高中無機(jī)化學(xué)競賽輔導(dǎo)

1、元 素 部 分元素及其重要化合物性質(zhì)變化的規(guī)律重要化合物和離子的結(jié)構(gòu)重要化合物和離子的化學(xué)性質(zhì)離子的分離和鑒定一、元素及其重要化合物性質(zhì)變化的規(guī)律1. 周期表中元素性質(zhì)的變化規(guī)律主族元素化合物性質(zhì)的變化規(guī)律s區(qū)金屬氫氧化物的堿性強(qiáng)弱p區(qū)元素的氧化物、氫氧化物及含氧酸酸堿性的變化規(guī)律氧化物酸堿性的變化規(guī)律：同周期元素最高氧化態(tài)氧化物，從左到右堿性依次減弱，酸性依次增強(qiáng)；同族元素同氧化態(tài)氧化物堿性從上到下依次增強(qiáng)；有多種氧化態(tài)的元素，其氧化物的酸性依氧化態(tài)升高的順序增強(qiáng)。3) p區(qū)元素最高氧化態(tài)水和氧化物的氧化性強(qiáng)弱的變化規(guī)律4) p區(qū)元素氫化物的酸性和氧化性的變化規(guī)律3. 副族元素化合物性質(zhì)的變

2、化規(guī)律-酸堿性及氧化還原性 Cu2+ Ag+ Zn2+ Cd2+ Hg2+NaOH Cu(OH)2 AgO Zn(OH)2 Cd(OH)2 HgO過量 Cu(OH)42- Zn(OH)42- Cd(OH)42- NaOH 6 mol dm-3 2 濃NaOH二、重要化合物和離子的結(jié)構(gòu)氟化氙的結(jié)構(gòu)鹵素含氧酸根的結(jié)構(gòu)多鹵化物 I3-為線型結(jié)構(gòu)O3的分子結(jié)構(gòu)：中心氧原子sp2雜化， 形成鍵和34過氧化氫二氧化硫結(jié)構(gòu)：sp2雜化鍵和34三氧化硫結(jié)構(gòu)：sp2雜化鍵和46氮分子的結(jié)構(gòu)氨的結(jié)構(gòu)硝酸的結(jié)構(gòu)H3PO2 H3PO3 H3PO4 的結(jié)構(gòu)CO和CO2的結(jié)構(gòu)硅酸鹽含硼化合物的結(jié)構(gòu)CuCl2 為順磁性，

3、結(jié)構(gòu)： dsp2雜化 鏈狀結(jié)構(gòu)HgCl2： sp雜化 線型分子 反磁性Hg2Cl2 ： sp雜化 線型分子 反磁性配位化合物的結(jié)構(gòu)三、重要化合物和離子的化學(xué)性質(zhì)1. 氧化還原性質(zhì)過氧化氫的氧化還原性質(zhì)硝酸與金屬的反應(yīng)： a) Fe Cr Al和冷濃硝酸，形成一層不溶的保護(hù)膜，阻礙 反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行 b) Sn As Sb Mo W等和濃硝酸反應(yīng)生成含水的氧化物或含氧酸 c) 其余金屬和硝酸反應(yīng)都生成硝酸鹽硝酸被金屬還原的產(chǎn)物： 濃硝酸(12-16 mol dm-3) NO2為主； 6-8 mol dm-3 硝酸 NO為主； 2 mol dm-3 硝酸 N2O為主； 活潑金屬與很稀的硝酸(2 mo

4、l dm-3) 以NH4+為主； 活潑金屬與硝酸 H2王水 Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2OSn(II)的還原性 Fe3+ Fe2+ Hg2+ Hg22- Hg氧化態(tài)間的轉(zhuǎn)化Cu+ Cu2+ Cu2+ 0.153V Cu+ 0.521V Cu 生成沉淀： 2 Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 生成配合物 ：2Cu2+ + 2H+ + 4Cl- + Cu = 2HCuCl2Hg(I) Hg(II) Hg2+ 0.92V Hg22+ 0.797V Hg Hg2(NO3) + H2S = HgS + Hg + 2HNO3 Hg2(NO3) + 2

5、NH3 = HgNH2NO3 + Hg + 2NH4NO3Cr(III)與Cr(VI)的相互轉(zhuǎn)化 CrO42- + 4H2O + 3e = Cr(OH)3 + 4OH- -0.12V Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O 1.33VMn(II) Mn(VII) PbO2 NaBiO3 (NH4)2S2O8Mn2+ Mn(OH)2 淺粉 MnO(OH)2 棕Fe2+ Fe(OH)2 白 Fe(OH)2 Fe(OH)3 灰綠 Fe(OH)3 紅棕Co2+ Co(OH)Cl 藍(lán) Co(OH)2 粉紅 (H2O2) Co(OH)3 土褐Ni2+ Ni(OH)Cl 綠 N

6、i(OH)2 綠 (ClO-) Ni(OH)3 黑三、重要化合物和離子的化學(xué)性質(zhì)s區(qū)元素的化合物p區(qū)元素的化合物HF 酸性 HF + F- = HF2- 與二氧化硅的反應(yīng) HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O鹵素的含氧酸及其鹽多鹵化物 I2 + I- = I3-多硫化物和硫代酸鹽 硫酸氨及與水性質(zhì)的比較硅的化合物鉛的化合物 BF3水解，缺電子化合物 鋁的化合物d區(qū)元素的化合物 離子極化對(duì)ds區(qū)元素化合物性質(zhì)的影響 顏色 溶解 HgF2 HgCl2 HgBr2 HgI2 水解性質(zhì)Hg2+ 與鹵素及擬鹵離子形成的配合物 HgX42-HgNH2X4) 常見配位化合物及配位數(shù) Cu(I) C

7、u(NH3)2+ CuCl3- Cu(CN)43- Cu(II) 配位數(shù)通常為4 CuCl42- Cu(NH3)42+ Cu(CN)42- Ag(I) 配位數(shù)通常為2 Ag(NH3)2+ Ag(S2O3)23- Ag(CN)2- Zn(II) 配位數(shù)為4和6 ZnCl42- Zn(NH3)42+ Zn(NH3)62+ Cd(II) 常見配位數(shù)為4 Hg(II) 配位數(shù)為4 與鹵素和類鹵離子CrO42- Cr2O72-CoCl2的顏色四、離子的分離和鑒定 Na+ K+ NH4+ Ca2+ Ba2+ Al3+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Ag+ Hg2+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Co2+

8、Ni2+ 鹵素離子 S2- S2O32- SO32- SO42- CrO42- Cr2O72- 原 理 部 分一、配位化合物定義配位化合物的化學(xué)鍵理論 1 價(jià)鍵理論 1) 配位鍵的本質(zhì) 共價(jià) 2) 內(nèi)軌型和外軌型配合物 磁性 3）配位離子的空間構(gòu)型2. 晶體場理論1) 鍵本質(zhì)：靜電作用2) d軌道能量的分裂 分裂能的大小: 八面體場大于四面體場 中心離子的影響 配體的影響： Cl F H2O NH3 en NO2 (N-bonded) OH O OH N NH N OH Cl OH S 特點(diǎn)： 是特殊的分子間作用力 具有方向性和飽和性晶體結(jié)構(gòu) 1. 晶格和點(diǎn)陣、晶胞 晶系：立方 四方 正交 單

9、斜 三斜 三方 六方 2. 金屬晶體堆積 非密置層的堆積：簡單立方和體心立方 密堆積：立方密堆面心立方 六方密堆六方晶胞 空間利用率及配位數(shù)離子晶體 CsCl 負(fù)離子成簡單立方堆積，正離子占據(jù)立方體間隙。 NaCl 負(fù)離子成面心立方堆積，正離子占據(jù)八面體體間隙。 ZnS 負(fù)離子成面心立方堆積，正離子占據(jù)四面體間隙。分子晶體共價(jià)晶體 金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)離子極化離子的極化能力離子的變形性離子極化對(duì)鍵型和晶型的影響三、原子結(jié)構(gòu)Bohr氫原子理論 氫原子光譜譜線的通式: 1/ = RH (1/n12 1/n22) 兩個(gè)假設(shè)微觀粒子的波粒二象性 = h/p = h/mv3. 近代量子力學(xué)對(duì)氫原子結(jié)構(gòu)的描

10、述：微觀粒子的運(yùn)動(dòng)服從Shrodinger方程式，可用特定的波函數(shù)來描述它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。電子并不存在確定的原子軌道，但電子在空間都有一定的幾率分布。電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由四個(gè)量子數(shù)(n, l, m, ms)所規(guī)定，包括電子在空間的幾率密度、能量、軌道形狀和空間取向、電子的自旋狀態(tài)。 (四個(gè)量子數(shù)的取值)原子軌道的圖形 s p d 軌道的徑向、角度和電子云圖5. 多電子原子中的電子排布： 軌道能量取決于主量子數(shù)和角量子數(shù)，鉆穿和屏蔽效應(yīng) 電子排布的原則：能量最低原理、Pauli不相容原理、Hund規(guī)則6. 元素周期律 元素性質(zhì)的周期性變化：半徑 電離能 電子親和能 電負(fù)性四、氧化還原反應(yīng)及電化學(xué)基礎(chǔ)

11、原電池 電池符號(hào) 電極電勢與電池電動(dòng)勢 與GT 和K GT = - n F = 2.303 RT lg K / nF = (0.0591/n) lg K 3. Nernst方程 = + (0.0591/n)lgQ 濃度對(duì)電極電勢的影響的計(jì)算：三類電極反應(yīng) 氧化還原平衡與酸堿及沉淀溶解平衡 利用電極電勢測定Ka Kb Ksp 元素標(biāo)準(zhǔn)電極電勢圖 水的E-pH圖五、沉淀溶解平衡 溶度積Ksp 溶解度的求算 沉淀的生成： 同離子效應(yīng) 鹽效應(yīng) 沉淀的溶解 沉淀的轉(zhuǎn)化 分步沉淀六、酸堿平衡酸堿理論： 電離理論 質(zhì)子理論：共扼 強(qiáng)弱：區(qū)分和拉平效應(yīng) 電子理論酸堿的電離平衡一元弱酸堿 H+ = (cKa)1

12、/2 適用條件二元弱酸堿 H3O+ 主要來自于第一步電離 弱酸根濃度近似等于Ka,2值兩性物的電離 H+ = (Ka,1 Ka,2 )1/2混合弱酸堿的電離 H+ = (Ka Kw/Kb )1/2平衡的移動(dòng)緩沖溶液 pH = pKa + lg(CA-/CHA)七、化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)速率的定義微分速率方程 v= kAmBn 基元反應(yīng) V=k(A)a(B)b 質(zhì)量作用定律反應(yīng)級(jí)數(shù)一級(jí)反應(yīng) lg(A) = lg(A)0 kt/2.303 t1/2 = 0.693/k零級(jí)反應(yīng) (A) = (A)0 kt 活化能 定義普通化學(xué) 第1-3章總 結(jié) (1-3章)理想氣體狀態(tài)狀態(tài)方程PV = nRT氣體：混合氣

13、體分壓定律PA = P總(nA/n總)V、T 恒定P、T 恒定VA = V總(nA/n總) Lgk = - (Ea/2.303R)(1/T) + C k = Ae-Ea/RT6. 反應(yīng)速率理論 碰撞理論 過渡狀態(tài)理論7. 催化作用普通化學(xué) 第1-3章 四個(gè)熱力學(xué)函數(shù)：U H S G 它們都是狀態(tài)函數(shù)，容量性質(zhì)；2) U 、 H、 S、 G U = Q W = Qv H = U + p V = Qp 化學(xué)熱力學(xué) Gibbs-Helmholtz方程 GT = HT - T ST普通化學(xué) 第1-3章4) Hess定律熱循環(huán)普通化學(xué) 第3章化學(xué)平衡平衡常數(shù)表達(dá)式標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)vant Hoff 等溫式： G = G + 2.303 RT lg Q平衡時(shí)，G = 0 G = - 2.303 RT