【万安中学】高中化学经典例题.doc

高中化学经基本概念和理论典例题详解详析（一）基本概念和基本原理 例1 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包含有下述三个论点：原子是不能再分的粒子；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是 （A）只有 （B）只有 （C）只有 （D） 解析 从现代物质结构观点看，道尔顿原子学说的三个论点都是不确切的、对于现代科学已经知道原子是由原子核和核外电子组成的。原子核内又有质子和中子、在化学反应中原子可以得到和失去电子；在核反应中原子核可以裂变和聚变。对于，由于元素存在同位素，它们在质量和物理性质上存在差异、至于原子核相对于原子来说是很小的，它的直径约是原子的万分之一，它的体就只占原子体积的几千亿分之一。电子在核外较大的空间内作高速运动说明原子核与电子之间具有一定的距离。 答案 （D） 评述 考查运用现代物质结构理论评价科学史中的道尔顿原子学说的能力与分析能力。 本题还旨在提倡化学教学要注重化学史的教育，因为“史鉴使人明智”、“激励人们奋进、为科学献身”。 （理解、较容易） 例2 （1996年全国） 下列离子方程式不正确的是 （A）氨气通入稀硫酸中：NH3H+N （B）二氧化碳通入碳酸钠溶液中： CO2CH2O2HCO （C）硫酸铝溶液跟偏铝酸钠溶液及应： （D）氯气通入冷的氢氧化钠溶液中： 2Cl22OH3Cl-ClOH2O 解析 首先根据离子反应规律判断反应物与生成物的表示式（分子式、离子式），四个反应都正确，符合离子方程式书写要点，氧气、二氧化碳、氯气用分子式，氢氧化铝、水是弱电解质也用分子式，只有可溶性强电解质用离子符号。然后根据质量守恒判断也符合。对于选项（C），可以用离子电荷守恒判断，AI3+与AlO在溶液中发生双水解反应产物是电中性的Al（OH）3，因此反应中Al3+与AlO的物质的量之比应为1：3，才能使反应前后离子电荷守恒。至于选项（D），是氧化还原反应，氧化剂、还原剂都是Cl2中的Cl原子，但其中氧化剂得电子总数为3（3个得3个电子转化为3个Cl即3Cl），而还原剂失电子总数只有1（）。不符合电子守恒，因此不正确。对于溶液中的氧化还原反应，除了根据离子反应规律：氧化还原反应规律判断反应实质与可能性，结合离子反应书写要点判断表达式、是否符合质量守恒之外，还特别要注意电子得、失总数是否相等。常见的离子方程式正误判断中，往往不正确的居多（23），而本题选的不正确选项只有一个，也导致失误。 答案 （D） 评述 本题属考查离子方程式书写的传统题。但本题要求找不正确的。 （理解、较容易） 例3 X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、CZn、dRm四种离子的电子层结构相同（a，b，C，d为元素的原子序数），则下列关系正确的是 （A）a-cm-n （B）a-bn-m （C）cdmn （D）bdnm 解析 根据这四种微粒具有相同电子层结构即具有相同的核外电子数，分别按阳离子的核外电子数为：质子数（原子序数）离子所带电荷数阴离子则为：质子数十离子所带电荷数，由此得：ambncndm 然后分别根据选项涉及之元素审视，选项（A）涉及amcn，变形后为acmn，（A）不正确；选项（B）涉及ambn，变形后为a-bm-n，也不正确；选项（c）涉及c+ndm，变形后为cdmn，仍不正确；只有选项（D），涉及bndm，变形后为bdmn，与选项（D）结论一致。 答案（D） 评述 本题需掌握有关原子的组成及质子数、核外电子数与微粒所带电荷数的相互关系。 （理解，中等难度） 例4 下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型化合物的是 （A）6和8 （B）16和8 （C）12和9 （D）11和6 解析 本试题涉及的是前18号元素，这是复习中应熟悉的元素，应立即将序号与元素相对应，就能作出判断。选项（A）是碳和氧能形成CO2，选项（B）是硫与氧也能形成SO2；（C）是镁和氟能形成 MgF2；选项（D）是钠和碳不能形成AB2型化合物。 答案 （D） 评述 对元素在周期表的位置及其相互化合规律（构、位、性关系）的知识的考查。 此类试题是近年来的常见试题，有时还强调属于离子型或共价型的某类化合物，为此作如下归纳： 短周期元素两两形成化合物的类型与组合如下：类型ABAB2A2BAB3A2B3A3B2离子型A与AA与AA与AA与AA与AIIIA与AA与A共价型H与AA与AH与AVA与HB与A特例CO、NOSO2、NO2、CaC2N2OSO3N2O3有时还会涉及三种元素形成的化合物（非金属元素形成的含氧酸或盐、金属元素形成的碱），为此对各主族元素最高氧化物对应水化物的通式归纳如下：族AAAAAAA通式MOHM（OH）2M（OH）3H3MO3HMO2H2RO3H4RO4HRO3H3RO4H2RO4HRO4 （理解、中等难度）例5 反应 2X（气） Y（气）2Z（气）+热量，在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，产物Z的物质的量（n2）与反应时间（t）的关系如右图所示。下述判断正确的是 （A）T1T2，p1p2 （B）T1T2，P1p2 （C）T1T2，P1p2 （D）T1T2，p1p2 解析 首先分析反应：这是一个气体的总物质的量减小（体积减小）、放热的可逆反应，低温、高压对反应有利，达平衡时产物Z的物质的量n2大，平衡点高，即图示曲线T2、p1。再对比图示曲线T2、p2，温度相同，压强不同，平衡时n2不同（pl时的n2P2时的n2），由此分析p1p2，再从反应速率验证，T2、P1的曲线达平衡前斜率大（曲线陡）先到达平衡，也说明压强是 p1p2（增大反应压强可以增大反应速率）。然后比较曲线T2、p2与T1、p2，此时压强相同，温度不同，温度低的达平衡时n2大，平衡点高（曲线T2、p2），由此判断温度T1T2；再由这两条曲线达平衡前的斜率比较，也是T1、p2的斜率大于T2、p2，T1、p2先到达平衡，反应速率大，也证明T1T2。由此分析得出正确的判断是T1T2，p1p2，选项（C）的结论正确。 答案 （C） 评述 本题是对于正反应是气体体积减小、放热的可逆反应，温度、压强与产物的物质的量的关系、反应速率的逆向思维能力与对图象的观察能力的综合考查。 （理解、较难） 例6 若室温时pHb的氨水与pHa的盐酸等体积混合，恰好完全反应，则该氨水的电高度可表示为 （A）10a+b-12% （B）10 a+b-14% （C）1012-a-b% （D）1014-a-b% 解析 分析中首先根据强酸盐酸的pH值（lgH）推出盐酸的物质的量浓度。即：CHClH+10-a（mol L1 ）（1）又酸、碱中和反应时，不论强、弱，只有所含可电离的H+、OH的物质的量相等时，才能恰好完全反应，由此可推出一元弱碱氨水的浓度为C氨水=10a，对于弱电解质存在以下关系： OHc10 -a （2）另一方面由水溶液中H+OH10-14，及氨水中： pH=lgH+14pOH14十lgOH 得OH =10b14 （3）代入（2）式得：10b-1410-a a10b-14/10-a = 10ab-14100% 10a+b12% 答案 （A） 评述 考察溶液pH值的概念，弱电解质的电离平衡及电离度的概念，以及它们之间的相互关系等综合思维能力。 （综合应用，较难） 例7 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应： 负极：正极： 今若制得Cl2O.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 （A）OO25mol （B）OO5Omol （C）O1Omol （D）02Omol 解析首先需将铅蓄电池的负极反应变形为：Pb2eSOPbSO4（电子移项），从而得出电池放电时转移电子数与消耗H2SO4的关系：2e-2H2SO4即e-H2SO4；再根据电解饱和食盐水反应：确定放出Cl2与转移电子数的关系：Cl22e。今制得0.050molCl2，需转移O.1Omol电子，因此消耗H2SO40O1Omol。只有原理清晰，才能思维畅通迅速作出判断。 答实 （C） 评述 考查了原电池与电解池知识的综合应用及思维的灵活性、敏捷性。 （理解，中等难度） 例8 在25时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH值之间应满足的关系是 评述 本题着重考查pH值的概念与计算，考查方式是把特殊和具体的问题与普遍、一般的规律结合起来，检查逻辑思维与逆向思维能力，即考查思维的严密性与整体性，在阅读中必须分析出题干中“两种溶液混合后溶液呈中性”是本题主要的解题线索。根据这一线索进行逆向思索，它意味着混合前的两种溶液中，酸溶液中H+离子的物质的量与OH离子的物质的量相等。据题设，则有：10H+酸=OH碱。进行思维转换，同一种溶液（碱溶液）中，H+离子浓度与OH离子浓度乘积等于水的离子积，25时K=110-14，因此上式可变换为： 10H+酸= 将方程两边分别取负对数，并稍作整理。 1pH酸=pH碱-14 移项后得： pH酸+pH碱=15 另一解法：10H+酸OH碱移项H+酸H+碱=10-15 取负对数 pH酸十pH碱=15 答案强酸的pH值与强碱的pH值之和等于15。 评述 将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，结合化学基础知识通过计算解决化学问题是思维能力培养的重要方面，本题就是典型例证。在测试中发现有的同学根据负指数运算推导： H+强酸/OH强碱110 则10pH强酸10pOH强碱1/10 1010pH强酸10pOH强碱10强碱 1pH强酸= -（14pH强碱） pH强酸pH强碱=15 （综合应用，较难） 例9 在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应： H2（g）Br2（g）2HBr（g）已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成 a mol HBr（见下表“已知”项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的质量分数不变，对下列编号（1）（3）的状态，请填写表中空白：编号起始状态平衡时HBr的物质的量（mol）H2Br2HBr已知120a（1）240（2）10.5a（3）m 解析 在分析中要注意到题设情景：（1）容器体积固定；（2）反应H2（g）Br2（g）2HBr（g）是一个气体体积不变的反应（压强将不影响平衡）；（3）编号（1）（3）和已知状态达到相同的平衡状态（各组分的质量分数不变）；（4）达平衡时HBr在混合气中的含量为a3（由已知状态推导）。这样对于编号（1）起始状态相对于已知情况相当于压强增大一倍。因此平衡不移动，达平衡时HBr的量可以由：（反应前、后气体总量不变）得：x2a 对于编号（2），可以先由平衡时HBr的含量不变，设体系中总的物质的量为y，则： y15（mol）再结合等效代换（按方程式系数关系），相当于HBr起始为O时，H2、Br2各为O.5mol，这样，为满足气体物质的总量为15mol和当起始HBr为O，H2：Br21：2（已知起始状态）只能是H2为O（O5O5O），Br2为O5mol（1O5O5）。 编号（3），先设HBr起始量为x，平衡量为y，通过等效代换转换为如下状态： H2为mO5x，Br2为nO5x，HBr为0，此时,x 2（n-2m） 混合气总物质的量：mn2（n2m）3（n-m）平衡混合气中HBr含量： y=a(n-m) 答案 评述 本题考查对题设情景的阅读理解，对隐含信息（反应特点与反应条件）的挖掘。这是解答本题的关键。除此本题还特别考查了由题给具体情况（各种状态）统摄归纳成一般规律的能力。题给的3种状态及设问要求，一个比一个思维层次高梯度十分明显，层次十分清楚，测试结果也是这样。编号起如状态平衡时HBr的物质的量（mol）H2Br2HBr已知120a（1）2402a（2）00.510.5a（3）m2(n-2m)(n-m)a 有关化学平衡的理论分析题，在总复习中可以对初态与平衡态间的物料关系作如下归纳 （1） 2A B 2C 总量（有变化） 初态 C1 C2 O C1C2 平衡态 C12X C2-X 2X C1C2x （2） A B 2C 总量（不变） 初态 C1 C2 0 C1+C2 平衡态 C1x C2-x 2x C1C2 相应以此关系为依据的题，只有两类。如恒温恒压下 （1） 2A B 2C （总量有变化） 初态（mol） O.2O 0.10 O O O O.2O 0.30 0.10 0 O.10 0 0.20 （2） A（g） B（g） 2C（g）（总量不变） 初态（mol） 0.20 0.20 0 0 0 0.40 0.40 0.20 0 0.20 0 0. 40上述两个反应的、初态过平衡对，A、B、C的平衡物质的量相等，且初态反应物的物质的量之比和方程式中各物质系数比相匹配。、两种状态达平衡时，A、B的平衡物质的量相同，但其初态反应物的物质的量之比和化学方程式中各物质系数不匹配。由此可延伸出多种试题，本题就是属于反应（2）（总量不变）中的、状况。（综合应用，较难）例10 单质硼有无定形和晶体两种，参考下列数据：晶体金刚石晶体硅晶体硼熔点（K）382316832573沸点（K）510026282823硬度（Moh）107095晶体硼的晶体类型属于 晶体，理由是 。已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体（如下图所示），各正二十面体之间以BB键相互联结，在每个正二十面体中有二十个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶点各有一个硼原子。通过观察图形及推算，得出此基本结构单元是由 个硼原子构成，其中BB键之间的键角是 。 解析 非金属单质的晶体类型主要有2种：原子晶体和分子晶体，由于作用力强弱相差悬殊，物理性质（熔、沸点、硬度）差别也甚大，因此根据表中数据可以看出单质晶体硼的熔、沸点、硬度都介于典型的原子晶体，金刚石和晶体硅之间，因此晶体硼当属原子晶体。 然后观察图形，每个等边三角形有3个项点，但从图形中还应观察到在这个二十面体中每个顶点（B原子）与另5个硼原子分别形成BB键，即每个顶点为5个等边三角形（不同面上）所共有，因此该基本单元内硼原子数为： 32O512 其基本单元透视图如右图所示 答案 （l）原子晶体，非金属单质晶体硼的熔、沸点和硬度都介于原子晶体金刚石和晶体硅之间，由此推知晶体硼为原子晶体。 （2）硼原子数 32O/512或设硼原子数为x，每个硼原子与其它5个硼原子形成BB键，每个BB键为两个面所共有则： x12 （硼原子数） 键角：60 评述 本题考查了晶体类型与晶体性质的关系，对图形的观察分析、将立体几何图形与晶体模型图结合的能力，以及将化学知识抽象为数学问题，然后运用数学工具解决化学问题的能力。 （综合应用，较难） 例11 1997年诺贝尔化学奖授予对发现能量分子三磷酸腺苷的形成过程作出重大贡献的两位科学家。 已知三磷酸腺苷（简称ATP）是生物活性体中极为重要的能量物质，生物体中蛋白质的合成、离子迁移、肌肉收缩和神经细胞的电活性等都需要能量，而ATP的水解是一个较强的放热反应，它可以为上述过程提供所需能量。其水解式为ATP溶液+H2OP液十3OKJ其中P是无机磷酸酸式盐（如 H2PO），ATP与ADP的结构式如下 （键线交点处为碳原子） （1）由上述结构式可知ATP在物质分类上，既属于 ，又属于 。 （2）ADP在适当的酸催化下还可以继续水解放出能量生成AMP直至腺苷，试写出ATP逐级水解的反应式（有机物用代号表示）。（3）写出水解最终产物腺苷的分子式 解析 本题比较基本，只要读懂结构式的左侧表示可溶性磷酸盐，右侧表示磷酸和腺苷（含核碳糖结构）形成的酯。在书写共价键断裂的水解反应式遵循质量守恒并恰当运用题示表示式进行扩展式迁移。并分析出最终水解产物腺苷是一五碳糖，结构式如右图（键线交点处为碳原子） 答案 （l）可溶性磷酸盐，磷酸酯（酯类） （2）ATPH2OADPH2POQ1；（能量） ADPH2OAMPH2POQ2 AMPH2O腺苷HP2POQ3 （3）C10H13O4N5 评述 本题属于信息迁移题，试题给出了1997年诺贝尔化学奖的成果，能量分子三磷酸腺苷的结构式及其水解释放能量的表示式。考查的知识是物质的分类，由结构式推导分子式、水解反应式。可谓起点高，落点低。 （综合应用，中等难度） 例12 A、B两种化合物的溶解度曲线如下图。现要用结晶法从A、B混合物中提取A。（不考虑A、B共存时，对各自溶解度的影响。） （1）取5Og混合物，将它溶于100g热水，然后冷却至2O。若要使A析出而B不析出，则混合物