高中化學(xué)競賽教材(第一部分)

黃岡中學(xué)化學(xué)奧賽培訓(xùn)教程

書目

上冊（75頁,2.5M）

第一章化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變更和能量變更

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)

其次節(jié)肉子反應(yīng)和事子方程式

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)中的能量變更

第四節(jié)除合解題

其次章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)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(xué)健

第四節(jié)分子間作用力

第五節(jié)晶體結(jié)構(gòu)

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(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率

其次節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

第三節(jié)化學(xué)平街

第一章化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變更和能量變更

第一節(jié)氧化還原反應(yīng)

1、依據(jù)下列三個反應(yīng)，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(yīng)中還原劑都是鹽酸。不同的氧化劑與同一還原劑反應(yīng)時，若反應(yīng)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(yīng)有兩種產(chǎn)物，故設(shè)PaO的化學(xué)計量數(shù)為“1”。用待定系數(shù)

法配平的關(guān)鍵是選準(zhǔn)一種物質(zhì)的化學(xué)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(zhì)Fe3c按常規(guī)化合價分析無法確定Fe和C的詳細(xì)化合價，此時可令組成該物

質(zhì)的各元素化合價為零價，再依據(jù)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(zhì)的化學(xué)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(guān)系為：

2N2(+1-0)降2X1

N+1—+5升4X1

用視察法調(diào)整確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，故：

5NH4NO3=4N2t+9H2O+2HNO3

注:若配平常不用此平均標(biāo)價法，則要分析同種元素化合價升降關(guān)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(shè)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?jǐn)?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(yīng)的離子表達(dá)式：

2++2+3+

MnO1+Fe+HFY=Mn+Fe+H20

②分別寫出氧化和還原半反應(yīng)：Fe2+-e->Fe3+X5

+-2+

MnO；+8H+5e-Mn+4H2OX1

③依據(jù)反應(yīng)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(zhì)時，化學(xué)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(guān)鍵是把氧化還原反應(yīng)方程式拆為兩個半反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)氫電極和標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)作原電池的負(fù)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(yīng)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(zhì)(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(guān)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(jīng)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(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，從而降低毒性。本題答案為A。

注：設(shè)法使重金屬離子轉(zhuǎn)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(yīng)的離子方程式錯誤的是()

A.等物質(zhì)的量的Ba(OH)2與NH4Hse)4在溶液中反應(yīng)：

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(yīng)：

+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(jìn)一步電離成H+和SO；,且Ba(OH)2與NH4HSO4等物質(zhì)

的量反應(yīng)，故NE+與H+分別與OFT反應(yīng)，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(jié)合元素化合物的學(xué)問，從多個側(cè)面考查對離子方程式正誤的推斷。有的同學(xué)對D

選項產(chǎn)生懷疑：產(chǎn)物中的陰離子是CO；-還是0H?細(xì)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(yīng)將全部消耗，故D選項不符合題意。

4、下列反應(yīng)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(yīng)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(wù)

必熟識其應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dāng)反應(yīng)后溶液是中性時其反應(yīng)

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(yīng)為：Ba+

-

S04=BaSO4I。

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

議先寫成化學(xué)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(jìn)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(jù)試驗結(jié)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(xué)式：。

(3)寫出從溶液D生成沉淀E離子反應(yīng)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(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)熱化學(xué)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(jù)已知的N三N鍵、H—H鍵的鍵能數(shù)據(jù)和能量守恒原理，就可算出N—H鍵的鍵能。

設(shè)N—H鍵的鍵能為X,應(yīng)有如下關(guān)系：

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

X=391.5(kJ/mol)

注：本題利用鍵能計算反應(yīng)熱的大小，要求駕馭

Q=EE生成物一反應(yīng)物計算關(guān)系式。

2、強酸與強堿在稀溶液里反應(yīng)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(yīng)均是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，Q、。2、。3的關(guān)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(yīng)，使它們/

都顯強酸性，好像中和熱應(yīng)相同，事實上并不相同，HNCh有一個分子內(nèi)

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(yīng)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(dá)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(dá)到平衡時，放出能量為Q2。則Qi和Q2應(yīng)滿意的關(guān)系是（）

A.Q2<QI<Q

B.Q<Qi/2

C.0=。|/2

D.Q>Q2>QI/2

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

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

當(dāng)在相同體積的密閉容器通入物質(zhì)的量為一半的氣體時，相應(yīng)壓力也降了一半，所以NE的得率

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

應(yīng)，總壓增大有利平衡向正方向移動，相反，則逆向移動。因此，應(yīng)選A和B。

注：合成氨的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，所以不行能完全反應(yīng)。故熱量不等于。。

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

熱密閉的同一容器中反應(yīng)，SCh的產(chǎn)率為江則〃與b的正確關(guān)系為（）

A.a>bB.a=bC.a<bD.無法推斷

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

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

而有利于平衡逆向移動；若反應(yīng)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(chǎn)率多，絕熱體系的產(chǎn)率低，因此，應(yīng)選A。

5、依據(jù)蓋斯定律和下列數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)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(yīng)①的反應(yīng)熱為110.5Kjo

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

解析:查出各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焰兇總98的值，代入M嬴=Z(A"7)產(chǎn)物一工0可")反應(yīng)

物即可。

該反應(yīng)方程式為：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),查出各物質(zhì)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(chǎn)物-反應(yīng)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(yīng)是放熱反應(yīng)。

7、已知2一丁烯有順、反兩種異構(gòu)體，前者能量比后者高SG-),在某反應(yīng)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A(yù)G一和平衡常數(shù)K有如下關(guān)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?jǐn)?shù)(物質(zhì)的量分?jǐn)?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(zhì)的量之比，從而求得兩者的物質(zhì)的

量分?jǐn)?shù)。

(1)設(shè)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(zhì)的量分?jǐn)?shù)為I-'=1762=。238

1-X+X1

反一2-丁烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：1-0.238=0.762

(2)依據(jù)題意，自由能差A(yù)G-與平衡常數(shù)有定量關(guān)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(fù)號”，在進(jìn)行有關(guān)焰(H)、燧(S)、自由能(G)等的計

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

兩種異構(gòu)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(yīng)為負(fù)值。

8、求反應(yīng)CaCOMs尸CaO(s)+CCh(g)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自發(fā)進(jìn)行的最低溫度。

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

\S~

進(jìn)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(yīng)自發(fā)進(jìn)行，必需TAS—故T＞以一時反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

AH-179kJ/mol

=1111.8K

AS-0.161kJ/mol

故反應(yīng)自發(fā)進(jìn)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(yīng)的硫化物。

(1)寫出反應(yīng)方程式。

(2)依據(jù)熱力學(xué)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(dāng)？

(3)表明哪種涂料不合適？

(4)對于生成PbS的狀況，為使白色復(fù)原，用H2O2處理使生成PbSO」。依據(jù)熱力學(xué)原理，

簡潔地暴露于空氣能否達(dá)到同樣的效果？

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

:0.40其他氣體：1.03

_

各物質(zhì)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(yīng)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(dāng)。

同理,反應(yīng)②的AGT=-62.3kJ?mo「*AG^=—28.6kJ?mol<0.所以也能發(fā)生反應(yīng)，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(xué)上講是可以達(dá)到同樣效果的。

2、下列氣相反應(yīng)可在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)發(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(xué)鍵鍵能(kJ?mol-1)化學(xué)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(yīng)的反應(yīng)熱并說明它們是放熱的還是吸熱的。

(2)說明上述反應(yīng)的懶變是正的還是負(fù)的。

(3)若反應(yīng)是可逆的，請說明壓力對化學(xué)平衡的影響。

解析：(1)反應(yīng)的△〃—=X。反應(yīng)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(yīng)①是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②與反應(yīng)③都是吸熱反應(yīng)。

(2)反應(yīng)①的/以=1,所以是熠增大的反應(yīng)。

反應(yīng)②的/2=—1,所以是懶減小的反應(yīng)。

反應(yīng)③的4必=—1,所以是懶減小的反應(yīng)。

(3)對反應(yīng)①，因/以=1,所以壓力增大，有利于反應(yīng)逆向移動。

對反應(yīng)②，因/以=-1,所以壓力增大，有利于反應(yīng)正向移動。

對反應(yīng)③，因44=—1,所以壓力增大，有利于反應(yīng)正向移動。

3、多硫化鈉NazS*(x22)在結(jié)構(gòu)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(yīng)中Na2sx與NaClO的物質(zhì)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(jié)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(yīng)式為：S^.-+8,vOH—(6x+

2)el=xSOf+4xH?O

由這兩個電極反應(yīng)式及1：16,可得到以下關(guān)系式：

2：(6x+2)=l：16得x=5

所以，本題答案為A。

4、反應(yīng)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(xué)方程

式，當(dāng)氧氣有1/3被NO還原時，參與反應(yīng)的各物質(zhì)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(yīng)按此配平，詳細(xì)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(yīng)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(jīng)鑒定：反應(yīng)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(jié)構(gòu)類同于纖維鋅礦(ZnS),組成穩(wěn)定，A的主要化學(xué)性質(zhì)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(yīng)放出氣體。

(1)寫出A的化學(xué)式。

(2)寫出A的生成反應(yīng)方程式。

(3)寫出A與CL反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(4)寫出A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。

解析：由題意得知反應(yīng)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(yīng)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(xí)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(xì)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(yīng)；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(rèn)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(xì)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(jié)構(gòu)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(yīng)方程式。

(2)下面給出了幾個分子和基團化學(xué)鍵的鍵能:

OHOFHF

H2O2F2

E(kJ?mor1)432494155424220566

試計算次氟酸的生成熱(即從單質(zhì)生成Imol該酸反應(yīng)的熱效應(yīng))。

(3)為什么次氟酸不穩(wěn)定？試預(yù)料它分解的可能途徑，求出次氟酸分解的熱效應(yīng)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(chǎn)物？寫出全部反應(yīng)的方程式。

解析：(1)氟與冰反應(yīng)，生成HOF,當(dāng)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(chǎn)物為HF,所以反應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)式為H-O—F。它的結(jié)構(gòu)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(fù)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(zhì)生成1摩爾該酸的反應(yīng)的熱效應(yīng)。計算生成熱時，可寫出由單質(zhì)

生成該化合物的反應(yīng)方程式，不管該反應(yīng)是否能發(fā)生。

該反應(yīng)可寫出如下反應(yīng)方程式：

-O2+|H2+-F2=HOF

ri(B、E)=Zri(B、E)反應(yīng)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(fù)電荷的氟

原子，從而易分解成單質(zhì)。2和氟化氫：2HOF=2HF+C)2，反應(yīng)物熱效應(yīng)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(fù)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(chǎn)物為常見的H2O2,故分解

+

產(chǎn)物是過氧化氫；反應(yīng)方程式為：HOF+H2OHF+H2O2，21+H2O2+2H=I2+2H20,5H2O2+

+2+

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

+10-1

(1)結(jié)構(gòu)式為HOF,各元素的氧化數(shù)為H-O-F,反應(yīng)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(fù)

電的氟原子。分解的途徑為：

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

(4)分解產(chǎn)物為H2O2,反應(yīng)式見上解析(4)

7、為實現(xiàn)2000年消退碘缺乏病的目標(biāo)，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(diào)時，把兩種不同廠家生產(chǎn)的加碘鹽混合，當(dāng)?shù)问炒讜r，產(chǎn)生紫色蒸氣，反應(yīng)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(yīng)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(chǎn)生紫色蒸氣(L)，說

明101將C氧化。故答案如下：

(1)反應(yīng)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(chǎn)生紫黑色固體(或紫色

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

其次章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)和板外電子排布

1、下列說法是否正確？如不正確，應(yīng)如何改正？

(l)S電子繞核旋轉(zhuǎn)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)改為：主量子數(shù)為3時，有9個原子軌道。

2、現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論認(rèn)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(jù)電子填入軌道的依次預(yù)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(jù)“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(gòu)型是。

解析：本題考查四個量子數(shù)和電子排布等學(xué)問。

（1）依據(jù)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(jù)元

素原子核外電子排布規(guī)律，用數(shù)學(xué)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(yán)5?。?s26P6432=2X4232

nns2njr6

綜上歸納，當(dāng)〃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(dāng)”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(jù)（D的分析，第一個出現(xiàn)切■的元素應(yīng)當(dāng)是第8周期H1B族，應(yīng)當(dāng)為類鋼系元素，

其價電子構(gòu)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(zhǔn)。依據(jù)每一周期的元素種數(shù)，得知該元素應(yīng)當(dāng)在第七周期，而

位于第七周期的稀有元素的原子序數(shù)應(yīng)當(dāng)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(gòu)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(jù)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(zhì)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(dǎo)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(zhì)化學(xué)式。

解析：(1)反物質(zhì)的探討是現(xiàn)代科學(xué)探討的一個前沿。當(dāng)物質(zhì)與反物質(zhì)相遇時就會發(fā)生湮滅,

釋放出能量。反氫原子核電荷是負(fù)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(fù)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(zhì)的化學(xué)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(yīng)

C.A單質(zhì)有很強的金屬性

D.A的氯化物AcL可以發(fā)生水解反應(yīng)

解析：本題考查元素周期律與核外電子排布的相關(guān)學(xué)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(jù)其外圍電子構(gòu)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，