高中化學競賽教材(第一部分)

黃岡中學化學奧賽培訓教程

書目

上冊（75頁,2.5M）

第一章化學反應中的物質變更和能量變更

第一節(jié)氧化還原反應

其次節(jié)肉子反應和事子方程式

第三節(jié)化學反應中的能量變更

第四節(jié)除合解題

其次章物質結構元素周期律

第一節(jié)原子結構和椽外電子排布

其次節(jié)元素周期律與元素周期表

第三節(jié)化學健

第四節(jié)分子間作用力

第五節(jié)晶體結構

第六節(jié)綜合題解

第三章氣體、溶液和膠體

第一*節(jié)專體

其次節(jié)族體

第三節(jié)泳液

第8節(jié)繪合題斛

第四章化學反應速率及化學平衡

第一節(jié)化學反應速率

其次節(jié)影響化學反應速率的因素

第三節(jié)化學平街

第一章化學反應中的物質變更和能量變更

第一節(jié)氧化還原反應

1、依據下列三個反應，排出氧化劑氧化性的強弱依次:

A.4HCl+MnO2=^=MnC12+C12t+2H2O

B.16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl21+8H2O

CuCb

C.4HC1+O^==^2C1t+2H^O

450°2

解析：這三個反應中還原劑都是鹽酸。不同的氧化劑與同一還原劑反應時，若反應越易發(fā)生,

則氧化劑的氧化性越強，反之就弱，故其氧化性依次由強到弱：KMnO4>MnO2>O2?

2、配平氧化還原方程式：P4O+C12FY=POC13+P2C15

解析：本題中RO中的P元素對應有兩種產物，故設PaO的化學計量數(shù)為“1”。用待定系數(shù)

法配平的關鍵是選準一種物質的化學計量數(shù)為1。令P4O+aC12=bPOCb+cP2c15，由原子守恒得：

4=b+2c,a=21/4,

b=l,解得，b=\,

2a=3b+5c,c=3/2。

代入整理得：4P4O+21C12=4POC15+6P2CI5

3、配平下列方程式：Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O

解析：困難物質Fe3c按常規(guī)化合價分析無法確定Fe和C的詳細化合價，此時可令組成該物

質的各元素化合價為零價，再依據化合價升降法配平。

3Fe(0->+3)升91

3共升13x1

C0f+4升41

N+5f+4降1x13

再用視察法，不難確定各物質的化學計量數(shù)為：1、22、3、13、1、11,故為Fe3C+

22HNO3=3Fe(NO3)3+13NO2t+CO2f+11H2O

4、配平NH4NO3FY=N2+HNO3+H2O

解析：NH4NO3中N的平均化合價為+1價，則元素化合價升降關系為：

2N2(+1-0)降2X1

N+1—+5升4X1

用視察法調整確定各物質的化學計量數(shù)，故：

5NH4NO3=4N2t+9H2O+2HNO3

注:若配平常不用此平均標價法，則要分析同種元素化合價升降關系。NH：-^N2,NO3-?N2(

決不會出現(xiàn)化合價交叉現(xiàn)象，即不會出現(xiàn)NH：1NOJ的狀況。

5、問四氧化三鐵中鐵的氧化數(shù)為多少？

解析：已知氧的氧化數(shù)為-2,設鐵的氧化數(shù)為+x,

則3x+4X(-2)=0

..8

故x=+-

3

Q

所以FeO中Fe的氧化數(shù)為+-。

343

注：氧化數(shù)可以為分數(shù)。

6、用離子一電子法配平下列方程：

KMnO4+FeSO4+H2so4

FY=MnSCU+Fe2(SO4)3+K2sCh+H20

解析：①寫出反應的離子表達式：

2++2+3+

MnO1+Fe+HFY=Mn+Fe+H20

②分別寫出氧化和還原半反應：Fe2+-e->Fe3+X5

+-2+

MnO；+8H+5e-Mn+4H2OX1

③依據反應過程中得失電子相等原則，配平氧化劑和還原劑系數(shù)：

2++2+3+

MnO1+5Fe+8H=Mn+5Fe+4H2O

④H2sCh作介質時，化學方程式可寫為：

2KMnO4+10FeSO4+8H2so4=K2so4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O

注：離子一電子法配平的關鍵是把氧化還原反應方程式拆為兩個半反應式，再利用電子得失

守恒即可消去電子，得方程式。

7、計算由標準氫電極和標準鎘電極組成的電池的自由能。

解析：Fed27cd=-().4026V聲『/見=0

E一代數(shù)值較小的電極應作原電池的負極，E一代數(shù)值較大的電極為正極，因此電池的符號可

2++

表示為：(一)Cd|Cd(1mol/L)//H(1mol/L)|H2(Pt)(+)

畬=僚:-演=0-(-0.4026)=+0.4026V

G=-nF^=-2X96500X0.4026=-77701.8J/mol

其次節(jié)禽子反應和肉子方程式

1、在pH=l的無色透亮溶液中不能大量共存的離子組是()

A.Al3\Ag\Cl

B.Mg2+、NH；、NO3,Cl

C.Ba2\K\CH3COO、Fe3+

D.Zn2\Na\NO3、SOf

解析：A組由于Ag++C「=AgClI而不能共存；C組因生成弱電解質(H++CH3coeT

=CH3COOH)而不能共存，且Fe3+是棕黃色的，故答案為A、C。

注：解答此類題的關鍵是駕馭離子能否共存的推斷規(guī)則。

2、重金屬離子有毒性。試驗室有甲、乙兩種廢液，均有肯定毒性。經化驗甲廢液呈堿性，主

要有毒離子為Ba?+離子，如將甲、乙廢液按肯定比例混合，毒性明顯降低。乙廢液中不行能含有

的離子是()

A.CiP+和SOfB.Cu"和C「

C.K+和SObD.Ag+和NO.

解析：沉淀Ba?+必需用S0『，而在A、C兩選項中均含有S07，但C項中K*無毒性，A項

中CiP+可與甲廢液中OFT反應生成Cu(OH)2沉淀，從而降低毒性。本題答案為A。

注：設法使重金屬離子轉化為沉淀，使其毒性明顯降低。若僅考慮將Ba?+沉淀為BaSO4,即

選Co

3、下列反應的離子方程式錯誤的是()

A.等物質的量的Ba(OH)2與NH4Hse)4在溶液中反應：

2+

Ba+2OH+NH；+H++SO；-=BaSO4I+NH,?H2O+H2O

B.氫氧化鐵與足量的氫浸酸溶液反應：

+2+

Fe(OH)3+3H=Fe+3H2I+H2O

C.足量的CO2通入飽和碳酸鈉溶液中：

C02+COj-+H2O=2HCOJ

D.向碳酸氫鈉溶液中滴加少量澄清石灰水：

2+

Ca+2HCOj+2OH=CaCO3I+COj-+2H2O

解析：對于A：HSOI在水溶液中進一步電離成H+和SO；,且Ba(OH)2與NH4HSO4等物質

的量反應，故NE+與H+分別與OFT反應，故A正確。對于B,氫濱酸是強酸，F(xiàn)e(OH)3犯難溶物，

故也正確。對于C,由于NaHCCh溶解度小于Na2c03,且Na2cCh為飽和溶液，故析出的是NaHCO3

晶體，故C錯誤。對于D,Ca(0H)2少量，故溶液中還有CO,存在，若Ca(0H)2過量，則不能有

CO,存在。故D正確。本題答案為C。

注：本題結合元素化合物的學問，從多個側面考查對離子方程式正誤的推斷。有的同學對D

選項產生懷疑：產物中的陰離子是CO；-還是0H?細致分析可發(fā)覺，加入的石灰水是少量，”(0H

一)因此OFF與HCOJ的反應將全部消耗，故D選項不符合題意。

4、下列反應的離子方程式書寫正確的是()

A.向氫氧化鈉溶液中通入少量CO?：OH+CO2=HCOJ

-

B.用氨水汲取少量SO2：2NH3?H2O+SO2=2NH^4-SO^+H20

3+

C.向硝酸鋁溶液中加入過量氨水：A1+4NH3-H20=A1O；+4NH^+2H2O

3+2++

D.向Fe2(SO6的酸性溶液中通入足量H2S：Fe+H2S=Fe+SI+2H

解析：A選項因為CO?量少，只能生成C0「，錯誤；C選項中生成的A1(OH)3沉淀不與弱堿

氨水反應生成A10￡,錯誤；D選項中的離子方程式電荷不守恒，故B選項正確。

注：要駕馭離子方程式的書寫規(guī)則，且電荷守恒原理是推斷離子方程式的一條重要原理，務

必熟識其應用。

5、(1)向NaHSCU溶液中逐滴加入Ba(0H)2溶液至中性，請寫動身生反應的離子方程式：

(2)在以上中性溶液中接著滴加Ba(0H)2溶液，請寫出此步反應的離子方程式：

解析：因NaHS04是二元強酸的酸式鹽，可以理解成全部電離。當反應后溶液是中性時其反應

式為2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4J+Na2so4+2H2O,離子方程式是2H++SO；-+Ba2*+2OH-

2+

=BaSO41+2H2OO此時中性溶液中只有Na2sO4溶液，加入Ba(OH)2的離子方程式應為：Ba+

-

S04=BaSO4I。

注：酸式鹽與堿的反應，狀況比較困難。因為由加入堿的量不同，其產物有所不同，所以建

議先寫成化學式方程式再改寫成離子方程式。

6、某待測液中可能含有Fe2+、Fe3\Ag\Al3\Ba2\Ca2\NH：等離子，進行了下述試驗

(加入的酸、堿、氨水、浪水都過量):

不溶于

稀HNC)3

依據試驗結果：

(1)判定待測液中有無Ba2+、Ca2+離子，并寫出理由。。

(2)寫出沉淀D的化學式：。

(3)寫出從溶液D生成沉淀E離子反應方程式：。

解析：澳水能將Fe?+氧化成Fe'+,因而無論原待測液含F(xiàn)e?+、Fe?+中的一種或二種，最終沉淀

3

D均為Fe(0H)3,而沉淀E則肯定為A1(OH)3,沉淀C中有Fe(OH)3.AI(0H)3兩種沉淀。在此Fe\

AU+與強、弱堿反應的相像性和差異性得到了很好的體現(xiàn)。答案為：(1)至少含Ba?*、Ca2+中一種,

因為CaS04微溶，BaSO4難溶；

(2)Fe(0H)3

-

(3)2A1O2+CO2+3H2O=2A1(OH)3I+CO,

第三節(jié)化學反應中的能量變更

1、由N2和H2合成1molNH3時可放出46.2kJ的熱量，從手冊上查出N三N鍵的鍵能是

948.9kJ/mol,H-H鍵的鍵能是436.kJ/mol,試N-H鍵的鍵能是多少？

解析：該反應熱化學方程式為：

N2(g)+3H2(g),-2NH3(g);Z\/7=-46.2kJ/moL

這說明形成6個N-H鍵放出的熱量，比破壞一個N三N鍵和三個H-H鍵汲取的能量多

92.4kJ?依據已知的N三N鍵、H—H鍵的鍵能數(shù)據和能量守恒原理，就可算出N—H鍵的鍵能。

設N—H鍵的鍵能為X,應有如下關系：

6X-(948.9+436.0X3)=46.2X2

X=391.5(kJ/mol)

注：本題利用鍵能計算反應熱的大小，要求駕馭

Q=EE生成物一反應物計算關系式。

2、強酸與強堿在稀溶液里反應的中和熱可表示：

H+（溶液）+0H-（溶液尸H2O（溶液）+55.9kJ

已知：CHjCOOH+NaOH=CH3coONa+H2O+QikJ

1/2H2so式濃）+NaOH=1/2Na2s+H20+QzkJ

HNO3+NaOH=NaNO3+H20+g3kJ

上述反應均是在溶液中進行的反應，Q、。2、。3的關系正確的是（）

A.。1=。2=。3B.

C.D.。2=。3>。1

解析：酸在水中電離成H+和酸根是一個吸熱過程，所以，酸越弱，

電離熱就越大；反之越小。因此，CH3co0H的電離熱最大；按理H2sChH''X

（第一級）與HN03同是強酸，特殊在水中，由于水的拉平效應，使它們/

都顯強酸性，好像中和熱應相同，事實上并不相同，HNCh有一個分子內

氫鍵（如圖），所以它比H2sCh（第一級）酸性要弱，在電離成NOg時要

破壞氫鍵而消耗能量。其次，H2s04分子間雖然也有氫鍵，但在溶解過程中首先形成水合硫酸放出

大量熱量，破壞氫鍵并促使離解，所以硫酸的中和熱要大于硝酸的中和熱。應選C。

3、己知273K時，N2（g）4-3H2（g）,2NH3（g）+e（2>0）,在相同溫度條件下，向一密閉容器中

通入1molN2和3molH2,達到平衡時，放出能量為Qi，向另一體積相同的密閉容器中通入0.5mol

N2和1.5molH2，達到平衡時，放出能量為Q2。則Qi和Q2應滿意的關系是（）

A.Q2<QI<Q

B.Q<Qi/2

C.0=。|/2

D.Q>Q2>QI/2

解析：熱化學反應方程式中。是指1molN2和3mol以完全反應，生成2moiNH3時放出的熱

量，而實際反應平衡時，并沒有完全反應，即沒有生成2moiN%,比2moiNH3少，所以Q>。。

當在相同體積的密閉容器通入物質的量為一半的氣體時，相應壓力也降了一半，所以NE的得率

相應要比1molN2和3mol比的低。所以放出的熱量Q2<gOl。因為合成氨反應是體積縮小的反

應，總壓增大有利平衡向正方向移動，相反，則逆向移動。因此，應選A和B。

注：合成氨的反應是一個可逆反應，所以不行能完全反應。故熱量不等于。。

4、反應SO2（g）+gc>2（g）竺SO3在恒溫下的密閉容器中進行，S03的產率為而在絕

熱密閉的同一容器中反應，SCh的產率為江則〃與b的正確關系為（）

A.a>bB.a=bC.a<bD.無法推斷

解析:由于SC>2（g）+go2（g）.經SC>3（g）是一個放熱反應，能散去一部分熱量將有利于正

向反應；若能把產生的熱積聚起來，將會使絕熱容器中反應體系的溫度上升，將不利于正向反應

而有利于平衡逆向移動；若反應體系的溫度上升到肯定溫度（約630℃以上），將會使催化劑的活

性降低，甚至消逝。由此可見，在恒溫體系的產率多，絕熱體系的產率低，因此，應選A。

5、依據蓋斯定律和下列數(shù)據，計算反應①的Q值：

C（石墨）+g02（g）=C0（g）+。①

C（石墨）+O2（g）=CO2（g）+393.5kJ②

CO（g）+1o2（g）=CO2（g）+283kJ③

解析：將C（石墨）作為起始狀態(tài)、CCh（g）作為最終狀態(tài)，則由C（石墨）生成CCh（g）有下列

兩種途徑：

由蓋斯定律：。2=。|+0故②=①十③

所以<2i=393.5kJ-283kJ=l10.5kJ

即反應①的反應熱為110.5Kjo

6、由生成焙數(shù)據計算氨的氧化反應的AH嬴，并指出此反應是吸熱還是放熱反應？

解析:查出各物質的標準生成焰兇總98的值，代入M嬴=Z(A"7)產物一工0可")反應

物即可。

該反應方程式為：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),查出各物質的兇石98的值：

=

^NH、)(g)-46.19kJ/mol,A//^o)(g)=+90.37kJ/mol,A//疝。電)=-241.83kJ/molo

則AH嬴=產物-反應物

=[4x90.37+6x(-241.83)]-[4x(-46.19)+5x(0.00)]

=-904.74kJ/mol

△H以<0表明氨的氧化反應是放熱反應。

7、已知2一丁烯有順、反兩種異構體，前者能量比后者高SG-),在某反應條件下它們處于

平衡，其平衡常數(shù)K如下：

順^2-丁烯反-2-丁烯

心得.20

自由能差AG一和平衡常數(shù)K有如下關系:

△G==-R71nK=-2.303P71gK

式中R=8.31J?mol-1?K~',7^298K。

(1)求該平衡時，順、反式的摩爾分數(shù)(物質的量分數(shù))。

(2)求順、反式的自由能差(請以kJ/mol表示)。

(答案均取3位有效數(shù)字)

解析：利用平衡常數(shù)可求得平衡時順，反一2一丁烯的物質的量之比，從而求得兩者的物質的

量分數(shù)。

(1)設平衡時順反式分別為(1-X)mol和Xmol,則有：

V

K=-------=3.20X=0.762

\-X

所以，順一2一丁烯的物質的量分數(shù)為I-'=1762=。238

1-X+X1

反一2-丁烯的物質的量分數(shù)為：1-0.238=0.762

(2)依據題意，自由能差AG-與平衡常數(shù)有定量關系：

△G一=一2.308X8.31X298Xlg3.20=-2880(J/mol)

B|J-2.88kJ/mol

故答案:(1)順式：0.238,反式:0.762.

(2)AG-=-2.88kJ/molc

注：求算AG一時，切不行丟掉“負號”，在進行有關焰(H)、燧(S)、自由能(G)等的計

算中，AH,45、4G均為生成物與反應物的相關物理量之差。題目中己指出“2一丁烯有順，反

兩種異構體，前者的能量比后者高”，由此也可確定順反式2-丁烯的自由能差應為負值。

8、求反應CaCOMs尸CaO(s)+CCh(g)在標準狀態(tài)下自發(fā)進行的最低溫度。

解析：欲使反應自發(fā)進行，必需/以5一一，故T＞絲一時反應自發(fā)進行，從而求得自發(fā)

\S~

進行時的最低溫度。

CaCO3(g)=CaO(s)+CCh(g);AHzn=\79.0kJ/mol

AG^8=130.8kJ/mol

△G±98=△"298一7A$298

M嬴-AG嬴_179.0kJ/mol-130.8kJ/mol

298-T-298K

=0.161kJ/mol.K1

欲使反應自發(fā)進行，必需TAS—故T＞以一時反應自發(fā)進行。

AH-179kJ/mol

=1111.8K

AS-0.161kJ/mol

故反應自發(fā)進行的最低溫度是1111.8Ko

第8節(jié)琮合解題

1、PbCCh(存在于白鉛礦中)和ZnO(白鋅)常用來做白色涂料。H2s可將這些化合物變成

相應的硫化物。

(1)寫出反應方程式。

(2)依據熱力學探討，若空氣中H2s的濃度為0.007mg?m-3,運用這些涂料是否妥當？

(3)表明哪種涂料不合適？

(4)對于生成PbS的狀況，為使白色復原，用H2O2處理使生成PbSO」。依據熱力學原理，

簡潔地暴露于空氣能否達到同樣的效果？

25℃>1atm下空氣的平均組成(按體積百分數(shù))為：N2:77.90O2:20.70CO2:0.026H2

:0.40其他氣體：1.03

_

各物質的△G|(kJ/mol)是：

PbCO3(s)：-626.0H2s(g)：-33.0PbS⑸：一92.6

ZnO(s):-318.0ZnS(s)：-184.8CO2(g)：-394.2

H2O(g):-228.5PbSCU(s)：-811.0

解析：

(1)①PbCC)3(s)+H2s(g)=PbSI(s)+H2O(g)+CO2(g)

②ZnO(s)+H2s(g)=ZnS(s)+H2O(g)

(2)反應①的AG]:

=AGjcc)2(g)+AGf出0組)+AGfpbs(s)—八仇卻2s?一^^f,Pbco3(s)

=(-394.2)+(-228.5)+(-92.6)-(-33.0)-(-626.0)

=-56.3(kJ.moF,)

=p(COQp(HQ)

AG,=AG+K/ln-------——=-

p(H2S)

0.007mg?nT3H2s所占的體積比為：

0.007“02980.007

------------x0.0224x——=------------x0.0224x——=5.0x10-9

1000M(H2S)2731000x34.08273

9

所以p(H2S)=5.0X10-atm

0.026x0.40

則AG|=-56.3x100()+8.314x298In

5.0X10-9X100X100

=-4.3IxlO4(J.molT)=-41.3(KJ.moL)<0

所以PbCCh白涂料會發(fā)黑，即不妥當。

同理,反應②的AGT=-62.3kJ?mo「*AG^=—28.6kJ?mol<0.所以也能發(fā)生反應，但ZnS

還是白色的，所以不受影響。

(3)PbCCh涂料不合適。

(4)PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s)

A

=^bSO4(s)-AG^bS(s)=-811.0-(-92.6)

=-718.4(KJ.mor')

AG=+RT\n—=-718.4+8314x298仙0207。-2=_718.5kJ.mori<0

2

p(O2)1000

從熱力學上講是可以達到同樣效果的。

2、下列氣相反應可在適當?shù)臏囟确秶鷥劝l(fā)生：

①CMof(CH3)2C=CH2+H2

②C2H4+CI2-CH2cleH2cl

③見+也fCH30H

各化合物中鍵能平均值如下：

化學鍵鍵能(kJ?mol-1)化學鍵鍵能(kJ?mol-1)

C—H378.90

C—O322.80

C—C277.16

O—H431.24

C=C472.69

Cl—Cl121.02

H—H436.18

0—0247.38

C—Cl293.08

(1)估算上述各反應的反應熱并說明它們是放熱的還是吸熱的。

(2)說明上述反應的懶變是正的還是負的。

(3)若反應是可逆的，請說明壓力對化學平衡的影響。

解析：(1)反應的△〃—=X。反應物一工。生成物

=10%一H+3%-c_2%-c_Dc=c~8%_H一力H-H

=+A-c-%=c-0H-H

=2x378.90+277.16-472.69-436.18=126.09(kJ?mo「i)

△2+2D|.-2D.|

H=4DC_H+Dc=cCC)-4DC.H-Dc_cCC

=°C=H+^CI-CI-Dy-2￡>CC

=472.69+121.02-227.16-2x293.08=-269.6KkJ.moF1)

=°C-H+]°O=O.DC-Q-DO-H

=378.90+-x247.38-322.80-431.24

2

=-251.45(kJ.mor')

所以反應①是放熱反應，反應②與反應③都是吸熱反應。

(2)反應①的/以=1,所以是熠增大的反應。

反應②的/2=—1,所以是懶減小的反應。

反應③的4必=—1,所以是懶減小的反應。

(3)對反應①，因/以=1,所以壓力增大，有利于反應逆向移動。

對反應②，因/以=-1,所以壓力增大，有利于反應正向移動。

對反應③，因44=—1,所以壓力增大，有利于反應正向移動。

3、多硫化鈉NazS*(x22)在結構上與Na?。?、FeS2,CaC?等有相像之處。Na2sx在堿性溶液

中可被NaClO氧化為Na2so4，而NaClO被還原為NaCl,反應中Na2sx與NaClO的物質的量之比

為1：16,則x的值是()

A.5B.4C.3D.2

解析：C1CT變成C廣，需得到2e,則

CIO+H2O+2e=C1+2OH

而S：需失去(x-2)X6e+2X7e=(6x+2)廣，這個結果可這們理解，S『中2個S的化合價

為一1價，由一1價變成SO寧的+6價需失去7e,則另外(x-2)個S的化合價為0價，由0價變

成SO丁的+6價需失去6e\因此1個S:共需失去(6x+2),反應式為：S^.-+8,vOH—(6x+

2)el=xSOf+4xH?O

由這兩個電極反應式及1：16,可得到以下關系式：

2：(6x+2)=l：16得x=5

所以，本題答案為A。

4、反應NO+O2+NO2+H2O-HNO3(未配平)是一個有多組計量數(shù)(即系數(shù))的化學方程

式，當氧氣有1/3被NO還原時，參與反應的各物質計量數(shù)之比為()

A.4、9、24、14、28B.1、1、1、1、2

C.8、9、12、10、20D.隨意比均可

解析：由于題中氧化還原是有條件的，就必需按條件特殊處理，不能按常規(guī)配平。

常規(guī)配平：

NO+O2+NO2+H2O2HNO3

+1/

即為B,但不符合題意。題意要求有1/3的氧氣被NO還原，應按此配平，詳細如下:

（被NO還原）（被NOj還原）

-2x2x3=-12,-2x2x6=-24

4NO+9O2+24NO2+14H2O-------------->28HNO3

-1-1x24=24

+3x4=12

所以應選A。

5、次磷酸(H3Po2)是一種強還原劑，將它加入CuSO4水溶液，加熱到40℃?50℃,析出一種

紅棕色的難溶物A。經鑒定：反應后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射線衍射證明A是一種六

方晶體，結構類同于纖維鋅礦(ZnS),組成穩(wěn)定，A的主要化學性質如下：①溫度超過60℃,分

解成金屬銅和一種氣體；②在氯氣中著火；③與鹽酸反應放出氣體。

(1)寫出A的化學式。

(2)寫出A的生成反應方程式。

(3)寫出A與CL反應的化學方程式。

(4)寫出A與鹽酸反應的化學方程式。

解析：由題意得知反應為：H3PO2+CUSO4-H3PO4+A(未配平)。

還原劑H3PCU中P(+1價)被氧化成P(+5價)，而S的價態(tài)沒變，那么氧化劑只可能是

Cu2+,但只可能被還原為Cu+說明A中沒有Cu+,因為A在溫度超過60℃時會分解成Cu和一種氣

體，反過來也說明A中還有一種非金屬原子，且分解時生成氣體；而在反應體系中非金屬元素只

有0、S、P、H四種，0、P和S都不行Cu?。、Cu3P和Cu2s都已不像ZnS那樣由不同元素組成

的雙原子化合物(習慣上稱這樣的化合物為二元化合物)，唯一可能的是CuH,它屬于二元化合物，

且分解后生成Cu和H2,可以在氯氣中燃燒生成氯化銅和氯化氫，與鹽酸生成玲。所以A是CuHo

詳細解答如下：

(1)CuH

(2)4CUSO4-3H3PO2+6H2O=4CUHI+3H3PO4+4H2SO4

(3)2CuH+3C12=2CUC12+2HC1

(4)CUH+HC1=CUC1+H2t或CUH+2HC1=HCUC12+H2tCuH+3HCl=H2CuCh+H2t

［若鹽酸濃度不夠，Cu(I)會發(fā)生歧化反應；若在較濃的鹽酸中，C廠是配位體，可形成酸配位

酸］

6、長期以來始終認為氟的含氧酸不存在。但是自1971年斯圖爾杰和阿佩里曼(美)勝利地

合成了次氟酸后，這種論點被劇烈地動搖了。他們是在0℃以下將氟化物從細冰末的上面通過，得

到了毫克量的次氟酸。

(1)寫出次氟酸的結構式并指出各元素的氧化數(shù)。寫出斯圖杰爾和阿佩里曼方法制備該酸的

反應方程式。

(2)下面給出了幾個分子和基團化學鍵的鍵能:

OHOFHF

H2O2F2

E(kJ?mor1)432494155424220566

試計算次氟酸的生成熱(即從單質生成Imol該酸反應的熱效應)。

(3)為什么次氟酸不穩(wěn)定？試預料它分解的可能途徑，求出次氟酸分解的熱效應值。

(4)次氟酸剎那間能被熱水所分解，此時得到的溶液既表現(xiàn)有氧化性(對于碘化鈉)，又表

現(xiàn)有還原性(對于高鎰酸鹽)，試推斷次氟酸在水解時能生成什么產物？寫出全部反應的方程式。

解析：(1)氟與冰反應，生成HOF,當ImolFz與Imol水作用時，除生成1molHOF外，

還剩1mol氟原子和1mol氫原子，因此還有另一產物為HF,所以反應方程式為F2+H2OHF+

HOF,HOF為共價化合物，只有兩個未成對電子，故氟原子應位于氫原子和氟原子的中間，分別

與氫原子和氟原子各形成一個共價鍵，故其結構式為H-O—F。它的結構與HOC1酸相像，其中

氟的氧化數(shù)是否與次氯酸中C1的氧化數(shù)一樣，顯+1價呢？因氟的電負性比氧大，吸引電子實力

比氧強，它們之間的共用電子對偏向氟，而不偏向氧，所以氨顯一1價。對于氧原子而言，除與氟

共用一對電子外，還與氫共用一對電子，其吸電子實力強于氫，故電子對偏向氧。因為一對共用

電子對偏向氧，另一對共用電子對偏離氧，故氧的氧化數(shù)為0,次氟酸中各元素的氧化數(shù)為：

+10-1

H-O-F

(2)生成熱是指由穩(wěn)定單質生成1摩爾該酸的反應的熱效應。計算生成熱時，可寫出由單質

生成該化合物的反應方程式，不管該反應是否能發(fā)生。

該反應可寫出如下反應方程式：

-O2+|H2+-F2=HOF

ri(B、E)=Zri(B、E)反應物Xri(B,E)生成物

=g(432+494+155)-(424+220)

=-103.5(kJ.mor')

(3)由于HOF分子中存在電中性的氧原子以及易極化的帶正電荷的氫原子和帶負電荷的氟

原子，從而易分解成單質。2和氟化氫：2HOF=2HF+C)2，反應物熱效應同樣可由鍵能值求得。

=2(424+220)-(2x566+494)=-338(kJ.moL)

(4)次氟酸被熱水分解，生成物即表現(xiàn)出氧化性，也表現(xiàn)出還原性，說明生成物中有一種元

素的化合價既可上升，也可降低。氟不行能形成此合物，因它無正價，只有負價。由于HOF中氧

為0價，故可能是0價的氧與水中一2價的氧形成了一1價的中間價態(tài)產物為常見的H2O2,故分解

+

產物是過氧化氫；反應方程式為：HOF+H2OHF+H2O2，21+H2O2+2H=I2+2H20,5H2O2+

+2+

2MnOZ+6H=2Mn+5O2t+8H2O

+10-1

(1)結構式為HOF,各元素的氧化數(shù)為H-O-F,反應方程式為F2+H2O=HF+HOF。

(2)|H2+|O2+1^=HOF；A/T-=-103.5(kJ.mol)。

(3)不穩(wěn)定的緣由在于分子中同時存在有電中性的氧原子、易極化的帶正電的氫原子和帶負

電的氟原子。分解的途徑為：

2HOF=2HF+O2.=-103,5(kJ.mor')

(4)分解產物為H2O2,反應式見上解析(4)

7、為實現(xiàn)2000年消退碘缺乏病的目標，國家衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必需加碘，其中碘以碘酸鉀或

碘化鉀的形式存在。

(1)有人烹調時，把兩種不同廠家生產的加碘鹽混合，當?shù)问炒讜r，產生紫色蒸氣，反應的

離子方程式為.

(2)這兩種加碘食鹽可以在潮濕的空氣中暴露而加以鑒別，其原理是,反

應的離子方程式.

解析：兩種不同廠家的含碘鹽中，一家含KL另一家含KICh。(1)中產生紫色蒸氣(L)，說

明101將C氧化。故答案如下：

(1)反應的離子方程式為：

IO3+5F+6CH3COOH-3I2+6CH3COO+3H2O

(2)其原理是：KI在潮濕空氣里，在陽光的作用下，會被空氣氧化產生紫黑色固體(或紫色

蒸氣。而KI03不被空氣氧化。反應的離子方程式為：41+O2+2H2O=2l2+4OH。

其次章物質結構元素周期律

第一節(jié)原子結構和板外電子排布

1、下列說法是否正確？如不正確，應如何改正？

(l)S電子繞核旋轉，其軌道為一圓圈，而P電子是走8字形。

(2)主量子數(shù)為1時，有自旋相反的兩條軌道。

(3)主量子數(shù)為3時，有3s、3p、3d和3/四條軌道。

解析：本題是涉及電子云及量子數(shù)的概念題。必需從基本概念動身推斷正誤。

（1）不正確，因為電子運動并無固定軌道。應改正為：S電子在核外運動電子云圖像或幾率

密度分布是一個球體，其剖面圖是個圓。而P電子云圖或幾率密度分布是一個紡錘體，其剖面圖

是8形。

（2）不正確。因為〃=1、1=0、加=0,只有一個1s原子軌道，應改為：主量子數(shù)為1時，在

1s原子軌道中有兩個自旋相反的電子。

（3）不正確。因為，?=3時，/只能取0、1、2,所以沒有3人另外3s、3p、3d的電子云形態(tài)

不同，3P還有機=0、±1三種空間取向不同的運動狀態(tài)，有3個原子軌道，3d有"1=0、±1和±2

五種空間取向，有5個原子軌道，因此應改為：主量子數(shù)為3時，有9個原子軌道。

2、現(xiàn)代原子結構理論認為，在同一電子層上，可有s、p、d、f、g、h……等亞層，各亞層分

別有1、3、5……個軌道。試依據電子填入軌道的依次預料：

（1）第8周期只有種元素。

（2）原子核外出現(xiàn)第一個“電子的元素的電子序數(shù)是/

（3）依據“穩(wěn)定島”假說，第114號元素是一種穩(wěn)定同位素，半衰期很長，在自然界都可能

可以找到。試推想第114號元素屬于周期族元素，原子的外圍電子構型是。

解析：本題考查四個量子數(shù)和電子排布等學問。

（1）依據電子的填充特點：nsnp,可知在第8周期中,含有s、p、d、

/、g,其填充的元素種數(shù)為：1X2+3X2+5X2+7X2+9X2=50（種）。解答此間時還可以依據元

素原子核外電子排布規(guī)律，用數(shù)學歸納法得出其通式，求出答案。

周期所能容納

周期數(shù)能級組電子亞層數(shù)電子數(shù)

的元素種數(shù)

11s212=2XI22

22s22P228=2X228

33?3p628=2X228

43/Zs24P6318=2X3218

54小5s25P6318=2X3218

64嚴5?。?s26P6432=2X4232

nns2njr6

綜上歸納，當〃為偶數(shù)時，每一能級最多可容納2勺+1）2個電子，化簡即得”周期里等-種

元素：當”為奇數(shù)時，每一個能級組最多可容納2（上口+個電子，化簡即得〃周期把1匚種

22

元素。這樣不難推出第8周期所能容納的電子數(shù)為50種元素。

（2）依據（D的分析，第一個出現(xiàn)切■的元素應當是第8周期H1B族，應當為類鋼系元素，

其價電子構型為歹7d?2。因此它的原子序數(shù)為139。

（3）114號元素可以氮為基準。依據每一周期的元素種數(shù)，得知該元素應當在第七周期，而

位于第七周期的稀有元素的原子序數(shù)應當為118號，然后逐步往元素周期表的前面推，正好推到

IVA族，因此它的價電子構型為7s27P2。

3、假定某個星球上的元素聽從下面的量子數(shù)限制。"=1、2、3…；1=0,K2……；機=±1；

砥=+1/2,則在此星球上，前4個惰性元素的原子序數(shù)各是多少？

解析：依據量子數(shù)的限制，每周期只能有（2〃-1）個元素（可以〃=2為例排一下，特殊留意

m=±1與ms=+1/2這兩條限制,看是否只排出3種元素），最終一種元素的序數(shù)為〃2。這樣，可

得如下周期表形式：

234

56789

10111213141516

滿殼層為惰性元素，即1、4、9、16號元素。

4、(1)歐洲核子探討中心于1995年9、10月間制成了世界上第一批反原子——共9個反氫

原子，揭開了人類制造與利用反物質的新篇章。反氫原子的核電荷數(shù)是,核外電子數(shù)是

(2)1974年Dye得到含獨立的Na一離子的化合物。試畫出Na一離子的基態(tài)電子組態(tài)。

(3)金屬鈉和鉛的合金可部分溶于液氨，形成溶液。該溶液導電率的測定試驗證明其中除少

量NH；與NH之外只存在一種陽離子和一種陰離子，且它們的個數(shù)比為4：1,陽離子只帶一個正電

荷，陰離子包括9個原子。試寫出該溶液中電解質化學式。

解析：(1)反物質的探討是現(xiàn)代科學探討的一個前沿。當物質與反物質相遇時就會發(fā)生湮滅,

釋放出能量。反氫原子核電荷是負電荷，為一1;核外電子則為正電子，正電子數(shù)為1。

(2)金屬在特定的條件下也可以帶上負電荷。Dye利用穴醒的筆狀分子逐個封閉Na+離子，

晶體中有一半的Na為Na\Na」的基態(tài)電子組態(tài)為Is22s22P63s2。

(3)Na—Pb合金在液氨的溶劑作用下，Na易失去電子成為Na+；從元素角度考慮，陰離子

是由Pb原子得電子形成的。依題意，陰離子包括9個原子，又陰、陽離子個數(shù)比為1：4,所以陰

離子為Pbj。電解質的化學式為Na4Pb”

其次節(jié)元素周期律與元素周期表

1、A元素的核外電子排布是4s24P2,則下列說法中正確的是()

A.A常溫下可與氧氣化合為ACh

B.A可與濃HNO3反應

C.A單質有很強的金屬性

D.A的氯化物AcL可以發(fā)生水解反應

解析：本題考查元素周期律與核外電子排布的相關學問。首先推斷出A在元素周期表中的位

置以及是何元素，再利用元素周期律分析各選項的正誤。由A的核外電子排布4s4/可知A在第

4周期第IVA族，是Ge。IVA族元素位于元素周期表的中部，即無很強的金屬性，又無很強的非

金屬性。通常金屬性強的金屬易與氧氣化合，如K、Na、Ca等；而金屬性弱的金屬不易與氧氣化

合，如Cu、Ag、Au等；不很活潑的金屬的鹽通常簡潔發(fā)生水解，如鉛鹽、錫鹽等。因此可推斷

出B、D選項符合題意。

2、指出下列元素景族元素還是副族元素？位于周期表第幾周期第幾族？

(1)Is22s22P63s23P5(2)[Kr]4Jl05?5p2

(3)[Ar]3^4.v2(4)[Ar]3d°4sl(5)[Ar]4sl

解析：先依據其外圍電子構型確定在元素周期表中的位置，再確定其所在周期和族。

(1)p區(qū)，HI—VIDA族或零族，