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
A NO2+ B NO C N2O3 D N2H4 E NH3 F N2O4 G H H2N2O2 NH2OH ①（ ）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。
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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/F A F Cl Br I X- -3.06 -1.36 -1.06 -0.54 X2 0 0 0 0 HXO / 1.61 1.60 1.45 HXO2 / 4.91 / / XO3- / 7.32 7.60 5.97 XO4- / 9.79 11.12 9.27 B F Cl Br I X- -3.06 -1.36 -1.06 -0.54 X2 0 0 0 0 XO- / 0.40 0.45 0.45 XO2- / 1.72 / / XO3- / 2.38 2.61 1.01 XO4- / 3.18 4.47 2.41 1．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．溴在自然界中主要存在于海水中，每吨海水约含0.14 kg溴。Br2
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的沸点为58.78
℃；溴在水中的溶解度3.58 g/100 g H20（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0.5027 g过氧乙酸试样，置于预先盛有40 mLH20、5 mol 3 mol/L
H2SO4溶液和2～3滴1 mol/L MnSO4溶液并已冷却至5℃的碘量瓶中，摇匀，
用0.02366 mol/L KMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅粉色（30 s不退色），消
耗了12.49 mL;随即加人10 mL 20％KI溶液和2～3滴（NH4）
2
MoO4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
5 min ～10 min，
用0.1018 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，接近终点时加人3 mL 0.5％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Na2S2O3
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23.61 mL。
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 .05 g/mol）。
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140
pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该
分子的结构。π电子在环上运动的能量可由公式中h为普朗克
常数（6.626 × 10-34J·s），me是电子质量（9.109 × 10-31kg），
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给出，式
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=511 pm,c
＝397 pm,晶
体结构如图2所示。
1．从LaNi5晶体结构图中勾画出一个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× 10-5
g·m-3）的多少倍？（氢的相对原子质量为1.008；光速c为2．998×108 m·s-1；
忽略吸氢前后晶胞的体积变化）。
第六题（7分）地球表面约70％以上是海洋，全球约95％的生物物种在海洋中，由
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