第27届全国奥林匹克化学竞赛决赛理论试题WORD

第27届中国化学奥林匹克（决赛）理论试题

2013年11月29日北京

营员号________ 考试须知

●竞赛时间4小时，迟到超过半小时者不能进考场，开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷、答题纸和草稿纸装入信封，放于桌面，听到指令后方可离开考场。

●将营员号写在试卷首页及每页答卷指定位置，写于其他位置按废卷论处。

●说有解答必须写于答卷指定框内，写于其他位置无效。

●凡要求计算或推演的，须给出计算或推演过程，无计算或推演过程，即使结果正确也不得分。

●用铅笔解答的部分（包括作图）无效。

●禁用涂改液和修正带，否则，整个答卷无效。

●试卷已装订成册，不得拆散。

●允许使用非编程计算器及直尺等文具，不得携带铅笔盒和任何通讯工具入场，否则取消考试资格。

●用黑色墨水笔或黑色圆珠笔答题。不得携带任何其他纸张进入考场。若另需草稿纸，可举手向监考教师索取。

●写有与试题内容无关的任何文字的答卷均无效。

H 1.008 元素周期表He

4.003

Li 6.941

Be

9.012

B

10.81

C

12.01

N

14.01

O

16.00

F

19.00

Ne

20.18

Na 22.99

Mg

24.31

Al

26.98

Si

28.09

P

30.97

S

32.07

Cl

35.45

Ar

39.95

K 39.10

Ca

40.08

Sc

44.96

Ti

47.88

V

50.94

Cr

52.00

Mn

54.94

Fe

55.85

Co

58.93

Ni

58.69

Cu

63.55

Zn

65.39

Ga

69.72

Ge

72.61

As

74.92

Se

78.96

Br

79.90

Kr

83.80

Rb 85.47

Sr

87.62

Y

88.91

Zr

91.22

Nb

92.91

Mo

95.96

Tc

[98]

Ru

101.07

Rh

102.91

Pd

106.42

Ag

107.87

Cd

112.41

In

114.82

Sn

118.71

Sb

121.76

Te

127.60

I

126.90

Xe

131.29

Cs 132.91

Ba

137.33

La

138.91

Hf

178.49

Ta

180.95

W

183.84

Re

186.21

Os

190.23

Ir

192.22

Pt

195.08

Au

196.97

Hg

200.59

Tl

204.38

Pb

207.2

Bi

208.98

Po

(209)

At

(210)

Rn

(222)

Fr (223)

Ra

(226)

Ac

(227)

Rf

(261)

Db

(262)

有关常量

N A = 6.022×1023 mol-1R = 8.314 J∙mol-1∙K-1F = 9.647 ×104C∙mol-1

第1题（7分）氮与其他元素可形成多种化合物，如二元氮化物Li3N、GaN、Ge3N4、P3N5，叠氮化物NaN3、Ca(N3)2等。这些氮化物在发光、安全气囊等方面有重要应用。

1-2 在二元氮化物Ga3N2、GaN和Ge3N4结构中，金属与氮采用四面体配位方式结合，N原子只有一种化学

中两端的N相连，Ca的配位数为8，指出N两端的N与几个Ca相连。

第二题（9分）光合作用是自然界最重要的过程之一，其总反应一半表示为

6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2

实际反应分多步进行。其中，水的氧化过程是一个很重要的环节，此过程在光系统II（简称PSII）中发生，使水氧化的活性中心是含有4个锰原子的配位簇（成为锰氧簇）。初始状态的锰氧簇（S0）在光照下依次失去电子变为S1、S2、S3和S4，S4氧化H2O生成O2。该过程简示如下：

2-2 25℃，标态下，下列电极反应的电极电势分别为：

a）MnO43-+4H++e- → MnO2+2H2O Eθ=2.90V

b）MnO2+4H++e-→Mn3++2H2O Eθ=0.95V

c）O2+4H++4e-→2H2O Eθ=1.23V

计算上述半反应在中性条件下的电极电势。假定MnO43-和Mn3+的浓度均为0.10mol·L-1，氧分压等于其在空气中的分压。回答此条件下MnO43-和MnO2能否氧化水。