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1、一份耕耘 ,一份收获1 黄冈中学化学奥赛培训教程（精美word版）目录上册（ 75 页， 2.5M）第一章化学反应中的物质变化和能量变化第一节氧化还原反应第二节离子反应和离子方程式第三节化学反应中的能量变化第四节综合解题第二章 物质结构元素周期律第一节原子结构和核外电子排布第二节元素周期律与元素周期表第三节化学键第四节分子间作用力第五节晶体结构第六节综合题解第三章 气体、溶液和胶体第一节气体第二节胶体第三节溶液第四节综合题解第四章化学反应速率及化学平衡第一节化学反应速率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
2、 - - - - - - - 第 1 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获2 第二节影响化学反应速率的因素第三节化学平衡第一章化学反应中的物质变化和能量变化第一节氧化还原反应1、根据下列三个反应，排出氧化剂氧化性的强弱顺序：A4HCl MnO2MnCl2Cl2 2H2O B16HCl 2KMnO4=2KCl 2MnCl25Cl2 8H2O C4HCl O22CuC l4502Cl2 2H2O 解析： 这三个反应中还原剂都是盐酸。不同的氧化剂与同一还原剂反应时，若反应越易发生，则氧化剂的氧化性越强，反之就弱，故其氧化性顺序由强到弱：KMnO4MnO2O2。2
3、、配平氧化还原方程式：P4OCl2FY=POCl3P2Cl5解析：本题中P4O 中的 P 元素对应有两种产物，故设P4O 的化学计量数为“1” 。用待定系数法配平的关键是选准一种物质的化学计量数为1。令 P4OaCl2=bPOCl3cP2Cl5，由原子守恒得：42 ,21 / 4,1,1,235 ,3 / 2。bcabbabcc解 得代入整理得： 4P4O21Cl2=4POCl56P2Cl53、配平下列方程式：Fe3CHNO3=Fe(NO3)3NO2CO2H2O 解析：复杂物质Fe3C 按常规化合价分析无法确定Fe 和 C 的具体化合价，此时可令组成该物质的各元素化合价为零价，再根据化合价升降
4、法配平。33Fe(03)9C 0+4 4N +5+4113升共 升 131升降再用观察法，不难确定各物质的化学计量数为：1、22、3、13、1、11，故为Fe3C22HNO3=3Fe(NO3)313NO2 CO2 11H2O 4、配平 NH4NO3FY=N2 HNO3 H2O 解析： NH4NO3中 N 的平均化合价为1 价，则元素化合价升降关系为：2N 2(10) 降 23 1 N 1 5 升 43 1 用观察法调整确定各物质的化学计量数，故：5NH4NO3=4N2 9H2O2HNO3注 ： 若 配 平 时 不 用 此 平 均 标 价 法 ， 则 要 分 析 同 种 元 素 化 合 价 升
5、降 关 系 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获3 +4232N HN, N ON,决不会出现化合价交叉现象，即不会出现43N HN O的情况。5、问四氧化三铁中铁的氧化数为多少？解析：已知氧的氧化数为2，设铁的氧化数为x，则 3x43 ( 2)=0 83x故所以 Fe3O4中 Fe 的氧化数为83。注：氧化数可以为分数。6、用离子电子法配平下列方程：KMnO4FeSO4H2SO4FY=MnS
6、O4Fe2(SO4)3K2SO4H2O 解析：写出反应的离子表达式：4M nOFe2+H+FY=Mn2+Fe3+ H2O 分别写出氧化和还原半反应：Fe2+eFe3+3 5 4M nO8H+5eMn2+ 4H2O3 1 根据反应过程中得失电子相等原则，配平氧化剂和还原剂系数：4M nO5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+ 4H2O H2SO4作介质时，化学方程式可写为：2KMnO410FeSO48H2SO4=K2SO42MnSO45Fe2(SO4)38H2O 注：离子电子法配平的关键是把氧化还原反应方程式拆为两个半反应式，再利用电子得失守恒即可消去电子，得方程式。7、计算由标准氢电极和标准镉电
7、极组成的电池的自由能。解析：E Cd /Cd = - 0.402 6VE H+/H20+2E代数值较小的电极应作原电池的负极，E代数值较大的电极为正极，因此电池的符号可表示为： （） Cd|Cd2+(1mol/L)/H+(1 mol/L)|H2(Pt)() 0E E 正负- E - ( 0.402 6)= + 0.402 6V-E -G= -nF23 96 5003 0.402 6=77 701.8J/mol 第二节离子反应和离子方程式1、在 pH=1 的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是（）A Al3+、 Ag+、 ClB Mg2+、43N H、N O、ClC Ba2+、 K+、 CH3C
8、OO、Fe3+ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获4 D Zn2+、Na+、234N O、SO解析： A 组由于Ag+Cl=AgCl 而不能共存；C 组因生成弱电解质(H+ CH3COO=CH3COOH) 而不能共存，且Fe3+是棕黄色的，故答案为A、C。注：解答此类题的关键是掌握离子能否共存的判断规则。2、重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。经化验甲废液呈碱性，主要有毒离
9、子为Ba2+离子，如将甲、乙废液按一定比例混合，毒性明显降低。乙废液中不可能含有的离子是（）ACu2+和24SOBCu2+和 ClCK+和24SODAg+和3NO解析： 沉淀 Ba2+必须用24SO，而在 A、C 两选项中均含有24SO，但 C 项中 K+无毒性，A 项中 Cu2+可与甲废液中OH反应生成 Cu(OH)2沉淀，从而降低毒性。本题答案为A。注：设法使重金属离子转化为沉淀，使其毒性明显降低。若仅考虑将Ba2+沉淀为 BaSO4，即选 C。3、下列反应的离子方程式错误的是（）A等物质的量的Ba(OH)2与 NH4HSO4在溶液中反应：Ba2+2OH+244N H+H+S O=BaSO
10、4 NH32 H2OH2O B氢氧化铁与足量的氢溴酸溶液反应：Fe(OH)33H+=Fe2+3H2 H2O C足量的CO2通入饱和碳酸钠溶液中：CO223C OH2O=32H C OD向碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水：Ca2+32 H CO2OH=CaCO323C O2H2O 解析：对于A：4H SO在水溶液中进一步电离成H+和24SO，且 Ba(OH)2与 NH4HSO4等物质的量反应， 故 NH4+与 H+分别与 OH反应，故 A 正确。对于 B， 氢溴酸是强酸， Fe(OH)3为难溶物，故也正确。对于C，由于 NaHCO3溶解度小于Na2CO3，且 Na2CO3为饱和溶液，故析出的是N
11、aHCO3晶体，故 C 错误。对于D， Ca(OH)2少量，故溶液中还有23C O存在，若 Ca(OH)2过量，则不能有23C O存在。故 D 正确。本题答案为C。注：本题结合元素化合物的知识，从多个侧面考查对离子方程式正误的判断。有的同学对 D 选项产生怀疑：产物中的阴离子是23CO还是 OH？仔细分析可发现，加入的石灰水是少量， n(OH)Q1Q3 CQ2Q3Q1 DQ2=Q3Q1解析：酸在水中电离成H+和酸根是一个吸热过程，所以，酸越弱，电离热就越大；反之越小。因此，CH3COOH 的电离热最大；按理H2SO4（第一级）与HNO3同是强酸，特别在水中，由于水的拉平效应，使它们都显强酸性，
12、似乎中和热应相同，实际上并不相同，HNO3有一个分子内氢键（如图） ，所以它比H2SO4（第一级）酸性要弱，在电离成3N O时要破坏氢键而消耗能量。其次，H2SO4分子间虽然也有氢键，但在溶解过程中首先形成水合硫酸放出大量热量，破坏氢键并促使离解，所以硫酸的中和热要大于硝酸的中和热。应选C。3、已知273K 时， N2(g)3H2(g)2NH3(g) Q(Q0)，在相同温度条件下，向一密闭容器中通入1 mol N2和 3 mol H2，达到平衡时，放出能量为Q1，向另一体积相同的密闭容器中通入0.5mol N2和 1.5 mol H2，达到平衡时，放出能量为Q2。则Q1和 Q2应满足的关系是（
13、）AQ2Q1Q BQ2Q2Q1/2 解析：热化学反应方程式中Q 是指 1 mol N2和 3mol H2完全反应，生成2 mol NH3时放出的热量，而实际反应平衡时，并没有完全反应，即没有生成2 mol NH3，比 2 mol NH3少，OHON名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获7 所以 QQ1。 当在相同体积的密闭容器通入物质的量为一半的气体时，相应压力也降了一半，所以 NH3的得率相应要
14、比1 mol N2和 3 mol H2的低。所以放出的热量2112QQ。因为合成氨反应是体积缩小的反应，总压增大有利平衡向正方向移动，相反，则逆向移动。因此，应选 A 和 B。注：合成氨的反应是一个可逆反应，所以不可能完全反应。故热量不等于Q。4、反应25V O2231SO(g)+O(g)SO2在恒温下的密闭容器中进行，SO3的产率为a；而在绝热密闭的同一容器中反应，SO3的产率为 b，则 a 与 b 的正确关系为（）AabBa=bCabD无法判断解析：由于25V O2231SO(g)+O(g)SO(g)2是一个放热反应，能散去一部分热量将有利于正向反应； 若能把产生的热积聚起来，将会使绝热容
15、器中反应体系的温度升高，将不利于正向反应而有利于平衡逆向移动；若反应体系的温度升高到一定温度（约630以上），将会使催化剂的活性降低，甚至消失。 由此可见， 在恒温体系的产率多，绝热体系的产率低，因此，应选A。5、根据盖斯定律和下列数据，计算反应的Q1值：211C ()O(g )C O (g)2Q石 墨C(石墨 ) O2(g)=CO2(g)393.5kJ 221C O(g)+O(g)CO(g)+283kJ2解析：将 C（石墨）作为起始状态、CO2(g)作为最终状态，则由C（石墨）生成CO2(g)有下列两种途径：由盖斯定律： Q2=Q1Q3故 =所以 Q1=393.5kJ283kJ=110.5k
16、J 即反应的反应热为110.5Kj。6、由生成焓数据计算氨的氧化反应的298H，并指出此反应是吸热还是放热反应？解析： 查出各物质的标准生成焓f ,298H的值，代入298ff()()HHH产 物反应物即可。该反应方程式为：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g) 6H2O(g)，查出各物质的f ,298H的值：32f(NO)(g)f ,(NH)(g)f(HO)(g)46.19kJ/mol,90.37kJ/mol,241.83kJ/mol。HHHC(石墨 ) CO2(g) CO(g) （）Q2Q1Q3（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
17、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获8 298ff()()490.376(241.83)4(46.19)5(0.00)904.74kJ/molHHH则产 物反 应 物2980H表明氨的氧化反应是放热反应。7、已知 2丁烯有顺、反两种异构体，前者能量比后者高()G，在某反应条件下它们处于平衡，其平衡常数K 如下：CH3CH3HHCCCH3CH3HHCC顺-2-丁烯反-2-丁 烯3.20K反 式顺 式自由能差G和平衡常数K 有如下关系：1n2.303lgGRTKPTK式中 R=8.31J
18、2 mol12 K1, T=298K。（1）求该平衡时，顺、反式的摩尔分数（物质的量分数）。（2）求顺、反式的自由能差（请以kJ/mol 表示）。（答案均取3 位有效数字）解析：利用平衡常数可求得平衡时顺，反2丁烯的物质的量之比，从而求得两者的物质的量分数。（1）设平衡时顺反式分别为(1X)mol 和 X mol，则有：3.200.7621XKXX所以，顺 2丁烯的物质的量分数为110.7620.23811XXX反 2丁烯的物质的量分数为：10.238=0.762 （2）根据题意，自由能差G与平衡常数有定量关系：G=2.3083 8.313 2983 lg3.20=2 880(J/mol) 即
19、 2.88kJ/mol 故答案：（1）顺式： 0.238, 反式： 0.762. （2）G=2.88kJ/mol 。注：求算G时，切不可丢掉“负号” ，在进行有关焓（H） 、熵（ S） 、自由能（ G）等的计算中，H、S、G 均为生成物与反应物的相关物理量之差。题目中已指出“2丁名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获9 烯有顺，反两种异构体，前者的能量比后者高”，由此也可确定顺反式2丁烯的自由能差
20、应为负值。8、求反应CaCO3(s)=CaO(s) CO2(g)在标准状态下自发进行的最低温度。解析：欲使反应自发进行，必须,HTSHTS故时反应自发进行，从而求得自发进行时的最低温度。CaCO3(g)=CaO(s) CO2(g); H298=179.0kJ/mol 298298298298298298298-1130.8kJ/mol179.0kJ/mol130.8kJ/mol2980.161kJ/mol KGGHTSHGGTK欲使反应自发进行，必须,HTSHTS故时反应自发进行。179kJ/mol1111.80.161kJ/molHKS故反应自发进行的最低温度是1111.8K。第四节综合解题
21、1、PbCO3（存在于白铅矿中）和ZnO（白锌）常用来做白色涂料。H2S 可将这些化合物变成相应的硫化物。（1）写出反应方程式。（2）根据热力学讨论， 若空气中H2S 的浓度为 0.007mg2 m3,使用这些涂料是否妥当？（3）表明哪种涂料不合适？（4）对于生成PbS 的情况， 为使白色恢复， 用 H2O2处理使生成PbSO4。根据热力学原理，简单地暴露于空气能否达到同样的效果？25、1 atm 下空气的平均组成 （按体积百分数） 为： N277.90 O220.70 CO20.026 H2 0.40 其他气体： 1.03 各物质的f(kJ/m ol)G是：PbCO3(s) 626.0 H2
22、S(g) 33.0 PbS(s)92.6 ZnO(s) 318.0 ZnS(s) 184.8 CO2(g) 394.2 H2O(g) 228.5 PbSO4(s) 811.0 解析：（1） PbCO3(s)H2S(g)=PbS(s)H2O(g)CO2(g) ZnO(s)H2S(g)=ZnS(s) H2O(g) （2）反应的1:G名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获10 22231f,pbs (s
23、)f,C O(g )f,HO (g )f,HS(g )f,PbC O (s )12212(394.2)(228.5)(92.6)(33.0)(626.0)56.3(kJm ol)(C O)(HO )1n(HS)GGGGGGppGGRTp0.007mg2 m3H2S 所占的体积比为：920.0072980.0072980.02240.02245.0101000(HS)273100034.08273M所以 p(H2S)=5.03 109atm 194110.0260.4056.310008.314298 ln5.0101001004.3110(J mol)41.3(KJmol)0G则所以 PbCO
24、3白涂料会发黑，即不妥当。同理，反应的2G=62.3kJ2 mol1, 2G=28.6kJ2 molHEGJDDBIA）确定它们的相对位置。 同性相似的元素在周期表中位置相邻，其中相对原子质量相差较大的为同族相邻，相对较小的为同周期相邻。然后，按照相对原子质量小的元素其原子序数小原则排列，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获18 故上述元素在表中的相对位置为：A I B C D J G E H
25、 F 4、下图表示元素X 的前五级电离能的对数值，试推测X 可能是哪些元素？解析：本题考查对图形的分析，要注意图中纵坐标的标度是对数值，因此X 元素的第二和第三三电离能之间有突变，说明它有两个电子容易电离，电离第三个电子需要破坏8电子构型，所以它是IIA族元素。图中示出5 个电子的电离能值，因此它不可能是Be。因为 Be原子总共只有4 个电子， 综合分析， X 可能是 Mg、Ca、Sr 或 Ba。所以 X 可能是 Mg、Ca、Sr 或 Ba。第三节化学键1、BF3的几何构型为平面正三角形，而NF3却是三角锥形，试用杂化轨道加以说明。解析： 用 sp2杂化轨道、sp3杂化轨道的空间构型及等性杂化
26、和不等性杂化轨道加以说明。在 BF3中 B原子以三个sp2杂化轨道分别与三个P原子的 2p 轨道形成 3 个 sp2p键，B 原子的三个sp2杂化轨道是等性杂化轨道，其空间构型为平面正三角形，所以BF3的几何构型的为平面正三角形。而 NF3中，N 原子形成 4 个 sp3杂化轨道，其中有一个杂化轨道已排布两个电子（弧电子对） ，能量稍低，另外3 个杂化轨道仅排1 个电子，能量稍高。N 原子用这 3 个能量相等、各排布有1 个电子的 sp3杂化轨道分别于3 个 F 原子的 2p 轨道形成 3 个 sp3p键间的夹角小于 10928(实为 102.5)。因此 NF3分子的几何构型为三角锥形。2、试
27、分别用价键理论和分子轨道理论说明稀有气体不能形成双原子分子的理由。解析：从稀有气体原子间的电子不能配对成键和它们的键极为零分别进行说明。稀有气体外层电子结构为ns2np6（He除外），是稳定的8 电子构型，现以Ne 为例加以说明。价键理论认为：氖的外层电子结构为2s22p6或2s2p，所有电子都已互相成对，当两个Ne 原子接近时，不能再相互配对（原子中无未成对电子），所以 Ne 不能形成 Ne2分子。分子轨道理论认为：若能形成Ne2分子，则其分子轨道排布式为：KK( 2s)2*2222*2*2*22222222()()()()()()()xyzyzxspppppplgIE1 2 3 4 5 3
28、3333名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获19 88022成 键 电 子 数 -反 键 电 子 数其 键 极 =所以 Ne 不能形成双原子分子。3、NSF 是一种不稳定的化合物，它可以聚合成三聚分子A，也可以加合一个F生成 B，还可以失去一个F变成 C。（1）试写出 NSF 和产物 A、 B、C 的 Lewis 结构式。（2）预期 A、 B、C 中哪一个NS 键最长？哪一个NS 键最短？为什
29、么？（3）假设有 NSF 的同分异构体存在SNF ，请按照（ 1） 、 （2）内容回答问题。解 析 ： （ 1 ） 本 题 可 采 用Lewis结 构 理 论 ， 计 算 出NSF的 化 学 键 数 。 因38(567)3,22sn应该是三条共价键， 即 N=SF， 但它存在形式电荷：NSF ,而N=S F中 各 原 子 的 形 式 电 荷 为 零 ， 所 以 只 要 修 正S原 子 的nr=10即 可 。(1028)(567)4,22sn所以 NSF 的 Lewis 结构式为 NSF，其中， N、S、F 的形式电荷均为零。NA.3NSFNSFFSSFNBC.NSF00.F0. NS+,.（2
30、）从 A、 B、C 的结构看， C 的 NS 键最短，因为NS 之间为共价叁键，A、 B结构式中NS 之间都为共价键，但A 中可认为有离域键存在，所以A 中 NS 键最长。（3）当 SNF 排列时， Lewis 结构式为000SNF，所以NA.3NNSFFSSFNBC.SF. NS+,.NN+NF从结构上看， C 中的 NS 键仍然最短， A 中 NS 键最长。4、1919 年 Langmuir 提出： “凡原子数与电子总数相等的物质，则结构相同，物理性质相近， ”称为等电子原理，相应的物质互称为电子体。(BN)n是一种新型无机合成材料，它与某单质互称为等电子体。工业上制造 (BN)n的方法之
31、一是用硼砂和尿素在1 0731 273 K 时反应，得到 -(BN)n及其他元素的氧化物。-(BN)n可作高温润滑剂，电器材料和耐热的涂名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获20 层材料等。如在高温下反应，可制得-(BN)n，-(BN)n硬度特高，是作超高温耐热陶瓷材料、磨料、精密刀具的优良材料。试问：（1）它与什么单质互为等电子体？（2）写出硼砂与尿素反应的方程式。（3）根据等电子原理画出-(
32、BN)n与 -(BN)n的构型。解析：等电子体是一个很重要的概念。它可以从已知物质的结构和性质推测未知的等电子体的结构和性质。由于BN 的价电子 =35=8，(BN)n的价电子数为8n(23 4n)，与金刚石和石墨的价电子数相等(4n)，而 n， 因此在此情况下4n 与 23 4n 相等。 再根据题中信息“-(BN)n硬度特高，是作超高温耐热陶瓷材料、磨料、精密刀具的材料”易知： -(BN)n结构与金刚石结构相似，而由“ -(BN)n可作高温润滑剂、电器材料和耐热的涂层材料等”可推知： -(BN)n结构与石墨相似。问（2）主要是写化学方程式。在高温下反应除生成指定产物 (BN)n外，还应生成其
33、他的稳定物质。根据质量定恒定律，这些在高温下稳定的物质Na2O、CO2、H2O。（1）-(BN)n、-(BN)n的与金刚石、石墨互为等电子体。（2）Na2B4O72CO(NH2)2=4(BN)4Na2O4H2O2CO2（3）因为 -(BN)n结构与石墨相似，-(BN)n结构与金刚石结构相似，则它们的结构画成：BNNBBNBNNN（-(BN)n结构）（-(BN)n结构）需要指出的是：在画-(BN)n结构时，要注意B、N 的位置。 B 位于 A 族，在一般化合物中每个B 原子周围只能相连三根共价键。第四节分子间作用力1、某温度、某压强下取三份等体积无色气体A，于 198K、353K 和 363K
34、下测得其摩尔质量分别为58.0g2 mol1、20.6g2 mol1；于 298K、353K、363K 下各取 1L（气体压强相同）上述无色气体分别溶于10 L 水中，形成的溶液均显酸性。则（1）无色气体是 _。（2）各温度下摩尔质量不同的可能原因是_。（3） 若三份溶液的体积相同 （设溶解后溶液温度也相同）， 其物质的量浓度比值是多少？解析： （1）由题目信息可知不同温度下测得A 气体的摩尔质量不同，并且随着温度的升高而减小， 这种情况可能是由于分子发生了缔合所致。那么，A 气体究竟是什么气体？这可以从所学过的溶于水且具有酸性的气体如HCl、 Cl2、SO2、NO2、HF 等气体去寻找。在这
35、些气体中，前四者没有能够发生分子缔合的因素，尽管NO2可以缔合，但是没有哪一种形体的分子量与题目所给数据相吻合，故A 只可能是 HF，且从摩尔质量角度验证也符合。另一方面， HF 分子间能够形成氢键，能发生分子缔合。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获21 （2）由于氢键的形成与温度无关。温度越高缔合度越小，温度越低缔合度越大。因此，温度从298K353K363K ，摩尔质量从58.0g2 m
36、ol120.6g2 mol120.0g2 mol1是可以理解的。（3）由于三种缔合体溶于水后，均成HF 单体分子。而溶液体积也是相同的，因此溶质的物质的量浓度之比应等于三种缔合体溶于水后形成的HF 单体的物质的量浓度之比。又因 p、 V 是一定的，而气体物质的物质的量也绝对温度成反比，因此在298K、353K、363K条件下制成的三种稀溶液中溶质的物质的量浓度之比为：58.020.620.0:3.53 :1.06 :1.00298353363答案： （1）HF。 （2） HF 以氢键缔合之故。 （3）缔合的HF 均以单体分子溶于水，在一定温度下，一定量的缔合气体所含单体分子的物质的量与缔合气体
37、的相对分子质量成正比；P、V 一定时，气体物质的物质的量与绝对温度成反比，故在298K、353K、363K 下制成的三种稀溶液中溶质的物质的量浓度之比为：58.020.620.0:3.53 :1.06:1.00 。2983533632、A 和 B 两种物质互相溶解的关系如图所示，横坐标表示体系的总组成，纵坐标为温度，由下往上，温度逐渐升高。T1时 a 是 B 在 A 中的饱和溶液的组成，b 是 A 在 B 中的饱和溶液的组成（T2时相应为c，d） 。 T3为临界温度，此时A 和 B 完全互溶。图中曲线内为两相， 曲线外为一相 （不饱和液） 。 某些物质如H2O和(C2H5)3N， C3H5(O
38、H)3和间 CH3C6H4NH2有低的临界温度（见图） 。请根据上述事实，回答下列问题：（1）解释图中T3存在原因。（2）说明图中所示的两对物质存在低的临界温度的原因。（3）描述图中所示的两对物质的互溶过程。解析：解本题的关键是理解图形。（1）图中所示的A、 B 相互溶解关系在中学化学中可以找到这种模型，如苯酚与水的互溶体系。将盛有苯酚的晶体和水溶液的试管加热片刻可观察到苯酚溶液。随着温度升高，两相中相互溶解度增大，两相组成也接近直至达到相同。（在 1 atm 下，该点为 65.9和 34%（苯酚） 。这与题中曲线所示A、 B 互溶体系是一致的。（2）图乙和和图甲相反，这说明图乙所示的互溶体系
39、有一种特殊的因素影响溶解度。分析给出的H2O 与(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间 -CH3C6H4NH2的例子可找出氢键这种因素，显然溶剂与溶质分子之间氢键的形成有利于互溶，而温度升高， 分子间氢键破裂，溶解度而减小。答案： （1）物质的溶解度常随着温度的升高而增大，所以在一定的温度下，A 和 B 两种物质能达到完全互溶。（2）某些物质如H2O 和(C2H5)3N，C3H5(OH)3和间 -CH3C6H4NH2存在低的临界温度的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
40、21 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获22 原因是它们在较低温度能形成分子间氢键，然而，随着温度的升高，分子间氢键破裂，所以溶解度反而减小。第五节晶体结构1、 （2005 年全国化学竞赛初赛试题）2001 年 3 月发现硼化镁在39K 时呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干一层镁一层硼地相间，图中是该晶体微观空间中取出的部分原子沿c 轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中硼原子和镁原子投影在同一平面上。（1）由下图可确定硼化镁的化学式为_。（2）在下图右边的方框里画出
41、硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获23 解析：本题是晶体结构的基础知识。解答此题的关键是如何将立体图形改写成平面图形，或将平面图形还原成立体图形。其次， 要能根据立体图形画出该晶体的晶胞。画出晶胞的关键是进行矢量平移，但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义，例
42、如晶胞的顶角应完全相同等。晶体结构中周期性重复的最基本单位必须满足3 个条件， 即化学组成相同、 空间结构相同和周围环境相同。需要指出的是，从空间点阵上截取的最基本重复单位可能有多种形式，但我们通常是截取立方体，这有利于计算。从图中看，硼原子和镁原子各自成层，相互交替穿插，硼原子层类似石墨的单层，但各自上下对照。每个硼原子都在上下两层的镁原子所形成的三棱柱的中心。也可以这样形容：镁原子间形成正六棱柱，且棱柱的上下底面还各有一个镁原子；6 个硼原子位于棱柱内。因此，可以画出下列图形（如图所示）：将此图画成立方体，可以改写成：由上图，很容易得出其化学式为MgB2。2、现有甲、乙、丙三种晶体，试写出
43、甲、乙两晶体的化学式和丙晶体中C 和 D 的个数比。解析：根据晶胞中点的位置及它对单无晶胞的贡献，可分别算出三种晶体中所含微粒的数目。甲： X 的个数 =13 1=1 Y 的个数 =114821X : Y1 :2 : 12乙： A 的个数 =13 1=1 B 的个数 =1818AB=11 丙： C 的个数 =1111244D 的个数 =1186482所以甲的化学式为X2Y 或 YX2，乙的化学式为AB 或 BA，丙中 CD=11。3、 （2005 年浙江省化学竞赛集训试题）富勒烯是一系列碳原子簇合物的总称。它的应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
44、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获24 用十分广泛，涉及光学、声学、信息学、药物学、催化、储氢、超导等。18 世纪俄罗斯数学家莱昂哈德 2欧拉通过理论论证明确指出，任何一个这样的多面体都必须恰好具有12 个五边形方能闭合形成多面体。试回答：（1）由 12 个五边形构成的最小碳笼子分子式为_，计算过程为 _。（2）除碳原子能形成笼形球状分子外，实验上还发现以金属原子部分取代碳原子的金属碳原子团族分子，即：金属碳烯。你认为能代替碳原子化合物的金属有哪几种？（3）在最小的金属碳
45、烯原子簇化合物中，金属与碳原子个数比为23，这种最小金属碳烯团簇的分子式为_（用 M 代表金属）。（4）美国研究人员通过理论计算证明，可以用24 个 X 原子和 24 个 Y 原子代替48 个碳原子形成C12X24Y24新的团簇分子， 在这种全非金属团簇分子的12 个五边形中， 每个五边形中有 _个 X 原子，有_个 Y 原子，X 是_元素， Y 是_元素。 C12X24Y24与 C60相比，热稳定性如何？解析：本题是一道综合试题。问（1）可根据信息推断出：每个碳原子与三个碳原子相连。因此最小的碳笼为：123 53=20。问（ 2）要使金属原子部分取代碳原子，形成金属碳原子团簇分子，即：金属碳
46、烯，就应该是金属的价电子与碳原子的价电子相等，即为 4 个价电子。 因此金属应该是A 族和B 族。问（ 3）其实是对问（ 1）的深化，要形成最小的金属碳烯原子簇化合物，就必须总原子数为 20。因此，金属与碳原子个数比为23，公比为 4 时，总原子数正好是20，即金属碳烯的化学式为M8C12。问（ 4）其实考查等电子体知识。要使X、 Y 原子取代C60后结构不变，就必然原子或离子半径大小近似相等，这样才不至于构型翻转，因此N、B 符合，且 N 、B 价电子数之和正好与 2C 是等电子体。再加上信息知C 与 X、C 与 Y 原子数之比为12，因此可以判断，每个五边形中，必须是1 个 C 原子、 2
47、 个 B 原子、 2 个 N 原子。由于 C12B24N24中 CN、BN 键能大，因此，C12B24N24比 C60应该更稳定。答案： （1）20，123 53=20。（2） A 族和 B 族。（3）M8C12。（4）每个五边形中，必然是1 个 C 原子、 2 个 B 原子、 2 个 N 原子；由于C12B24N24中 CN、 BN 键能大，因此，C12B24N24比 C60应该更稳定。第六节综合题解1、 （第 20 届国际化学竞赛试题）在我们这个三维空间世界里的周期系是根据四个量子数建立的，即n=1，2，3, ；l=0，1，2，, ，n1； mc=0，1， 2, ，l；ms=1/2。如果我
48、们搬到一个想象的“平面世界”去，那里的周期系是根据三个量子数建立的，即 n=1，2，3, ；m=0， 1， 2，, ，(n1)；ms=1/2，那么这个“平面世界”里的 m 所代表的意义，相当于三维世界中c 和 mc二者的作用（例如：用它也能表示s、p、d, 能级）不过我们在普通三维世界中的基本原理和方法对这个二维的“平面世界”是适用的。下面几个问题都与这个平面世界有关。（1）画出“平面世界”周期表中的前四个周期，按照核电荷数标明原子序数，写出每一元素的电子构型。（2）现在研究n3 的各元素。指出与“平面世界”中每种元素相对应的我们三维空间名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
49、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 49 页 - - - - - - - - - 一份耕耘 ,一份收获25 中各种元素的符号，请根据这种相似性估计在常温常压下，哪些“二维世界”元素是固体，哪些是液体，哪些是气体。（3）画出 n=2 的各元素的电子轨道。在“平面世界”中的有机化学是以哪一种元素为基础的（用原子序数作元素符号）？指出己烷、乙烯和环己烷分别与在“平面世界”周期表中的什么化合物对应。在“平面世界”中芳香化合物可否存在？（4）在这个“平面世界”中，有哪些规则和三维世界中所用的8 电子和 18 电子规则相当？
50、（5）画图说明n=2 的几个 “平面世界”元素的第一电离能的变化趋势。在“平面世界”周期表中，画出元素的电负性增长方向。（6）画出“平面世界” 中 n=2 的各元素的电中性、同核双原子分子的分子轨道能级图。其中哪些分子是稳定的？（7）n=2 的各元素分别与最轻的元素（z=1）形成简单的二元化合物。用原子序数作为元素符号， 画出它们的Lewis 结构式， 并画出他们的几何构型，指出分别与他们中每一化合物相应的三维世界中的化合物。解析：本题的思考方法与例2 类似， 唯一不同的地方就是磁量子数和自旋量子数的不同。本题中电子云的伸展方向始终只能在xy 平面上。这样， s 轨道不变， p 轨迹由三种伸展