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2015年美国高中化学奥林匹克竞赛决赛理论试题

2015 年美国高中学生化学奥林匹克竞赛决赛
理论试题

中文译文: 乔纯杰

1.若生成 2.40L 标准状况下的 CO2 气体,需要 CaCO3 的质量为

(A) 10.7 g

(B) 21.4 g (C) 50.0 g (D) 100 g

2.阿司匹林(C9H8O4)是由水杨酸(C7H6O3)通过乙酰化按下面的反应而制得: C7H6O3 + (CH3CO)2O → C9H8O4 + CH3COOH。如果该反应的产率为 83%, 则生产 1.0 kg 阿司

匹林需要水杨酸的质量为

(A) 0.77 kg (B) 0.92 kg (C) 1.2 kg (D)1.3 kg

3.把 25.0 mL 6.0 mol/LHCl 溶液和 45.0 mL 3.0 mol/L HNO3 溶液混合。则混合溶液中[H+]为

(A) 1.9 mol/L

(B) 2.1 mol/L (C) 4.1 mol/L (D) 4.5 mol/L

4.现有 5.73 g 液态烃样品在过量的氧气中燃烧生成 17.48 g CO2。 该烃的分子式为

(A) C5H12

(B) C6H6

(C) C6H10

(D)C6H12

5.各取 3.00 g 样品分别溶于 100 g H2O 中,下面哪种溶液的沸点最高?

(A) HOCH2CH(OH)CH2OH (M =92.1)

(B) RbF (M =104.5)

(C) AlCl3 (M =133.3)

(D) TlNO3 (M =390.4)

6.硝基苯酚是一元弱酸 (pKa = 7.2) ,其共轭碱为亮黄色。 在 2.00 mL 0.0100 mol/L 的硝基

苯酚溶液中按每份 0.001 mL 加入 1.00 mol/L NaOH 溶液,监测到溶液在 485 nm 有吸收。A485

随着加入 NaOH 溶液体积的变化符合下面哪种曲线?

(A)

(B)

(C)

(D)

7.下面除哪种物质外溶于水都放热?

(A) NaOH(s)

(B) NH4NO3(s)

8.下面哪种物质在 25 ?C 最易溶于水?

(C) CuSO4(s)

(D)H2SO4(l).

(A) AgNO3

(B) CaCO3

(C) PbO

(D) ZnS

9.某同学为了标定 Na2S2O3 溶液的浓度,用一定质量的 NaIO3 溶于新制的用 HCl 酸化的 KI

溶液。下面哪种错误会导致 Na2S2O3 溶液的浓度偏高?

(A) 滴定时超过终点

(B) NaIO3 中混有 NaCl.

(C) KI/HCl 溶液配制后过夜再进行滴定 (D) Na2S2O3 ?5H2O 配制溶液前失去部分结晶水

10.把 0.1 M Ca(NO3)2 和 AgF 溶液混合的结果是

(A) 无沉淀产生,溶液呈无色

(B) 无沉淀产生,溶液有颜色

(C) 有白色沉淀产生,溶液呈无色

(D) 有有色沉淀产生,溶液呈无色

11.把元素 Si 与 O2 反应生成的化合物溶于熔融的 Na2CO3 中。该溶液用盐酸处理可以生成

什么沉淀?

(A) SiH4

(B) SiCO3

(C) SiO2

(D) SiCl4

12.某金属溶于 3.0 mol/L NaOH 溶液产生一种气体并得到无色澄清溶液。中和该无色澄清溶

液,产生一种胶状沉淀. 这种金属是什么?

-1-

(A) Al

(B) Ag

(C) Cu

(D) Mg

13.下面哪种物质存在伦敦色散力?

I. CH3CH3

(A) I 存在 (B) II 存在 (C) I 和 II 都存在

II. CH3OH (D) I 和 II 都不存在

14.下面哪种物质的标准沸点最高?

(A) CH4

(B) NH3

(C) SiH4

(D) PH3

15.把 0.50 mol H2 和 1.3 mol Ar 通入 4.82 L 的密闭容器中。若混合气的温度为 50.0 °C,则

样品中 H2 的分压为

(A) 1.5 atm

(B) 2.8 atm

(C) 7.2 atm

(D)9.9 atm

16.下面哪一对同素异形体在固态时一种是分子晶体,另一种是共价晶体?

(A) 氧气和臭氧 (B) 白磷和红磷

(C) 菱形硫和单斜硫 (D) 灰锡和白锡

17.根据下面甲醇的三态变化曲线,下面哪种说法正确?

(A) 固态甲醇的密度大于液态甲醇的密度

(B) 固体甲醇在常压下会升华

(C) 甲醇只有在压强超过 1 atm 时固、液和气共存

(D) 在 200 ?C 和 1 atm 时,甲醇是超临界流体

18.下面哪种关于体心立方晶体结构的叙述是正确的?

(A) 所有金属元素都不是体心立方晶体结构

(B) 它也可称为最密立方堆积结构

(C) 其中一个晶胞包含两个原子

(D) 离每个原子最近的原子数为 6

19.在盛有一种气体的长气球体系中,当温度由 90 ?C 降到 25 ?C 时, 那么

(A) 体系向环境释放热量,环境对系统做功 (B) 体系向环境释放热量,系统对环境做功

(C) 系统从环境吸收热量,环境对系统做功 (D) 系统从环境吸收热量,系统对环境做功

20. ?Hf?(MgO)=–602 kJ?mol?1。当 20.15 g MgO 在恒压下按照下式分解:2 MgO(s) =2 Mg(s)

+ O2(g),有多少热量转移? (A) 放出 1.20 ×103kJ 热量

(B) 吸收 6.02×102kJ 热量

(C) 放出 6.02×102kJ 热量

(D) 吸收 3.01×102kJ 热量

21.必须加多少 0.0 ?C 的冰才能把 25.0 ?C 100g H2O 冷却到 0.0 ?C? 冰的融化热为 334 J?g?1。

(A) 1.25 g

(B) 7.49 g

(C) 31.3 g

(D) 100. g

22.利用下表中的键焓 (BDE),估算反应 3 N2H4(g) = 4 NH3(g) + N2(g) 的标准焓变?H?为

化学键

BDE,kJ?mol?1

化学键

BDE,kJ?mol?1

N-N

163

N≡N

944

N=N

409

(A) +283 kJ?mol?1

(B) –283 kJ?mol?1

23.下列那种卤素单质的标准熵 S?最大?

N-H (C) –393 kJ?mol?1

388 (D)–455 kJ?mol?1

(A) F2(g)

(B) Cl2(g)

(C) Br2(l)

(D) I2(s)

-2-

24.某化学反应在 25 ?C 时 K = 1 10?5,并且 K 随温度升高而增大。 根据以上描述可以

得出什么结论?

(A) ?H? > 0 ,?S?> 0

(B) ?H? < 0 ,?S?< 0

(C) ?H?< 0 ,?S?> 0

(D) ?H?> 0 ,?S?的值不定

25.反应 2 H2(g) + 2 NO(g) → N2(g) + 2 H2O(g) 的速率 V = k[H2][NO]2. 在给定温度下, 如果

H2 浓度是原来的 2 倍 ,NO 的浓度是原来的 1/2,速率变化的结果是什么?

(A) 是原来的 1/2

(B) 不变

(C) 是原来的 2 倍

(D) 是原来的 1/8

26.某物质 X 按照二级反应分解. X 从 1.00 mol/L 降到 0.50 M 需要 0.50 h。则该溶液从 1.00

mol/L 降到 0.25 M 需要多长时间?

(A) 0.50 h

(B) 1.0 h

(C) 1.5 h

(D) 2.0 h

27.反应 H2O2(aq) + 3 I?(aq) + 2 H+(aq) → I3?(aq) + 2 H2O(l) 速率 V = k[H2O2][I?]。则 H+的反应

级数为多少?整个反应的反应级数为多少?

(A) H+为 0 级, 整个反应为 2 级

(B) H+为 1 级, 整个反应为 2 级

(C) H+为 1 级, 整个反应为 3 级

(D) H+为 2 级, 整个反应为 6 级

28.下面哪一个是化学反应速率随着温度的升高而加快的原因?

I. 在较高温度下分子之间碰撞频率较高;

II. 在较高温度下发生更剧烈的碰撞,产生的能量大于反应的活化能 Ea ;

III. 在较高温度下反应物的浓度较大。

(A) I

(B) II

(C) I 和 II

(D) I, II 和 III

29.对于可逆反应,加入催化剂对正、逆反应速率的影响是什么?

(A) 对正、逆反应速率都无影响

(B) 同等程度的加快正、逆反应速率

(C) 正反应速率加快程度大于逆反应速率加快程度

(D) 逆反应速率加快程度大于正反应速率加快程度

30.在平流层臭氧分解的机理为: O3 + Cl? → ClO? + O2 ; ClO? + O3 → Cl? + 2 O2 。

下面关于该机里的描述哪一个是正确的?

(A) Cl? 是催化剂.

(B) O2 是媒介.

(C) Cl? 的数量等于 ClO?的数量

(D) 分解的 O3 的物质的量等于生成 O2 的物质的量

31.对于反应:2SO2+O2 2SO3,下面那种描述是正确的?

I. Kc = [SO2][O2]/[SO3]

II. 恒温恒容条件下往该体系通入 O2(g) 后 Kc 的值减小.

(A) I 正确

(B) II 正确

(C) I 和 II 正确

(D) I 和 II 都不正确

32. 反应 N2(g)+2O2(g) N2O4(g)的 Kp 是多少?

反应

Kp

1/2N2O4(g)

NO2(g)

x

1/2 N2(g)+O2(g) NO2(g)

(A) y/x

(B) y2/x2

(C) x2/y2

y (D) xy2

33.下面哪种物质的电离百分数最大?

(A) 0.10 mol/L NH3 (Kb = 1.8 10?5)

(B) 0.25 mol/L HNO2 (Ka = 4.5 10?4)

(C) 1.00 mol/L HCOOH (Ka = 1.7 10?4)

(D) 2.00 mol/L CH3NH2 (Kb = 4.4 10?4)

34.0.200 mol/L C6H5COONa 溶液的 pH 是多少? ( Ka (C6H5COOH)= 6.4 10?5.)

(A) 5.25

(B) 5.40

(C) 8.60

(D) 8.75

35.已知 AgCl (Ksp = 1.8 10?10), 由于生成 Ag(NH3)2+ (Kf = 1.0 108)而易溶于氨水。在

1.00 L 溶液中溶解 0.010 mol AgCl 最少通入 多少 NH3?

(A) 0.010 mol

(B) 0.020 mol

(C) 0.095 mol

(D)0.13 mol

36.用 0.500 mol/L NaOH 溶液滴定某 100 mL 未知浓度的一元弱酸溶液,滴定曲线如图。下

面除哪一项外都是正确的:

-3-

pH 14 12

10

8

6

4

2

0 5 10 15 20 25 V
0.50 0 m o l/L N aO H

(A) 酚酞适合做该滴定的指示剂

(B) 当滴加 15 mL NaOH 溶液时形成缓冲溶液

(C) 该酸的 pKa =4.0

(D) 该酸的起始浓度为 0.10 mol/L

37.在化合物 Mg(ReO4)2 中 Re 的氧化数是多少?

(A) +4 (B) +5 (C) +6 (D) +7

38.在 225 mL 含 Ni2+的溶液中,把其中的金属镍完全沉积出来,在 5.15 A 电流作用下用了

126.5 分钟,则溶液中 Ni2+的起始浓度是多大?

(A) 3.60 mol/L

(B) 1.80 mol/L

(C) 0.900 mol/L

(D)1.50 10?2 mol/L

39.在下面的原电池中, 哪个箭头代表自发的电子流向?

(A) A

(B) B

(C) C

(D) D

40.按最小整数系数配平下面的化学方程式后,I2 (s) 的系数是多少? __ Cr2O72–(aq) + __ I–(aq) + __ H+(aq) → __ I2(s) + __ Cr3+(aq) + __ H2O(l)

(A) 2

(B) 3

(C) 4

(D) 6

41.目前锂电池是普通的可充电电子消费产品。锂用于这类电池中的主要原因是什么?

(A) 锂的电负性比镍镉电池中镍的电负性低

(B) 锂电池比普通碱性电池的毒性小

(C) 锂电池降低了化学物质泄漏的风险

(D) 锂电池的比能量高

42.Cd2+(aq)的标准还原电位是–0.402 V。某伏打电池的电池反应为:Cd(s) + 2 H+(aq) = Cd2+(aq)

+ H2(aq) 。其中[Cd2+] = 0.900 mol/L,氢气的压力为 0.975 atm。在 25 ?C 电压 E = +0.192 V. 在 半电池 H+| H2 中溶液的 pH 是多少?

(A) 3.28

(B) 3.58

(C) 6.54

(D) 7.15

43.下列哪组量子数 n、l、ml 和 ms 和砷的某个价电子相对应?

(A) 3, 0, 0, +1/2

(B) 3, 2, 1, –1/2

44.下面哪种气态原子的半径最大?

(C) 4, 0, 0, +1/2

(D)4, 2, 1, –1/2

(A) Na

(B) K

(C) Mg

(D) Ca

45.下面哪个不能表示任何基态气态原子的 P 亚层电子排布?

-4-

(A)

(B)

(C)

(D)

46.下面哪种元素的电负性和 S 最接近?

(A) O

(B) P

(C) Cl

(D) Se

47.氮原子的电离能大于氧原子,最好用

来解释?

(A) 氮原子中电子与电子之间的斥力小

(B) 氮原子中的有效核电荷多

(C) 实际上氮原子电离的是 2s 亚层上的电子,而氧原子电离的是 2p 亚层上的电子

(D) 实际上氮原子有奇数个电子,而氧原子有偶数个电子

48.断裂 1 mol H2 中的 H-H 键需要 436 kJ 的能量。能够使 H-H 单键充分断裂的光的最大波

长是多少?

(A) 122 nm

(B) 132 nm

(C) 274 nm

49.在 SeO32–的路易斯结构中,在中心原子周围的孤电子对是多少?

(A) 0

(B) 1

(C) 2

(D) 3

50.由 O2 失去一个电子得到 O2+,这样导致键长和单电子数如何变化变化?

键长

单电子数

(D)656 nm

(A) 增加 (B) 增加 (C) 减小 (D) 减小 51.下面哪种分子的偶极矩为零?

增加 减小 增加 减小

(A) HCN

(B) CH2Cl2

(C) SO2

(D)CO2

52.在甲酰胺( HCONH2) 中,哪些原子为平面三角形结构的中心原子?

(A) C

(B) N

(C) C 和 N

(D) 都不是

53.配合物 Ni(CO)4 的几何构型是什么?

(A) 四面体

(B) 正方形

(C) 跷跷板型

(D)T-型

54.下面哪种是离子化合物? I. NH2NO2

II. NH4NO3

(A) I

(B) II

(C) I 和 II

(D)都不是

55.丙酸乙酯的结构简式是什么?

(A) CH3CH2COOCH2CH3
(C) CH3CH2COOCH2CH2CH3 56.下面哪种物质存在对映体?

(B) CH3CH2CH2COOCH2CH3 (D) CH3CH2COCH2CH2OCH3

(A) 3-甲基戊烷

(B) 2-甲基戊烷

(C) 3-甲基-1-丁醇

(D)2-甲基-1-丁醇

57.下面哪种是苯和环辛四烯的不同点?

(A) 苯可与溴迅速反应而环辛四烯不能

(B) 苯中有 sp2 杂化碳原子而环辛四烯没有

(C) 苯的分子式为 CnHn 而环辛四烯不是 (D) 苯是平面结构而环辛四烯不是

58.哪种碱基存在于 RNA 中,不存在于 DNA 中?

(A) 腺嘌呤

(B) 鸟嘌呤

(C) 胸腺嘧啶

(D) 尿嘧啶

59.油脂是由

形成

(A) 1mol 甘油和 2 mol 脂肪酸

(B) 1mol 甘油和 3 mol 脂肪酸

(C) 3mol 甘油和 1mol 脂肪酸

(D) 2mol 甘油和 1mol 脂肪酸

60.在 pH 呈中性时,下面的氨基酸含疏水侧链最多的是哪个?

(A) 半胱氨酸:HSCH2CH(NH2)COOH

(B) 谷氨酸: H2NC(O)CH2CH2CH(NH2)COOH

(C) 亮氨酸:(CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH

(D) 赖氨酸:H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH

-5-

本试题适合学有余力的高中理科学生扩展知识面,了解国外高中化学教学动态。
2015 年美国国家化学奥林匹克竞赛决赛理论试题答案

1

A

2

B

3

C

4

A

5

C

6

B

7

B

8

A

9

B

10

C

11

C

12

A

13

C

14

B

15

B

16

B

17

A

18

C

19

A

20

D

21

C

22

D

23

B

24

D

25

A

26

C

27

A

28

C

29

B

30

A

31

D

32

B

33

B

34

D

35

C

36

C

37

D

38

C

39

B

40

B

41

D

42

B

43

C

44

B

45

A

46

D

47

A

48

C

49

B

50

D

51

D

52

C

53

A

54

B

55

A

56

D

57

D

58

D

59

B

60

C

-6-


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