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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) (C) CuSO4(s) (D)H2SO4(l). 8.下面哪种物质在 25 ? C 最易溶于水? (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? (A) Al (B) Ag (C) Cu (D) Mg
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13.下面哪种物质存在伦敦色散力? I. CH3CH3 II. CH3OH (A) I 存在 (B) II 存在 (C) I 和 II 都存在 (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 N-H 388 ?1 ?1 ?1 (A) +283 kJ?mol (B) –283 kJ?mol (C) –393 kJ?mol (D)–455 kJ?mol?1 23.下列那种卤素单质的标准熵 S? 最大? (A) F2(g) (B) Cl2(g) (C) Br2(l) (D) I2(s) ?5 24.某化学反应在 25 ? C 时K=1 10 ,并且 K 随温度升高而增大。 根据以上描述可以
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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) y 2 2 2 2 (A) y/x (B) y /x (C) x /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 ?10 35.已知 AgCl (Ksp = 1.8 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:
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pH 14 12 10 8 6 4 2 0

5 1 0 1 5 20 25 V 0 .5 0 0 m o l/L N a O 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 2+ 38.在 225 mL 含 Ni 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 2+ 42.Cd (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 (C) 4, 0, 0, +1/2 (D)4, 2, 1, –1/2 44.下面哪种气态原子的半径最大? (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?
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(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 (D)656 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 (A) 增加 增加 (B) 增加 减小 (C) 减小 增加 (D) 减小 减小 51.下面哪种分子的偶极矩为零? (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 (B) CH3CH2CH2COOCH2CH3 (C) CH3CH2COOCH2CH2CH3 (D) CH3CH2COCH2CH2OCH3 56.下面哪种物质存在对映体? (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
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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 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 A B C B C C D C D D D D 2 7 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 B B A A D A B D B A C D 3 8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 C A C C B C B C C C A D 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 A B B A D B D B B B B B 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 C C B D A A C B A D A C

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