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2005美国国家化学奥林匹克化学竞赛初试试题[1]


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2005 美国国家化学奥林匹克化学竞赛,初试试题
整篇试题包括 60 道单项选择题,学生可以使用非编程计算器。试题第二页提供了元素周期 表和一些有用的信息 考试时间:60 题——110 分钟 缩写和符号: 缩写和符号 安培 标准大气压 原子单位 摩尔原子质量 阿伏加德罗常数 摄氏度

厘前缀 库仑 电压 活化能 焓 熵 平衡常数 A atm u A NA
° C

常数 F M G v R g Cp h J K k L m 公式 克分子量 物质的量 摩尔质量 摩尔 普朗克常数 压强 速率常数 稳定常数 秒 开氏温度 时间 伏特 m M M mol h P k Rf s T t V
R = 0.0821 L· atm· mol · K
-1 -1 -1 -1

法拉第常数 分子量 自由能 频率 气体常数 克 热容 小时 焦耳 开尔文 千前缀 升 毫前缀

R = 8.314 J· mol · K

-1

-1

1 F = 96,500 C· mol
-1 23

c C E Ea H S K

1 F = 96,500 J· V · mol NA = 6.022?10 mol h = 6.626?10 J· s?
-34

c = 2.998?10 m· s ?
8 -1

0° C = 273.15 K 1 atm = 760 mmHg

E?E ?

RT ln Q nF

? ??H ?? 1 ? ln K ? ? ?? ? ? constant ? R ?? T ?

?k ? E ? 1 1 ? ln ? 2 ? ? a ? ? ? ? k1 ? R ? T1 T2 ?

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1.将 6M 的盐酸滴加到一种未知的白色固体上产生无色气体。这种白色固体可能是什么? (A) 硝酸钙 (B) 氯化铜 (C) 硫酸钾 (D) 碳酸钙 2.碘固体在大气中加热首先发生什么变化? (A) 固体熔化 (B) 固体升华 (C) 分解成原子 (D) 颜色变深 3.两种纯净的有机物分别在 112° C 和 114° C 熔化,请问,当两种物质等量混合后,混合物的
熔点是多少?

(A) 低于 112° C (C) 在 112° C 和 114° C 之间

(B) 正好 112° C (D) 高于 114° C

4.为什么在气压计中使用的是水银(而不是水)?

(A) 水银密度比水大得多 (B) 水银沸点比水高 (C) 水银的化学活性比水小 (D) 水银在气压降低时扩散开来,而水相反 5.下列两种固体各 0.1g,氯化铅和氯化银,如何将它们鉴别开来? (A) 分别加入`10mL 冷水,AgCl 溶解 (B) 分别加入 10mL 热水,PbCl2 溶解 (C) 分别加入 10mL NaCl 溶液,PbCl2 会变热并且释放出氯气 (D) 分别加入 10mL 氯化锌溶液,AgCl 溶液会变成金属银 6.下列各图中哪个是加热液体的正确方法?

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7.一个水分子的质量是多少克?

(A) 18 (C) 3.0??????? ?

?

?

?

?

(B) 1.1?????? (D) 1.7??????

8.如图,如果说图中实心小球是 N2,空心小球是 O2,那么这些 气体混合物可以反应生成多少分子 NO2

(A) 4 分子 (C) 6 分子

(B) 5 分子 (D) 8 分子

9.一种只含有硫化亚铁一种硫化物的矿石,与过量盐酸反应制 备硫化氢。如果 3.15g 矿石产生了 448mL 硫化氢气体(S.T.P.), 问矿石中硫化亚铁的质量百分数是多少?

(A) 20.4 (B) 35.5 (C) 55.8 (D) 71.0 10.天然铊有两种稳定同位素,Tl-203 和 Tl205(原子量分别为 203.0 和 205.0),铊的相对原 子质量是 204.4。问 Tl-205 的丰度是多少? (A) 14.0% (B) 30.0% (C) 50.0% (D) 70.0% 11.15.5gN2O4 和 4.68gN2H4 反应,最多可以生成多少克 NO?

2N2O4 +N2H4 ? 6NO+2H2O
(A) 4.38 (B) 5.04 (C) 15.2 (D) 26.2 12.中和 25.0 mL 0.145M KOH 需要多少体积 0.108M 的 H2SO4? (A) 16.8mL (B) 33.6mL (C) 37.2mL (D) 67.1mL 13.27° C,760mmHg 下的气体混合物,含有 He,H2,N2 和 CO2 各 1g,试比较他们的平均扩
散速度。
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(A) He = H2 = N2 = CO2 (B) CO2 < H2 = N2 < He (C) He < H2 < N2 < CO2 (D) CO2 < N2 < He < H2 14.一 2L 密闭容器质量为 1050.0g,在 800mmHg 下充入一种未知气体,质量变为 1052.4g, 请问该未知气体的摩尔质量是多少(g?mol-1)? (A) 28 (B) 31 (C) 54 (D) 56 15.750mmHg,22° C 条件下,用排水法收集的 0.100mol N2 和 0.200mol O2 混合气体。请问 收集的混合气体中 O2 的分压是多少(mmHg)? (A) 478 (B) 485 (C) 500 (D) 515 16.一种固体不溶于水,不导电,在 1000° C 以下也不熔化。这种固体可能是什么? (A) Pt (B) SiC (C) CsCl (D) C10H22 17.下列两组性质,那些是随温度升高而变大的? Ⅰ 蒸气压 Ⅱ 表面张力 (A) Ⅰ (B) Ⅱ (C) Ⅰ和Ⅱ (D) Ⅰ、Ⅱ都不是 18.照这个相图,下列说法哪个是正确的? (A) 该固体在 1 个标准气压下升华 (B) 它的正常沸点高于 300K (C) 它在标况下是液态的 (D) 该物质固态密度小于液态密度

19.下列哪个方程式表示了 B5H9(g)在 298K,1 atm 的标准生成焓,Δ Hf ?
?



(A) 5B(s)+9H(g) ? B5 H9 ( g ) (C)
5 2

(B) 2B(s)+3BH3 (g) ? B5 H9 ( g ) (D) 5B(s)+ 9 2 H2 (g) ? B5 H9 ( g )

B2 (s)+ 9 2 H2 (g) ? B5 H9 ( g )

20.对于方程 C2H6 (g)+ 7 2 O2 (g) ? 2CO2 (g)+3H2O(g)

?H ? ?1427.7kJ ,若 H2O 的

标准气化热是 44kJ/mol,那么这个反应在生成物是水的条件下Δ H?是多少?

(A) -1295.7kJ (C) -1471.7kJ
(热容(J?g ?° C ):Au
-1 -1

(B) -1383.7kJ (D) -1559.7kJ
0.129 H2O 4.18)

21.一只金指环重 3.81g 加热到 84.0° C,然后投入 50.0g 22.1° C 的水中,求最后的温度。

(A) 22.2° C (C) 26.5° C
(ΔHf?(kJ?mol ): H2O(g)
-1

(B) 24.0° C (D) 53.1° C
-241.8)

22.计算0° C ,1 atm 条件下11.2L氢气燃烧生成水的焓变,ΔH。

(A) -60.5kJ

(B) -121kJ
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(C) -484kJ
23.下列哪个反应有最大的焓变?

(D) -2710kJ (B) Br2 (l)+F2 (g) ? 2BrF(g)

(A) H2 (g)+O2 (g) ? H2O2 (l)

(C) Cu 2+ (aq)+Zn(s) ? Cu(s)+Zn 2+ (aq) (D) 4NH3 (g)+7O2 (g) ? 4NO2 (g)+6H2O(g)
24.对于反应 N2H4 (l) ? N2 (g)+2H2 (g)

?H ? ?50.6kJ ,它是:

(A) 在任何温度下自发的 (B) 在任何温度下都是不自发的 (C) 在低温下自发进行的 (D) 在高温条件下自发反应 25.下列说法中哪个不能影响不可逆反应的速率: (A) 加入催化剂 (B) 移除产物 (C) 提高温度 (D) 减小反应试剂的浓度 26.氨氧化生成氮气和水的反应方程式如下:

4NH3 (g)+3O2 (g) ? 2N2 (g)+6H2O(g)
N2在一定温度条件下的生成速率是3.0 mol?L ?s ,那么O2消失的速率是多少?
-1 -1

(A) 2.0 mol?L-1?s-1 (C) 4.5 mol?L-1?s-1
-1 -1

(B) 3.0 mol?L-1?s-1 (D) 9.0 mol?L-1?s-1 (B) L?mol-1 (D) L-2?mol-2?s-1
-

27.二级反应的反应速率用 mol?L ?s 来表示,那么它的速率常数的单位是什么?

(A) s-1 (C) L?mol-1?s-1
28.对于反应: (CH3 )3CBr(aq)+OH

(aq) ? (CH3 )3COH(aq)+Br- (aq) ,研究表明,只用
-

一半浓度的 (CH3 )3CBr ,反应速率减半,而 OH 浓度减半对反应速率没有影响。这个反 应的反应速率怎么表示?

(A) Rate=k[(CH 3 )3CBr] 2 [OH ] (C) Rate=k[(CH3 )3CBr]
1 2

1

-

(B) Rate=k[(CH3 )3CBr]2[OH- ] (D) Rate=k[(CH3 )3CBr]

29.催化剂提高反应速率是因为: (A) 移动平衡 (B) 增加活化能 (C) 降低活化能 (D) 提供另一条反应路径 30.一个反应的活化能可以由以下哪个条件变化时测得的两个反应速率求得: (A) 温度 (B) 催化剂浓度 (C) 反应物浓度 (D) 反应进行的不同时间 31. 2SO2 (g)+O2 (g)

2SO3 (g) ?H<0 ,下列哪些变化会使平衡时 SO3(g)的量增加。

Ⅰ. 提高温度 Ⅱ. 缩小容器的体积 Ⅲ. 充入 He 来增加压强
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(A) Ⅰ (C) Ⅰ和Ⅲ 32.下列反应的平衡常数如何表示? (A) K=

(B) Ⅱ (D) Ⅱ和Ⅲ

2[SO2 ] 3[O2 ]

(B) K=

[SO2 ]2 [O2 ]3

2[ZnO][SO2 ] (C) K= 3[ZnS][O2 ]

[ZnO]2 [SO2 ]2 (D) K= [ZnS]2 [O2 ]3

33.0.0015 M 的硝酸溶液的 pH 值是多少? (A) 1.41 (B) 2.82 (C) 5.65 (D) 11.18 -4 + -3 34.一份甲酸(Ka=1.7?10 )溶液,[H ]=2.3?10 。甲酸的浓度是多少(mol?L-1)? (A) 7.2?10-2 (B) 3.1?10-2 (C) 5.3?10-6 (D) 3.9?10-7 35.HA 的缓冲溶液,[HA]=4.0?10-2,[A-]=2.0?10-6,那么[H+]是多少? (A) 1.5?10-6 (B) 3.0?10-6 -6 (C) 6.0?10 (D) 3.8?10-3 36.下列化合物按水中的溶解度由小变大的顺序是?

K sp : BaCO3 CaCO3

2.6 ?10-9 4.9 ?10-9

BaSO 4 CaSO 4

1.1?10-10 7.1?10-9

(A) BaCO3,BaSO4,CaCO3,CaSO4 (C) CaSO4,CaCO3,BaCO3,BaSO4 37.下列变化哪个是氧化反应 (A) BrO- ? Br2 (C) Cr3+ ? CrO42? 38、39 题需要用到下述反应(未配平)

(B) BaSO4,CaCO3,CaSO4,BaCO3 (D) BaSO4,BaCO3,CaCO3,CaSO4 (B) NO2 ? N2O4 (D) VO3? ? VO2?

ClO3- +Br - ? Cl2 +Br2
38.哪个是还原剂 (A) ClO3(C) Cl2 39.方程式配平后,Br-/ClO3-是多少? (A) 1/1 (C) 3/1 40、41 题需要用到下述标准电极电势: 半反应 (B) Br(D) Br2 (B) 2/1 (D) 5/1 E?(V)

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Zn 2+ ( aq ) + 2e- ? Zn(s) Cr (aq)+e ? Cr (aq)
3+ 2+

-0.763 -0.408 -0.336 ? 0.161 ? 0.769

Tl+ (aq)+e- ? Tl(s) Cu 2+ (aq)+e- ? Cu + (aq) Fe3+ (aq)+e- ? Fe2+ (aq)
40.用标准电极电势计算下列电池反应的电动势:

Zn(s)+2Tl+ (aq) ? Zn 2+ ( aq) + 2Tl(s)
(A) 0.427V (B) 0.091V (C) -0.091V (D) -0.427V 41.根据上述电极电势,下列反应哪些是自发的?

Ⅰ. Cr 2+ (aq)+Fe3+ (aq) ? Cr 3+ (aq)+Fe2+ (aq) Ⅱ. Cu 2+ (aq)+Fe2+ (aq) ? Cr + (aq)+Fe3+ (aq)
(A) 只有Ⅰ (B) 只有Ⅱ (C) Ⅰ、Ⅱ都行 (D) Ⅰ、Ⅱ都不行 42.如图所示,AgNO3、CuSO4 和 AuCl3 在橱中 被电解。如果在所有离子全部沉淀前停止 电 解,Ag、Cu 和 Au 析出的物质的量的比较是如下 哪个关系? (A) nAg = nCu = nAu (B) nAg < nCu < nAu (C) nAg > nCu > nAu (D) nAg = nCu > nAu 43.下列哪一组量子数(n、l、ml、ms)是不符合量子力学规律的? (A) 1,0,0,1/2 (B) 2,1,-1,-1/2 (C) 3,3,1,-1/2 (D) 4,3,2,1/2 44.气态铁原子基态时有多少个未成对电子? (A) 6 (B) 4 (C) 2 (D) 0 45.原子中电子的排布方式证据的发现是从下列哪种研究中获得的? (A) 同位素 (B) 放射性 (C) 化学计量学 (D) 原子光谱 46.下列关于原子及它们的离子半径的描述正确的是: (A) 阳离子比原子小,而阴离子最大 (B) 阳离子,阴离子都小于它们的原子 (C) 阳离子、阴离子都比它们的原子大 (D) 阳离子大于原子,阴离子最小 47.Li,Be,B,Na 四种原子按半径从小到大的顺序是下述哪个? (A) Li,Be,B,Na (B) Li,Na,B,Be (C) Na,Li,Be,B (D) B,Be,Li,Na 48.下列哪种衰变可以产生原子序数更大的子代原子: (A) α (B) β (C) γ (D) β +
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49.下列原子团中心原子没有满足 8 隅体规则的是哪个? (A) BF4(B) NCl3 + (C) PCl4 (D) SF4 50.下列每组分子都是极性分子的是: (A) CO2、H2O (B) BF3、PCl3 (C) SO2、SCl2 (D) CS2、NO2 51.亚硝酸根离子可以表述成下述结构:

那么,下列表述哪个可以做为 NO2-的共振式表述 Ⅰ Ⅱ (A) 只有Ⅰ (B) 只有Ⅱ (C) Ⅰ、Ⅱ都行 (D) Ⅰ、Ⅱ都不是 52.下列关于 CS2 的稳定 Lewis 结构的描述,哪个是正确的? (A) 没有孤对电子 (B) 所有的键都是双键 (C) 中心原子没有满足八隅体结构 (D) 其中一个硫原子是该结构的中心原子 53.键长由小到大,下列哪个序列是正确的? (A) N2、O2、F2 (B) N2、F2、O2 (C) O2、N2、F2 (D) F2、O2、N2 54.下述哪个分子含有3个?键和?个? 键?? (A) C2H2 (B) C2H4 (C) C2H6 (D) C3H4 55.下列哪个分子是 1-丁醇的同分异构体? (A) 1-丙醇 (B) 丁酮 (C) 1-氯丁烷 (D) 二乙醚 56.下列哪个化合物是醛? (A) CH3OCH3 (B) CH3CHO (C) CH3COOH (D) CH3COOCH3 57.二溴代苯(C4H4Br2)有多少种同分异构体? (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 58.这个化合物叫什么名字? (A) 2-异丙基-1-丁烯 (B) 2,3-二甲基-2-己烯 (C) 2-甲基-3-异丙基-1-丁烯 (D) 2,3,4-三甲基-戊烯

59.图中 1、2、3 号碳原子的杂化类型分别是什么? (A) sp3,sp,sp2 (B) sp2,sp,sp2 (C) sp2,sp2,sp3
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(D) sp2,sp2,sp2 60.鸡蛋白凝固时,蛋白质怎么了? (A) 浓缩 (C) 水解 That’s all
答案:

(B) 变性 (D) 聚合

1. D 2. B 3. A 4. A 5. B 6. D 7. C 8. D 9. C 10. D 11. C 12. A 13. D 14. A 15. B 16. B 17. A 18. D 19. D 20. D 21. A 22. B 23. B 24. A 25. B 26. C 27. C 28. D 29. D 30. A

31. B 32. B 33. B 34. B 35. C 36. D 37. C 38. B 39. D 40. A 41. A 42. C 43. C 44. B 45. D 46. A 47. D 48. B 49. D 50. C 51. A 52. B 53. D 54. A 55. D 56. B 57. C 58. D 59. D 60. B

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