.799