2004年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题

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1、2004年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题第一题（6分）选取表1中的合适物质的字母代号（A～H）填人相应标题（①一⑧）后的括号中（单选），并按要求填空。表1字母所代表的物质ABCDEFGHNO2+NON2O3N2H4NH3N2O4H2N2O2NH2OH①（）不是平面分子，其衍生物用作高能燃料。②（　）存在两种异构体，其中一种异构体的结构为　　　　　　　　　。③（　）具有线型结构，Lewis结构式中每个键的键级为2.0。④（　）是无色的，平面分子，它的一种等电子体是　　　　　　　　　。⑤（　）既有酸性，又有碱性，可作制冷剂。⑥（　）既

2、有酸性，又有碱性；既是氧化剂，又是还原剂，主要做　　剂。⑦（　）是顺磁性分子。⑧（　）水溶液会分解生成N20,反应式为　　　　　　　　　　　　　　。第二题（6分）图1是元素的△fGm/F一Z图，它是以元素的不同氧化态Z与对应物种的△fGm/F在热力学标准态pH=0或pH==14的对画图。图中任何两种物种联线的斜率在数值上等于相应电对的标准电极电势ψA或ψB，A、B分别表示pH＝0（实线）和pH＝14（虚线）。上图中各物种的△fGm/F的数值如表2所示。表2各物质的△fGm/FAX-X2HXOHXO2XO3-XO4-F-3.060//

3、//Cl-1.3601.614.917.329.79Br-1.0601.60/7.6011.12I-0.5401.45/5.979.27BX-X2XO-XO2-XO3-XO4-F-3.060////Cl-1.3600.401.722.383.18Br-1.0600.45/2.614.47I-0.5400.45/1.012.411．用上表提供的数据计算：ψA（IO3-/I-）ψB（IO3-/I-）ψA（ClO4-/HClO2）2．由上述信息回答：对同一氧化态的卤素，其含氧酸的氧化能力是大于、等于还是小于其含氧酸盐的氧化性。3．溴在自然

4、界中主要存在于海水中，每吨海水约含0.14kg溴。Br2的沸点为58.78℃；溴在水中的溶解度3.58g/100gH20（20℃）。利用本题的信息说明如何从海水中提取Br2，写出相应的化学方程式，并用方框图表达流程。第三题（6分）过氧乙酸是一种广谱消毒剂，可用过氧化氢与乙酸反应制取，调节乙酸和过氧化氢的浓度可得到不同浓度的过氧乙酸。过氧乙酸含量的分析方法如下：准确称取0.5027g过氧乙酸试样，置于预先盛有40mLH20、5mol3mol/LH2SO4溶液和2～3滴1mol/LMnSO4溶液并已冷却至5℃的碘量瓶中，摇匀，用0.02

5、366mol/LKMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅粉色（30s不退色），消耗了12.49mL;随即加人10mL20％KI溶液和2～3滴（NH4）2MoO4溶液（起催化作用并减轻溶液的颜色），轻轻摇匀，加塞，在暗处放置5min～10min，用0.1018mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，接近终点时加人3mL0.5％淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，并保持30s不重新显色，为终点，消耗了Na2S2O323.61mL。1．写出与测定有关的化学方程式。2．计算过氧乙酸的质量分数（要求3位有效数字；过氧乙酸的摩尔质量为76.05g/mol）。

6、3．本法的KMnO4滴定不同于常规方法，为什么？4．简述为什么此法实验结果只能达到3位有效数字。5．过氧乙酸不稳定，易受热分解。写出热分解反应方程式。第四题（8分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。1．写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。2．若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。3．假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳一碳平均键长为140pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成

7、一个大环轮烯分子，请画出该分子的结构。π电子在环上运动的能量可由公式给出，式中h为普朗克常数（6.626×10-34J·s），me是电子质量（9.109×10-31kg），l是大环周边的长度，量子数n=0，士1，士2，…计算电子从基态跃迁到第一激发态需要吸收的光的波长。第五题（6分）氢是重要而洁净的能源。要利用氢气作能源，必须解决好安全有效地储存氢气问题。化学家研究出利用合金储存氢气，LaNi5是一种储氢材料。LaNi5的晶体结构已经测定，属六方晶系，晶胞参数a=511pm,c＝397pm,晶体结构如图2所示。1．从LaNi5晶体结

8、构图中勾画出一个LaNi5晶胞。2．每个晶胞中含有多少个La原子和Ni原子？3．LaNi5晶胞中含有3个八面体空隙和6个四面体空隙，若每个空隙填人1个H原子，计算该储氢材料吸氢后氢的密度，该密度是标准状态下氢气密度（8.987×10-