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第27届国际化学奥林匹克竞赛试题


?



?









年第




化’ 匹 ‘“ “





届 国际 化 学 奥林 匹 克竞赛 试


吴 国庆

编译


北 京 师 范 大 学 化学 系

理 论试 题
第一 题
出土 文 物 中国古 代 青 铜 器 编 钟 的表 面 布

为 获 得 动 力 学 参 数 在 模 拟 实 验 中测 得
,

了 反应
。 。

在 一 系列 温 度 下 的反 应速率常数

满铜锈



分 析 表 明铜 锈 中有


,




根 据 下 面 给 出 的数据 回 答 如 下 问 题
?

模 拟 实验 指 出 在 空 气 和 含
, ,





一“
?

子 的 水 溶 液 的 共 同 作 用 下 生 锈 过 程 中首 先 生 成
,

一 ‘

一‘

一‘

然 后 经 两 种 可 能 途 径 生 成

写 出 计算 活 化 能 的 公 式 计 算反 应
,



实验 活 化 能








不几


?

指 明 反应



的 总 级数




物种

的单 分子 层 吸 附 为速 控 步 骤 时 式中



,

有关 物 种 的 标 准 摩 尔 生 成 吉布斯 自由能 如 下




兰 格缪 尔 吸 附 方 程 为

升,
常数
,

粤一



乙咏


为 覆盖 率 一一
?

,



为吸 附
,

,





尹,

为 吸 附组 分 的 分 压



一 一 一


假设 只 有
一 多相反 应

表 面 上 吸 附 写 出这
,


的表 观 速 率 方 程 分 别 给 出 反 应



是 一 级 和 零 级 的条 件 经 锤 打 从 而 引起
,

一 块 铜 板 被等分成


日 两块








日 性质的

差异




回 答 下 列 间题


、 、



日 设 计 一 电池

写 出反 应 程式


的配平 的化学方
一甲





电 池 电动 势 用




表达










分 别 为 右 左 半 电池 的 电极

计 算反 应 由能 变 化 △
,



的 标 准 摩 尔 吉布 斯 自


,

电势

请在答卷上 选 择正确 的


值 并 给 出选
,




择 的热 力 学 判 据



通 过 计 算 判 断 在
,
,

写 出净 电 池 反 应 式



一‘

?

的条 件 下 反

某黄 铜 中





的摩 尔分 数分别 为



的 自发 方 向

该 合 金 的结 构 跟 纯 铜 相 同 面


① 译 者 注 本 文是 竞 赛 后 译 的 第
,


届 国 际 化 学 奥 林 匹 克 国 际 评 判 团 会 议 通 过 的 英 文文 本 的 汉 文 本


为有 助
,

于 读 者理 解 原 命 题 思 想 补 充 了 被 英 文 本 删 去 的 极 各 别 内 容
、 、

又 因《化 学 教 育 》 幅有 限 在 不 影 响 理 解 的 前 提 下 原 篇
,


文本 中 的 某 些 注 意 事 项 某 些 常 数 答 卷 纸 实 验 报告 以 及 评分 标准 等 均 略去 未 译

年第


,









?

?

心 立方 最 紧密堆积

只是

原子 统计地无序
,


用上述方法在

下测定
,
?



离子
?

地 取代 了


原子



在 每 一 个 原 子 的位 置 上

的浓 度 取
, ,

样 品 溶 液 测 得 电极 电势


的 占 有率 正 比于 合 金 的组 成

?

这 就是 说










加入
,

合 金 可看 作 是 由 的密 度 为
子 半径


组成 的
一 ’。

已知合金

的 标 准 溶 液 后 电位 变 为 一

。 。



计 算 合金 的统 计 原
离 子 选 择 电极 监 测


计 算 乳 清 中的 化过 程
,

的 浓 度 这 是 一个 单 电子 变


第二 题 清 中的


可以用





离子对
亡。

测 定 的 电位选 择



乳 品 厂 生 产 的副 产 品 乳 清 中的

的含 量 乳
?



系数 为
,





,



离 子 的浓 度 一 般 在

一“





?

假 如 在 间题


的样 品溶液 中加 人

来消 除 的误 差 小 于
,

的干





扰 为使测定
下 图 给 出 的是 硝酸 根 离子选 择 电极 的校



求溶 液 允

许的
。,

值的 上 限
参考 数据



准 曲线
?



这 是 在适 当 的 酸 度 和
一 ?



离子 浓 度 为




的条件下 配 制 的










子 的 系 列 标 准 溶 液 中测 得 的

问在 上 述 条 件 下


。,



一“

用 离 子 选 择 电极 监 测 乳 清 中 的

是 否 可行


,







山 的 ,

第三题

,

一 二经基丙酮 与甘油醛


,

一 二 轻 基 丙 醛 之 间存 在 着 平 衡

静置 时 甘油
,
?

醛 可 以 自发 地 转变 成 一 种 六 元 环 的 环 状 二 聚 物




。。

红 外 图谱表 明二 聚物在



一 ’

间没 有 吸收



刁 ”。











上 述 平衡 的转 变过 程 中 存在 一 个 中 间



离子和 共存 的干 扰离 子

,

给出


物 写 出 这 个 中 间物 的 结 构 式
,



的 电极 响 应 可 以 用 选 择 系 数 反 映 出 其 相 关 性
已知

,

写 出所 生 成 的 甘 油 醛 的

投影式


,




。 火



测 定 的选 择 系 数
一 ’

并用

十 和



来表 示 它 们 的构 型
,


分 别表 示 为
,

,

,

竺 任生 一
‘ 一

不考虑 立体 化学 问题 写 出 甘 油醛 所 生 成 的二 聚 物 的结构 式








,








结 构 式 写 出 所 有具 有 对 称 中


心 的 甘 油 醛 的二 聚 体 的立 体 异 构 体






,

标 出上 述


结 构 式 中所 有
一 羚基酸 」
, ,

、。


手性 碳 原 子 的 构 型
?

式 中浓 度

的单 位是


第四题

?






可由

当乳 清 中

,

的含 量 为

,

多种 细 菌合 成
,

它 的功 能 是 细 胞 内 的 碳 源 和 储
,



含量 为


一 ’

?

一“

时 为便

能物质





测定误 差 小于

应 当选 用 下 列 哪种物 含

细 菌合成 的

,



一 经 基 丁酸

,



质 来 消除

离子 的 干 扰

重 复单 元 而 聚 合物 化学 家合 成 的



可能只含

只含 和





一和


计算
少摩尔


升 欲 测 样 品 溶 液 中需 加 入 该 银 盐 多

一 交 替 排 列 或者

无规 则 地排列









年第



在 答 卷 纸 的结构 骨 架 上 填 写 完 全 这 四 种
的类 型 的结 构 式
,


细 胞 而 在 血 管 内 皮 细 胞 中产 生 的 一 氧 化 氮 则

答卷纸 上 的 四 个结构 骨

可 舒 张 血 管 调 节血 压
写出



架 相 同 其 中之 一 如 下 所 示 轨道

分 子 轨 道 中的 最 高 占 有 电子 的
和 最 低 未 占有 电子 的轨 道
,

的符 号



,



,





,

并 用 个和 告标


























出 轨道 中 的 电子 数









指 出手 性 碳 原 子 的 构 型




的 血 管 舒 张 作 用 是 由于 它 与 一 种 含

血 红 素 的 酶 鸟 昔 酸 环 化酶 中的铁 离子配 位 而
推动 一 系 列 变 化造 成 的




已知 配 位 的



的 等 电子 体



以 下 哪 种 物 种 是铁 配 合 物 确 实 存

标 明各结构 的立 体规 正 性 全 同 间 同 或无规





在的
?







请 写 在 答卷 纸 上



中的
一 轻基丁酸

是 聚 的英 文 缩 写



,

对 神 经 细 胞 的 损 伤 作 用 是 羚基 自由 基 引起 的 它 是
,

表示 聚
,

分子 中 的重复 单 元
,



和 细 胞 产 生 的超 氧 离 子
,

提 出聚 合 物 化学 家合 成

的两 种单




结合的产物 这个 反 应 的 中间物是 过 氧亚

体 一 种 用 于 缩 聚 反应 另 一 种 用 于 属 不 同 的聚 合反 应


硝酸


不 必 涉 及 立体 化 学 问 题







聚 叩
,


,

一 轻基丁酸 可 以在不含氮 的

请 从 下 面 的 结 构 式 中选 择 该 中 间 体 的 具 有
正 确 的 键 角 的结构 式



介 质 中给 细 菌 例 如 真 养 产 碱 菌
喂食 乙酸钠来合成


乙 酸根转化为



一习

的 关键性 步 骤 是 乙 酸 根 离 子 被 辅 酶 化 生成辅酶


一戒

活化的乙酞 乙酸 在还原酶的 活化的
一 轻 基 丁酸单体

作用下得到 辅酶
一性 的


这 种 单 体 在 聚 合酶 的作 用 下 聚 合 成 具 有 立 体 专
用 结 构 式 和 箭 头 给 出这 四 个 关 键

在 腌 肉 时 加 入 亚 硝 酸钠 能 产 生
,

,

性 步骤 或一



其 中 的辅 酶 表示
,


可用缩写 的一 一


与 由蛋 白质 中解 离 出 来 的 硫 和 铁 结 合 生 成
一 〕 后 者 有 抑 菌 防腐作 用
,




箭 头 上 面 不 必 写 出酶 的名 称


一射

若 用 丁 酸钠 代 替 乙 酸 钠 作 为 唯 一 的 碳 源

线 结 构 分 析 表 明 该 离子 的 结 构 如 图所 示

来喂食细菌 得到 的主要 产 物将是
酸和

一 经 基 己 酸 的共 聚 物


轻基丁

其 结构 通 式 如 下




戎晰







用 箭头 和 结 构 式 给 出合 成 这 个 共聚 物 的各

〕 。

步反应

注 生 成共 聚物 需要两 种 不 同的单 体 上

式 中的



表 示 的两 种 单 位 的 数 目 在 答 题
,


时没 有 什么 价值

请 把 图上 的 所 有铁 原 子 涂 黑 并 从 上 至
,

第五 题



一 氧化 氮对 人体 的作用 有两 面

下用

,

,

,

标记
,



在 神 经 细 胞 内 产 生 的 一 氧 化氮会 损 伤 神 经

已 知铁 的 平 均 氧 化 态 为

试 确 定每

年第 一 期











?

?

个 铁 原子 的 氧 化 态
,

离 蛋 白质
序号

现 有 一 水溶液 含 有 下 列 蛋 白质
,

设 在 络合 物 里 的每个 铁 原 子 都 取 即 杂 化 指 出 每个铁 原子 中 〔


蛋 白质

分子 量

等 电点

电子 的 数 目



溶菌 酶
,

〕离 子 可 以 被还 原 生成 一
环 的化 合 物

核 糖 核 酸酶 一

种含




’ 一



血红蛋 白


写 出 阴离 子 〔 态


」 的结构 式

牛血清 蛋 白
一 淀粉 酶

用 阿拉伯数字 给 出每个 铁原子 的氧 化

胰 蛋 白酶

调 节溶液 的 〕 会转化为


,

将 有 三 种 蛋 白质 被


’ 一

萃取 到 胶 团 中 去 请 写 出 它 们 的序 号
,
?
?

〕 它 是 一 种致 癌 物
,

?



下 列 三 种 物 种 中哪

中可进 入 胶 团 的 三 种 蛋 白 质 若 用 下
图 的 程 序 可 以 减 少 分 离 步骤 分 离 的 结果 所 有
,


一个 被加到


原子上



被 分 离 的 蛋 白质分 别 在 水相 中 表 面 活性 剂 通 常 可用 一 个 含 极 性




图中


代表

第六 题


水相

,

代 表 含 胶 团 体 系 的有 机相

请 在方框
,

亲 水基 团 的 头 和 一 个 含 非 极 性 疏 水基 团 的 尾 的模型 来 表示 如 图所示
,



内填 入 存 在 于 体 系 内 的 蛋 白 的 序 号 在 最 左 面 的 方 框 里 应 填 入 三 种 可 被 萃 取 的 蛋 白质 的 序



卜州
一 一
,



号 并 在 箭 头 上 方 填 写 分 离 的条 件




是 一 种表 面 活性 剂 其 学 名 是 丁 二



,


一口

巨二 〕

一口


酸 二 一 一 乙 基 己 醋 磺酸钠或者 磺酸 基 丁 二
酸二
,

一口


代 表 水相
译者注

代表有机相

一 一

一 乙基 一 一

己醋钠盐

在 正 式 通 过 的试 题 中 的 蛋 白 质
,


的名 称 全 被 略 去 为 求 试 题 的 理 解 译 文根 据 原




,



稿 加 入 了 这 个 被 删 去 的 内容



” 胶 团 在原 文

分子式 为
,

中是 反 胶 团








写出

的结 构 式 并 把


填入

答 卷 纸 的 圆 圈和 方 框 内



第一 题
试剂

?







属 于 下列 表面 活性剂 中的哪一 类

未知 物 鉴 定


非 离子 型
阳离 子型

阴离子 型

浓 浓

其 它类 型
?

?

一“


辛烷 以





,


水溶液 与异 在 异 辛烷 有

?

一“

饱和
一 ”
?

的体 积 混 合 后


?



机 相 中形 成 了 胶 团 萃取 体 系

?



分子 模型 如 上 图所 示 为


仪器 试管架 问题 在
, , , ,

例 画 出 一 个 在 有 机 相 里 形 成 的胶 团 的 模 型
写出

小试 管


,

玻璃 棒

,

滴管



胶 团 内 的物 种 的 化 学 式



利用

胶 团体 系可 以 通 过 萃取 法 分

支试 管 里分 别 盛 有









年第



种 不 同 的溶液



它 们是 下 列 物 质 之 一




收集制得 的




供制备


写 出 以上 步 骤 中的 主 要 化 学 反 应

你可 以 用 提 供 给 你 的


种试 剂 中的




一 二 甘氨酸 合 铜 水 合 物 的制备

种 来 鉴 别 它 们 它 们 是 什 么 写 出所 有 的 反 应
注 未 知 物 的样 品 不 再 补充 提 供



毫 升 的烧 杯 中 用 克
。 。

毫 升水溶 在热水浴 搅拌 直至
,


解 已经称好的甘氨酸 中加 热 溶 液
沉 淀溶 解
,


第二 题

一 二 甘 氨酸 合 铜 水 合 物 的 制 备


加入

一 二甘 氨 酸合铜 水合物可 以在 约

将烧 杯 从 热 水 浴 上 取 下


尽早在 布 毫 升 的烧

下 用 氢 氧 化铜 和 甘 氨 酸 反 应 制 备



氏漏 斗 上 抽 滤

把 滤 液 转 入 一个
的乙醇


试剂
?

杯 中 加入
? ?

毫升

一“

冷 却溶 液 直 至 析 出 针 状 晶 体 约 需 钟





甘 氨酸
丙酮
?
?

乙醇


在冰 水浴 上 继 续 冷 却
,

分钟



在 布 氏漏 斗上 抽 滤 用
乙醇和水

毫升
,

一“

混 合 物洗 涤 晶体 一 次 再 用 丙酮
,

仪器

洗涤

次 每次

毫 升 以 除 去 晶 体 中残 存 的
,



烧杯
量筒 抽滤 瓶





用 刮 勺把 漏 斗 上 的 晶 体 尽 可能 地 压 干


在 表 面 皿 上 收 集 晶 体 将 所得 的产 品 连
同 表 面 皿 贴 上 标 签 交 给监考 教 师

监考 教 师 将

布 氏漏 斗 表面皿

把 产 品干 燥 后 在 你在 场 的 情 况 下 称 量产 品 的 质
量 并 记 录 在 你 的实 验报告 上


滴管


注 在 做 完 实 验 第三 题 后 你 将 会被 要 求 计



勺 公用
公用 公用


算 制 备 的产 率
第三 题
量的测定



玻 璃 搅棒 抽滤 器
热 水浴锅



?

中的 铜
?

的含

你制 备 的
用得 到 的 数 据 可 以 计 算

中 的铜
?




冰水槽
单盘夭平 温 度计

含 量 可 以 以 淀 粉为 指示 剂 用 碘量 法进行 测 定




的制 备



步骤
标准 毫 升 的水溶
样品
? 。
?

试剂


溶 液 见 标 签 上 的精 确 浓 度
?



毫 升 的烧 杯 里 用

一“

解 已经 预 先称好 的
向硫 酸 铜 溶 液 加
,

?

一 ”



的氨水

,

?

一 ”

不 断 搅 拌 直 至 生 成 的沉 淀 完 全 溶 解 得 到 蓝 紫 色 的溶 液




淀粉 溶液
,

溶液 需 标 定浓 度
,

向上 述 溶 液 加 入 液

?






仪器

毫升 使
’ 一

,

沉淀完全



滴 定管

下转第

在 布 氏漏 斗 上 抽 滤 得 到 的



水 洗 至 滤 液 中无

被检 出 为 止




,






,

年第





在 某 些 发达 国家 这些 技 能 已被列 为普教 的 内容 发 达 国 家 的 学 生 动 手 能 力较 强 其 原 因
,


我 们现 在 开 的 必 修 课 对 学 员 是 没 有 选 择

余 地 的 但 由于 学 员 多 方 面 的 差 异 课 程 内容 往
, ,

之 一 是 他 们 的 教师 和 家 长 认 识 到 了 动手 能力 的

往 不 都 适 合 他 的 需 要 对 于 这 一 矛 盾 是 否 可采
,



重 要 性 通 过 继 续 教 育 的教 学 工 作 我 感 到 了我 们在 这 方 面 的不 足 在 我院 办 的继 续教 育班 中
,




,

用 课 程 内选 修 的方法 来 解 决 开 课前 可 发 一
,





,

调 查 表 表 中 列 有 本 课 程 的教 学 计 划 和 具 体 教
,

有 一 名 学 员 在 实验 课 上 拒 绝 为 胶 塞 打 孔 还 表
示 她 从来没 干 过这 个 反 思这 件意 想 不 到 的事


学 内容 而 内容 总量 比规 定 的课 时要 多 一 些 学
,



员可 根 据 需 要 选 择 并 完成 规 定 的学 时 还 可填
,

很 难 设 想 一 个 连 胶 塞 打 孔 都 没 干 过 的教 师 会
,

上 表 中未 列 出 而 自 己 希 望 研 讨 的 问 题 以 便调
,



去重 视培 养 学 生 的动手 能力 学 生 的动手 能 力
,

整 教学计 划



我 院 在 中 学 化 学 实 验 研 究 等课
, ,
,





差 是 否 应 该 从 教 师 身上 找 些 原 因

,

程 中 已 采 用 过 类似 的 方 法 增 强 了学 习 主 动 性
, ,

为适 应 教 学 改 革 的 需 要 一 些 学 员 亲 自动
,

提 高 了 教 学 的针 对 性 和 实 效 性 调 动 了 学 员 的
积 极 性 我感 到 课 程 内选 修 的方 法 是 具 有 可 行性 的


手 设 计 实验 改 进 实 验 创 制 直 观 教具 但 由于
, ,







他 们缺 少 相 应 的 技 能 和 工 具 而 不 得 不 去 多 方 求 人 往 往 是 心 有余 而 力 不 足
, , ,







如 果 能建设 一 个
,










,

综 合技 能 实 验 室 既 能 用 于 教 师 培 训 又 可 向 教 师 开 放 为 他 们 的工 作 提 供 物 质 条 件 可 谓 一
,

口 卞 学 诚 主 编 中学 化 学 实 验 教 学 理 论 选 讲 化 学 重 点 与疑 难 实 验 研 究

,




中学

” ,



北 京 师 范大 学 出 版


举两得





对 必 修 课 实 行 课 程 内选 修 更 多 的选 择 机 会
上接第





,

以给学 员



北 京 市 中学 化 学 教 师 继 续 教 育 教 学 大 纲

,


?

移液 管

?

移液 球
烧杯 干燥 的

容量 瓶
锥形 瓶 量筒 量筒 洗瓶

步骤
?




中的 铜

的 含 量 的测

定 在一个 干燥 的

品 少于
?
?

毫 升烧 杯 里 准 确 称


精确至
,

若 你的产


克 可 从监考教 师处得到
,

但 你将 失 去

,





毫 升水和

毫 升硫 酸溶 解 样 品
,




把溶 液 转 入 将 入 毫 升水 和
,

毫 升 的容 量 瓶 中 加 水
,

稀 释 至 刻度 制成 样 品溶液

溶 液 的标 定


毫 升样 品 溶 液 移入 锥 形 瓶 加 毫 升碘 化钾
。 。


加入 升硫酸


毫 升标 准 碘 酸 钾 溶液 移入 一 个 毫 升水 毫升 溶液
,

毫 升 的锥 形 瓶 中

立 即 用 标 定 的硫 代 硫 酸 钠 溶液 滴 定 在 毫

达 终点 前 当溶 液 的颜 色 转 为 浅 黄色 时 加 入 毫 升淀 粉 溶 液 和 毫 升硫 氰 酸 钱溶 液
。 。

继续滴

用 硫代硫 酸钠 溶液 滴 至 终点前溶液 的

定至 蓝色恰好褪去 重 复步骤

颜色转为浅黄色 加入
,

毫 升 淀 粉溶 液 继 续 滴
步骤






两次



定至 蓝 色 恰好 消失



填写 实验 报 告

。 ?

计 算制 备 实 验 的 产 率
的含 量 以 及 值



重复 上述



中 的铜


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