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1、目录选修一离子反响方程式与离子共存 金属的性质铁三角“铝三角转换关系与其图象问题 选修三 分子构型价层电子对互斥与杂化轨道理论.高考化学专题复习第八讲晶体结构试题分类解析 选修四 高中化学盐类的水解考点精讲 化学平衡移动和等效平衡 原电池和电解池 沉淀溶解平衡选修五-有机化学?有机化学根底?知识点整理 选修五-有机物燃烧规律高中有机化学实验 气体的制备选修一离子反响方程式与离子共存难点聚焦一、由于发生复分解反响,离子不能大量共存。1有气体产生。如 CO32-、HC03-、S2-、HS-、SO32-、HS03-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存,主要是由于发生CO32-+ 2H + = C0
2、2f+ H2O、HS-+ H + = H2ST等。2、有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+等不能与SO42-、CO32-等大量共存,主要是由于 Ba2+ + CO32- = BaCO3Ca2+ + SO42- = CaSO4;微溶;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+等不能与OH-大量共存是因为Cu2+ + 2OH-= CuOH 2 J, Fe3+ + 3OH-= FeOH3 ;等;SiO32-、AIO2-、S2O3-等不能与H+大量共存是因为SiO32- + 2H+= H2 SiO3 J AIO2- + H + + H2O = AIOH 3 J S2O3+ 2H + = S
3、J+ SO2H2O3、有弱电解质生成。女口 OH-、CIO-、F-、CH3COO-、HCOO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-等与 H+不能大量共存,主要是由于 OH- + H + = H2O、CH3COO- + H + = CH3COOH 等;一些酸式弱酸根及 NH4+不能与OH-大量共存是因为HCO3- + OH-=CO32- + 出0、HPO42- + OH-= PO43- + H2O、NH4+ + OH-=NH 3 H2O 等。4、一些容易发生水解的离子,在溶液中的存在是有条件的。女口: AlOc S2-、HS-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、ClO-、F-、
4、CH3COO-、HCOO-、 PO43-、SiO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中大量存在;Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、NH 4+等必须在酸性条件下才能在溶液中大量存在。二、由于发生氧化复原反响,离子不能大量共存1、一般情况下,具有较强复原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。女口I-、S2-、HS-和 Fe3+ 不能大量共存是由于 2I- + 2Fe3+=I2+ 2Fe2+、2Fe3+ S2-=s J+ 2Fe2+、2Fe3+ + 3S2-=S J+ 2Fe SJ2、在酸性或碱性的介质中由于发生氧化复原反响而不能大量共存。如。3-和I-在中性或碱性
5、溶液中可以共存,但在有大量H+存在情况下不能共存;SO32-、S2O32-和S2-在碱性条件下可以共存,但在酸性条件下由于发生2S2- + SO32- + 6H + = 3SJ+ 3H2O、2S2- + S2O32- + 6H + = 4SJ +3H 2O不能共存。ClO-与S2-不管是在酸性条件下还是在碱性条件下都不能大量共存。三、由于形成络合离子,离子不能大量共存中学化学中还应注意有少数离子可形成络合离子而不能大量共存的情况。如Fe3+和SCN-、C6H5O-,由于Fe3+ + SCN-FeSCN 2+等络合反响的发生而不能大量共存。四、能水解的阳离子与能水解的阴离子一般不能同时存在在同一
6、溶液中,即离子间能发生 双水解反响。例如:Al3+和 HCOAl 3+和 CO32-,Al3 + 和 S2,Al 3+ 和 HS,Al3+和 AlO 2-, Al3+和 C6H5O-,Fe3+ 和 AlO2-,Fe3+ 和 HCO3-, Fe3+ 和 CO32-,NH4+和 AlO 2-等。女口 3AlO 2- + Al3+ + 6H2O=4AlOH 3 舞。特另V注意: NH4+和 CO32-、NH 4+和 HCO3-、NH4+和 CH 3COO-在同一溶液中 能大量共存。考前须知:1 首先必须从化学根本概念和根本理论出发,搞清楚离子反响的规律和离子共存的条件。在中学化学中要求掌握的离子反响
7、规律主要是离子间发生复分解反响和离子间发 生氧化复原反响,以及在一定条件下一些微粒离子、分子可形成络合离子等。离子共存的条件是根据上述三个方面统筹考虑、比拟、归纳整理而得出的。因此解决离子共存问题可从离子间的反响规律入手,逐条梳理。2 审题时应注意题中给岀的附加条件,如:酸性溶液(H碱性溶液(0H)、能在参加铝粉后放岀可燃性气体的溶液、由水电 离岀的H+或0H-浓度为1X 10-1mol/L的溶液等。有色离子:MnO4,Fe3+,Fe2+,Cu2+,Fe ( SCN ) 2+ 使溶液呈现一定的颜色。 Mn。4、N03、Cr2O72等在酸性条件下具有强氧化性。 注意题目要求“一定大量共存、“可能
8、大量共存还是“不能大量共存等要求。3审题时还应特别注意以下几点:(1) 注意溶液的酸碱性对离子间发生氧化复原反响的影响。如:Fe与N03能共存,但在 强酸性条件下发生 3Fe+NO+4H =3Fe3+ + NO f + 2H2O而不能大量共存; 与NO3一能共存, 但在强酸性条件下不能大量共存; Mn与C在强酸性条件下也不能大量共存; S2与SO32 在碱性条件下可共存,但在酸性条件下不能大量共存。(2) 弱酸的酸式根离子(如 HCO3-、HSO3-、HS-、HPO42-、H2PO4-)既不能与 H +大量共存 也不能与 OH大量共存。如: HCO3+ OH二CO32+ H2O (HCO3遇碱
9、时进一步电离)HCO3+ H + = CO2 H2O。(3) 注意挖掘题目中隐含的信息,排除干扰信息,克服非智力因素失分。 离子方程式的书写正误是历年高考必岀的试题, 考查离子方程式的目的主要是了解考生使用 化学用语的准确程度和熟练程度,具有一定的综合性。从命题的内容看,存在着三种特点:所考查的化学反响均为中学化学教材中的根本反响, 错因大都属于化学式能否拆分、 处理不当、电荷未配平、产物不合理和漏掉局部反响等。(2) 所涉及的化学反响类型以复分解反响、溶液中的氧化复原反响为主。一些重要的离子反响方程式,在历年考卷中屡次重复。4 离子方程式正误判断规律(八“看 )看离子反响是否符合客观事实,不
10、可主观臆造产物及反响。看“ =“f 等是否正确。看表示各物质的化学式是否正确。如 HCO3-不能写成CO32- + H +看是否漏掉离子反响。看电荷是否守衡。看反响物或产物的配比是否正确。看是否符合题设条件及要求。看物料是否守衡。3 例题精讲例 1以下各组中的离子,能在溶液中大量共存的是:AK、 Ag、 NO3、 ClCMg2、 Ba2、 OH 、 NO3EAl 3、 Fe3、 SO42、 ClBBa2、 Na、 CO32、 OHDH、 K、 CO32、 SO42FK、 H、 NH 4、 OH解析:A 组中:Ag+ + Cl = AgCl JB 组中,Ba2+ + CO32= BaCO3 JC
11、 组中, Mg22OH = Mg(OH) 2JD 组中,2HCO32= CO2f H2OE 组中,各种离子能在溶液中大量共存。F组中,NH与OH能生成难电离的弱电解质 NH 3 H2O,甚至有气体逸岀NH4+ + OH= NH3 H2O 或 NH4+ + OH= NH3 f + H2O答案: E例 2在 pH= 1 的无色透明溶液中,不能大量共存的离子组是:AAl 3、 Ag、 NO3、 IBMg2、 NH 4、 NO3、 ClCNH 4、 K、 S2、 BrDZn2、 Na、 NO3、 SO42解析:题目给岀两个重要条件:pH = 1(即酸性)和无色透明,并要求找岀不能大量共存的离子组。选项
12、 A中Ag +与不能共存,生成黄色的 AgI不溶于HN03(H +和NO3J , Al3*、NO3H都为无色,符合题意。选项B、D中的各离子虽都是无色的,但能共存于酸性溶液中,不符合题意。选项C中各离子能够共存,且为无色,但S2与H +不能大量共存,所以 C也符合题意。答案:A、C例3以下各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是:A. K*、Na*、HS03、CB . Na*、Ba2*、Ag、NO3一C. NH4、K、Cl、NO3D. K、Na、CIO、S2解析:A 中 HSO3 + OH = SO32 + 出0C 中 NH4* + OH = NH3 H2OD中CIO 具有强氧化性,S2具有复
13、原性,发生氧化复原反响答案:BK *、NH4*、HCO3 、OH (4)Fe3*、Cu2*、SO42 、Cl (6)Ca2*、Na *、SO42 、CO32例4以下各组离子在水溶液中能大量共存的是:(1) 1 、CIO 、N03 、H*(3) SO 32 SO42、C、OH (5)H *、K *、AIO 2 HSO3A. (1)和(6) B . (3)和C. (2)和(5) D. (1)和解析:通常组合选择题需对题干及各项逐一分析,选岀符合题意的组合,然后与各选项比拟得岀结论。但此题可用排除法,先判断岀组合(1)由于次氯酸是弱酸,故ClO 与H *不能大量共存,发生反响:H*+CIO = HC
14、lO,次氯酸有较强的氧化性以及硝酸(NO3一、H、都能与(具有复原性)发生氧化复原反响,因此该组不合题意,但凡含(1)的选项即A和D都不正确,可以排除。(2)中因发生:NH4* + OH = NH3 H2O,HCO3 + OH =CO32 + H2O 而不能大量共存,由 此排除C,正确答案为B。其中(3)和(4)这两组离子在水溶液中能大量共存。此题涉及的组合(5)也不能大量共存,因为发生:H + AIO 2 + H2O = AI(OH) 3 J,H + HSO3 = SO2 f + H2O而不能大量共存。组合(6)中因Ca2* + CO32 = CaCO3 J析岀沉淀而不能大量共存。答案:B例
15、5以下各组离子,能够在溶液中大量共存的是:A.Na*、Al3*、NO3、AIO 2B.Na *、Ca2*、HCO3、HSO4C.Cu2*、K*、NO3、OH D .S2O32、Na*、H*、SO42E.Fe3*、Cl 、SCN 、K *F.Fe3*、NH4*、Cl 、NO3G.Fe2*、Cl、NO3、H *H .Na*、Al3*、SO42 、HCO3解析:解此题的关键在于熟悉离子反响、盐类水解、氧化复原反响的规律以及某些特殊离子的 存在条件是否由于其它离子的存在而遭破坏。以下各组离子,因为发生以下反响不能大量共 存。A 组:Al3* + 3AIO 2 * 6H2O= 4AI(OH) 3; B
16、组:HCO 3+ HSO4= H2O + CO2 f + SO42C 组:Cu2* + 2OH = Cu(OH) 2 ;D 组:S2O32 +2H* = SO2 f + S;+ H2OE 组:Fe3* + 3SCN= Fe(SCN)3G 组:3Fe2* +NO3 + 4H* = 3Fe3* + NO2H2OH 组:Al3* + 3HCO3= AI(OH) 3 ;+ 3CO2?F 组:能大量共存答案:F例6以下离子方程式正确的选项是*A. AICI 3溶液中参加过量氨水:Al 3+3NH 3 H2O = AI(OH) 3; +3NH 4* ;B. C6H5ONa 溶液中通入少量 CO2: 2C6
17、H5O-+CO2+H 2。一7 2C6H5OH+ CO 32-;C. FeBr2溶液中通入少量 CI2: 2Br-+Cl2= Br2+2CI-;D. Mg(HCO 3)2溶液中参加足量 NaOH 溶液:Mg2+2HCO 3-+4OH-= Mg(OH) 2; +2CO32-+2H2O.解析:E中不管 CO2多少,均得 HCO3-; C中应先氧化 Fe2+。答案:A、 D例7以下离子方程式正确的选项是A向NaHSO4溶液中逐滴参加 Ba(OH) 2溶液,至沉淀完全:2H+SO42-+Ba2+2OH -= BaSO4 ; +2HOB 碳酸钠与醋酸溶液反响:CO32-+2CH 3COOH = CO2f
18、 +CH3COO- +H2OC. 将12mL氯化铁饱和溶液参加到20 mL沸水中:Fe +3H2O Fe(0H)3 (胶体)+3HD. 氢氧化铁与氢碘酸中和:Fe(OH) 3+3H + = Fe3+3H2O解析:A应为 H+SO42-+Ba2+OH-= BaSO4j +HO; D中氢碘酸有复原性,要复原+3 价的铁:2Fe(OH) 3+6H +2I- = 2Fe2+l2+6H 2O答案:B、C例8以下离子方程式正确的选项是A 等物质的量浓度的 Ba(OH) 2溶液与明矶溶液以体积比3比2混合3Ba2+ + 6OH 一 + 2AI3+ + 3SO42一 = 3BaSO 4 J + 2AI(OH)
19、 3 JB. Fe(OH) 2 溶于稀硝酸中Fe(OH)2 + 3H+ = Fe2+ + 3出0C. H218O 中投入 Na2O2 固体 2H218O + 2O22= 4OH+ 18。2匸D. CuCl2 溶液中参加 Na2S 溶液 Cu2+ + S + 2H 2O = Cu(OH) 2; + H2Sf解析:B中硝酸有氧化性,要氧化 +2价的铁:3Fe(OH)2 + 10H+ + NO3J 3Fe3+ + NO f + 8H2O;C 应为 2H218O + 2 Na2O2 = 2 Na OH + 2 Na 18OH + O2 f; D 应为 Cu2+ + S2= Cu S;答案:A例9以下离
20、子方程式的书写正确的选项是A . FeS 固体与稀 HNO3 溶液混合 FeS + 2H = 2Fe2 + HzSfB. NH4HSO4 溶液中参加足量 Ba(OH) 2 溶液 H + + SO42 一 + Ba2 + + OH= BaSOqJ + H2OC. Ca(ClO) 2溶液中通入足量的 CO2气体 Ca2 + 2ClO + CO2 + H2O = CaCO3; + 2HClO D 等浓度等体积的 Ca(H2PO4)2溶液与NaOH溶液混合 Ca2+ +出卩。4 + OH = CaHPO4;+出0解析:A中硝酸有氧化性,要氧化 +2价的铁和-2价的硫; + B 应为 NH4 +H +
21、SO42 + Ba2 + 2OH = BaSO4; +NH 3 H2O + H2O; C 中 CO2足量应生成HCO 3。答案:D例10以下离子方程式书写正确的选项是A 将少量 SO2气体通入 NaClO 溶液中SO2+2ClO +H2O=SO32+2HClOB .向KHSO4溶液中参加 Ba(OH) 2溶液至所得溶液的 pH=7Ba2 +2OH +2H +SO42=BaSO4 ; +2H2OC.向 Ca(HCO 3)2溶液中滴入过量的 NaOH 溶液Ca2+2 HCO 3+2OH =CaCO3 J +CO32+2H2OD . 112mL ( ) Cl2 通入 10mL1mol/L 的 FeB
22、r2 溶液中2Fe2+4Br +3Cl 2=2Fe3+6Cl +2Br 2解析:A中SO32 要被HCIO氧化;D中Cl2少仅氧化Fe2+答案:B、C金属的性质铁三角“铝三角转换关系与其图象问题1. “铝三角中相互转化关系一 I 为两性氢氧化物,它在水溶液中存在酸式或碱式两种电离平衡:AP+ + 30HA1OE3 H+ +AlCa +H30,同时 Al巴 AJ。又可相互转化,其转化关系可用“铝三角表示为:2. “铝三角转化关系中的图象问题 向-11:溶液中滴加NaOH溶液直到过量 向NaOH溶液中滴加I上溶液直至过量 向一“溶液中滴加稀氨水直至过量 向r A溶液中滴加稀盐酸直至过量 向稀盐酸中
23、滴加-溶液直至过量 向Na 溶液中通入C2气体直至过量分子构型价层电子对互斥与杂化轨道理论1. 确定中心原子中价层电子对数中心原子的价层电子数和配体所提供的共用电子数的总和除以2,即为中心原子的价层电子对数。规定:1 作为配体,卤素原子和H原子提供1个电子,氧族元素的原子不提供电子;2作为中心原子,卤素原子按提供7个电子计算,氧族元素的原子按提供6个电子计算;3对于复杂离子,在计算价层电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正 离子的电荷数;4计算电子对数时,假设剩余 1个电子,亦当作1对电子处理。5双键、叁键等多重键作为 1对电子看待。计算价层电子对数和孤对电子对数的方法:价层电子对数=A原
24、子的价层电子数 + B原子提供的形成共价单键的电子数离子的电荷数规定B原子为氧族元素时不提供电子孤对电子对数 =价层电子对数 一成键电子对数以AXm为例A 中心原子,X 配位原子:1.先确定中心原子的价层电子对数n原那么:A的价电子数=主族序数;例: B:3,C:4,N:5,O:6,X:7,稀有气体:8 配体X : H和卤素每个原子各提供一个价电子,规定氧与硫不提供价电子正离子应减去电荷数,负离子应加上电荷数。例如:SO42-: n=(6+0+2)/2=4、中心原子价电子对数与价电子对互斥后空间构型对应表中心原子价电子对数23456中心原子杂化类型SP1SP2SP3价电子对空间构型直线三角形正
25、四面体三角双锥正八面体举例HgCl2 CO2BF3CCl4PCl5SF6(3)、孤对电子对数=中心原子价电子对数 -b键数电子对与分子的空间构型存在差异的原因是由于孤对电2 判断分子的空间构型根据中心原子的价层电子对数,从表9-4中找岀相应的价层电子对构型后,再根据价层电子对中的孤对电子数,确定电子对的排布方式和分子的空间构型。实例分析:试判断PCI5离子的空间构型。中心原子价电子对数233444举例CO2CS2SO2SO3NH3PCl3H2OH2SCH4孤对电子对数010120中心原子杂化类型SP1SP2SP2SP3SP3SP3分子空间构型直线V形三角形三角锥形V形正四面体解:P离子的正电荷
26、数为5,中心原子 P有5个价电子,CI原子各提供1个电子,所以P原子的价层电子对数为(5+5 ) /2 = 5,其排布方式为三角双锥。因价层电子对中无孤对电子,所以 PCI5为三角双锥构型。实例分析:试判断H20分子的空间构型。解:0是H20分子的中心原子,它有6个价电子,与 0化合的2个H原子各提供1个电子,所以 0原子价层电子对数为(6+2 ) /2 = 4,其排布方式为四面体,因价层电子对中有2对孤对电子,所以H20分子的空间构型为V形。表9-5理想的价层电子对构型和分子构型实例分析:判断 HCHO分子和HCN分子的空间构型解分子中有1个C=O双键,看作 1对成键电子,2个C-H单键为2
27、对成键电子, C原 子的价层电子对数为3,且无孤对电子,所以HCHO分子的空间构型为平面三角形。HCN分子的结构式为 H CN :,含有1个CN叁键,看作1对成键电子,1个C&S hy;H单键为1对成键电子,故 C原子的价层电子对数为 2,且无孤对电子,所以 HCN分子 的空间构型为直线。分子的极性 由共价键的极性及分子的空间构型两个方面共同决定。1. 双原子分子取决于成键原子之间的共价键是否有极性HCICI2,该分子为非极性分子;否那么为极 以极性键结合而形成的异核双原子分子都是极性分子,如 以非极性键结合而形成的同核双原子分子是非极性分子,如2. 多原子分子取决于分子的空间构型和共价键的极
28、性(1) 化合价法一般地,当中心原子化合价的绝对值等于该元素价电子数时 性分子请判断 PCI3、CCI4、CS2、S02分子的极性。(2) 物理模型法将分子中的共价键看作作用力,不同的共价键看作不相等的作用力,运用物理上力的合成与分解,看中心原子受力是否平衡,如平衡那么为非极性分子;否那么为极性分子C=O键是极性键,但从分子总体而言CO2是直线型分子,两个C=O键是对称排列的,两键的极性互相抵消(F合=0),二整个分子没有极性,电荷分布均匀,是非极性分子.咼考化学专题复习第八讲晶体结构试题分类解析、教材中重要的晶体结构示意图图1 NaCI的晶体结构 图2 CsCI的晶体结构图3干冰的晶体结构图
29、4 SiO 2的晶体结构图5金刚石的晶体结构图6石墨的晶体结构俯视图练习图1、 请将上面练习图中 NaCI晶体结构中代表 Na+的圆圈涂黑(不考虑体积大小),以完成NaCI 晶体的结构示意图。在该晶体中每个Na+周围与之最接近且距离相等的Na+共有个;与每个Na+等距离且最近的 CI-所围成的空间几何构型为 。2、 在CsCI晶体中,每个 Cs+周围与之最接近的且距离相等的Cs+有个。3、 在干冰晶体中,每个 CQ分子周围与之最接近的且距离相等的CQ分子有_个。4、 在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上有个碳原子,每个碳原子上的任意两个CC键的夹角都是 。5、石墨是
30、层状结构,每一层内,碳原子排列成 而成平面网状结构。每一个碳原子跟其它个碳原子相连。二、根据晶体结构或晶胞结构示意图推断晶体的化学式解答这类试题,通常采用分摊法。因为在一个晶胞结构中岀现的多个原子,并不是只为这 一个晶胞所独立占有,而是为多个晶胞共用,所以每一个晶胞只能按比例分摊。分摊的根本原那么是:晶胞任意位置上的原子如果是被n个晶胞所共有,那么每个晶胞只能分得这个原子的1/n。具体地,根据晶胞(晶体中最小重复单位)求晶体中粒子个数比的方法是:处于顶点的粒子,同时为8个晶胞共有,每个粒子有1/8属于晶胞;处于棱上的粒子,同时为4个晶胞共有,每个粒子有1/4属于晶胞;处于面上的粒子,同时为两个
31、晶胞共有,每个粒子有1/2属于晶胞。例1.现在四种晶体,其离子排列方式如下图,其中化学式正确的选项是()AB 2EF2XY 3ZAB(A)(B)(C)(D)【分析】根据题意应选C、D。这类题解题的思维方法为平均法,即先分析根本结构单元中的一个点或一条边为几个结构单元所共有,假设为n个根本结构单元共有,那么这个根本结构单元就只占有这个点或这条边的1/n。这种求晶胞中粒子个数的方法还可类推到求晶胞中化学键数目,如:例2石墨是层状晶体,每一层内碳原子排列成正六边形,一个个正六边形排列成平面网状 结构,如果将每对相邻碳原子间的短线看成一个化学键,那么石墨晶体中每一层内碳原子数与CC键数的比是()(A)
32、 2 : 3( B) 1 : 3(C) 1 : 1( D) 1 : 2【分析】据石墨的晶体结构可知:每个碳原子为三个正六边形共用,每个正六边形占有该碳原子的1/3,因此,每个正六边形占有碳原子数为6 X个;晶体中每个 C C键即为每个正六5边形的边,每个边为 2个正六边形共用,每个正六边形占有该C C键的丄,故每个正六边形2占有C C键数目为6X 1 =3个,选(A)。2例3最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子(如以下图所示),顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式是。【分析】你的答案是 TiC吗?这是错的,为什么呢?这只不过是一个具有规那么结构的大分 子
33、,而不是一个空间结构中的最小重复单位,按例1的方法计算自然是错的了。在这个问题中,我们只需数岀两种原子的数目就可以了(Ti14C13),而不必进行上面的计算。练习:6、水分子间由于氢键的作用彼此结合而形成(H20)n,在冰中每个水分子被 4个水分子包围形成变形的四面体,通过氢键相互连接成晶体,其结构如以下图所示。那么1 mol冰中有_mol氢键。7、科学家发现钇钡铜氧化合物在90 K具有超导性,假设该化合物的结构如以下图所示,那么该化合物的化学式可能是()(A) YBa2Cu3O4( B) YBa2Cu2O5(C) YBa2Cu3O5( D) YBaCu 4O4O T “G例三题图第 6题图第
34、7题图第10题图第8题图 第9题图&石墨晶体是层状结构,在每一层内,每一个碳原子都跟其它其晶体结构的俯视图,那么图中7个六元环完全占有的碳原子数是3个碳原子相结合。上图是A 10 个B 18 个C 24 个D 14 个解析:一个环6个碳,一个碳由三个环共用,7*6/3=149、上图所示为高温超导领域的一种化合物一一钙钛矿的结构,该结构是具有代表性的最小重复单元。试确定该结构单元的质量。相对原子质量:Ca 40 Ti 48 O 1610、二氧化硅是立体的网状结构,其晶体模型如上图所示,请认真观察该晶体模型后答复 以下问题:1 二氧化硅晶体中最小环为 元环;2 每个硅原子为 个最小环共有;3 每个
35、最小环平均拥有 个硅原子,个氧原子三、晶胞结构与晶体密度的计算例3如图是CsCl晶体的晶胞晶体中最小重复单元,晶体中两个最近的 为a cm,氯化铯的式量为 M,Na为阿伏加德罗常数,那么氯化铯晶体的密度为Cs+核间距A.B.C.D.【分析】解法一:晶体的密度等于晶体的质量与晶体在该质量下的体积的比值晶体的摩尔质畐度=鹉衣门葺一:|iT,据式量可知,1 mol CsCl的质量为M克,故需求岀即晶体的密1mol CsCl 的体积。因晶体是由晶胞构成的,而1个CsCl晶胞的体积为a3 ent因此,此题解题的关键是找岀1 mol CsCl晶体中的晶胞数目,由晶胞的示意图可知,1个晶胞中含1个Cs+和1
36、个Cl所以,在1 mol CsCI晶体中含NA个的晶胞。由此可得,晶体的密度为Mg/molx NA/mol解法二:一个晶胞的体积为a3 cm3,假设求岀一个晶胞的质量,那么可以求岀晶胞的密度,也就是晶体的密度因为晶胞是晶体中最小的结构单元。根据晶胞的结构示意图可知,1个晶胞中含1个Cs+和1个CI 一,所以一个晶胞的质量也就是1个Cs+和1个CI -的质量,所以晶胞c/的摩尔质量cr的摩尔质量mci的摩尔庸量m的质量为+二.,即:L-,因此也可得岀晶体的密度。四、分子内或晶体中化学键数目及多面体面数等的计算例4德国和美国科学家首次制造岀了由20个碳原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许
37、多正五边形构成的如右图所示。请答复:C20分子中共有 个正五边形,共有 条棱边。C20晶体属于 填晶体类型。【分析】解法一:从分子结构示意图可以看岀,在C20分子内每个碳原子与另外3个碳原子丄成键,因此,C20分子键总数=20 X 3 X 2 因为2个原子形成一个键,也即C20分子中共有30条棱边因为化学键总数=多面体棱边总数。从数学角度,多面体棱边数 =多面体面数X每个面的棱边数X因为2个面共用一条棱2丄边,设正五边形的个数为x,那么有:30= x X 5 X二,所以,正五边形的个数为12实际上C20与C60都属于碳的同素异形体,应属于分子晶体。解法二:设C20分子中含x个正五边形,通过观察
38、图形可知,每一个顶点为三个正五边形共用,那么每个正五边形占有该顶点的,因此,每个正五边形占有碳原子数为5X 个,这个基33本结构单元的碳原子数为x X 5X=20,因此,C20分子中含有正五边形个数x=12 ;每一条边为3两个正五边形共用,每个正五边形只占有这条边的,故C C键的数目为12X 5X =30 个,2 2即C20分子中共有30条棱边【总结】在分子内或晶体中:化学键总数=多面体棱边总数其中,化学键总数=参与成键的微粒总数X每个微粒的成键数X:例四题图练习11、晶体硼的根本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如以下图)。其中有二 十个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个顶点各有一个硼原
39、子,那么这个根本结构单元由 _12_个硼原子构成,共含有 _30_个B B键。解析:每个三角形有三个顶点,每个顶点由五个三角形共用,顶点数=20*3/5=12,即为硼原子个数。每个三角形三个键,每个键两个三角形共用,20*3/2=30,即为棱边数。五、综合性试题分析在有关晶体结构的推断和计算试题中,综合性试题往往是试卷中难度最大的题目。其实, 这类试题只是把以上有关分析与计算综合到了一个题中,因此,我们可以采用以上有关解题方法对其做岀分析解答。例5.在离子晶体中,阴、阳离子按一定规律在空间排列,右图(a)是NaCI的晶体结构,在离子晶体中,阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构,它们可以被看作是
40、不等径的刚性圆 球,并彼此相切如 NaCI晶体结构图(b),a为常数。(1) 在NaCI晶体中,每个 N/同时吸引 个Cl-; Na+数目和CI-数目之比为 ;(2) Na+半径与CI-半径之比= ( =1.414 );( 3) NaCI晶体中不存在分子,但在1.013 X 105 Pa,1413 C时,NaCI晶体形成气体,并以分子形式存在。现有克NaCI晶体,在1.013 X 105 Pa时强热使温度到达1501.5 C,测得气体体积为 36.4 L,试应用有关物理、化学知识计算此时氯化钠气体的分子式(不写计算过程);(4) 假设a=5.6 X 10-8cm,求NaCI晶体的密度( 5.6
41、 3,NaCI的摩尔质量为 58.5 g/mol )。【解析】(1) 6,1 : 1(2) 由图(b),因为 r (CI-) r (Na+),贝U r (Cl-)=-fTa2aj 2 j.2r ( Naf) = a 2r (Cl-) = a 2X ,即 r ( Na+) =所以,=5 =0.414 r_ f(cr)mRT 役254 乂(15山.5+ 273)(3) 摩尔质量 M= - i- -1 匚-1 -1 一=117 g/mol设NaCI分子式为(NaCI) n,那么有58.5n=117 n=2 ,即NaCI气体的分子式为 NqCH。4M(4) 由NaCI晶体结构分析,每个晶体中含有4个“
42、 NaCI分子,那么有p V =,所以/ (5.6 X 10-8)3=2.2 g/cm3选修四-盐类的水解高中化学盐类的水解考点精讲1. 复习重点1 盐类的水解原理及其应用2 溶液中微粒间的相互关系及守恒原理2 难点聚焦一盐的水解实质H 2O H +0HAB= Bn + A n+HBn11 AOHn当盐AB能电离岀弱酸阴离子Bn或弱碱阳离子An+,即可与水电离岀的 H或 OR结合 成电解质分子,从而促进水进一步电离水解与中和反响的关系:盐 +水酸+碱两者至少有一为弱中和由此可知,盐的水解为中和反响的逆反响,但一般认为中和反响程度大,大多认为是完全以应,但盐类的水解程度小得多,故为万逆反响,真正
43、发生水解的离子仅占极小比例。二水解规律简述为:有弱才水解,无弱不水解越弱越水解,弱弱都水解谁强显谁性,等强显中性具体为:1正盐溶液强酸弱碱盐呈酸性强碱弱酸盐呈碱性强酸强碱盐呈中性弱酸碱盐不一定女口 NHQNCH3CONHNH4F碱性中性酸性取决于弱酸弱碱相对强弱2 .酸式盐 假设只有电离而无水解,那么呈酸性如NaHSO 假设既有电离又有水解,取决于两者相对大小电离程度水解程度,呈酸性电离程度v水解程度,呈碱性强碱弱酸式盐的电离和水解.抑制水解f1H m+An 1 +0Ha 以HrnAT表示弱酸酸式盐阴离子的电离和水解平衡+ H 20Hl 叶 1An+1+ H +抑制电离增大0H 促进电离促进水
44、离H 增大仅能存在于一定 pH值范围如fPO及其三种阴离子随溶液 pH变化可相互转化:pH 值增大H3PQ H 2PQ HPO 42 PO 43VpH减小 常见酸式盐溶液的酸碱性碱性:NaHCO、NaHS NazHPQ、NaHS.酸性:NaHSO NaHPO、NaHSO三影响水解的因素内因:盐的本性.外因:浓度、湿度、溶液碱性的变化1温度不变,浓度越小,水解程度越大2 浓度不变,湿度越高,水解程度越大.3改变溶液的pH值,可抑制或促进水解。四比拟外因对弱电解质电离和盐水解的影响+f HA H+A QA+H2QHA+OH Q温度T TfafTh f加水平衡正移,af促进水解,h f增大H+抑制电
45、离,a.f促进水解,hf增大OH促进电离,a f抑制水解,h f增大A 抑制电离,af水解程度,hf注:a电离程度h水解程度思考:弱酸的电离和弱酸根离子的水解互为可逆吗? 在CHCOOH和CH3COONO勺溶液中分别参加少量冰醋酸,对CHCOOK离程度 和CHCO O水解程度各有何影响?五盐类水解原理的应用1 判断或解释盐溶液的酸碱性例如:正盐 KX、KY、KZ的溶液物质的量浓度相同,其pH值分别为7、8、9,那么HX HY HZ的酸性强弱的顺序是 相同条件下,测得 NaHCOCHCOONaNaAQ三种溶液的pH值相同。那实验么它们 的物质的量浓度由大到小的顺序是 .因为电离程度 CHCOO讯
46、HAIQ所以水解程度 NaAONaHCS CHCOON在相同条件下,要使 三种溶液pH值相同,只有浓度2 分析盐溶液中微粒种类 .例如NazS和NaHS溶液溶液含有的微粒种类相同,它们是Na+、S2、HS、HS OH M、HO,但微粒浓度大小关系不同 .3比拟盐溶液中离子浓度间的大小关系1一种盐溶液中各种离子浓度相对大小 当盐中阴、阳离子等价时不水解离子 水解的离子 水解后呈某性的离子如H+ 显性对应离子如0H或H实例:aCHCOONa. bNHCIa.Na+ CH3COO OH H+ b.CI NH: OH 当盐中阴、阳离子不等价时。要考虑是否水解,水解分几步,如多元弱酸根的水解,那么是“几
47、价分几步,为主第一步,实例N&S水解分二步ST+H2O QIS +OH 主要HS+HO H S+OH 次要各种离子浓度大小顺序为:Na+ S2 OH HS H+2两种电解质溶液混合后各种离子浓度的相对大小 假设酸与碱恰好完全以应,那么相当于一种盐溶液 假设酸与碱反响后尚有弱酸或弱碱剩余,那么一般弱电解质的电离程度盐的水解程度.4溶液中各种微粒浓度之间的关系以NqS水溶液为例来研究1写岀溶液中的各种微粒 + + 2 阳离子:Na、H阴离子:S、HS、OH2利用守恒原理列岀相关方程.10 电荷守恒:Na+H +=2S 2+HS +OH 20物料守恒:Na 2S=2Na+S2假设S2已发生局部水解,
48、S原子以三种微粒存在于溶液中。S2 、HS,根据S原子守恒及Na+的关系可得.+ 2 Na =2S+2HS +2H 2S30质子守恒HbO . H +OH由fO电离岀的H+=OH ,水电离岀的 M局部被 彳结合成为HS、HS,根据H+质子守恒, 可得方程:OH=H +HS +2H 2S想一想:假设将 NqS改为NaHS溶液,三大守恒的关系式与NqS对应的是否相同?为什么?提示:由于两种溶液中微粒种类相同,所以阴、阳离子间的电荷守恒方程及质子守恒是一 致的。但物料守恒方程不同,这与其盐的组成有关,假设NaHS只考虑盐本身的电离而不考虑HS的进一步电离和水解,那么Na+=HS ,但不考虑是不合理的
49、。正确的关系为Na+=HS +S 2+H 2S小结:溶液中的几个守恒关系1电荷守恒:电解质溶液呈电中性,即所有阳离子所带的正电荷总数与所有阴离子所带 的负电荷总数代数和为零。2物料守恒原子守恒:即某种原子在变化过程水解、电离中数目不变3质子守恒:即在纯水中参加电解质,最后溶液中H+与其它微粒浓度之间的关系式由电荷守恒及质子守恒推出练一练!写岀 2CG溶液中微粒向后三天守恒关系式。参考答案: Na+H +=OH +HCO3 +2CO 广“HCC3+CO32 +H 2 OH =H +HCO3 +2H 2CO5判断加热浓缩至盐干溶液能否得到同溶质固体。例 1 AICI 3+3H2O3+HCI H 0
50、 吸热 升温,平衡右移 升温,促成 HCI挥发,使水解完全加热至干AICI 3+3H2OAIOH3+3HCI fJ灼烧AI2O例 2. AI 2SO43+6H2O2AIOH3+3H2SQ H0 吸热 升温,平衡右移 fSQ难挥发,随CH2SQ增大,将抑制水解综合结果,最后得到AI2SQ从例1例2可小结岀,加热浓缩或蒸干盐溶液,是否得到同溶质固体,由对应酸 的挥发性而定.结论:弱碱易挥发性酸盐蒸干氢氧化物固体除铵盐弱碱难挥发性酸盐蒸干同溶质固体6某些盐溶液的配制、保存在配制FeC、AICI 3、CuCb、SnCh等溶液时为防止水解,常先将盐溶于少量相应的酸 中,再加蒸馏水稀释到所需浓度 .NmS
51、iOg NmCO、NHF等不能贮存磨口玻璃塞的试剂瓶中,因NmSiOs、NmCO水解呈碱性,产生较多 OH, NHF水解产生 HF, OH、HF均能腐蚀玻璃.7 某些离子间因发生又水解而在溶液中不大量共存,如 AI3+与 S2、HS、CO2、HCO、AIO2,SiOa2 CIO、GH5O等不共存 Fe3与 CO2、HCO、AIO2、CIO 等不共存 NH+与 CIO、SiO32、AIO2等不共存想一想:Al 2S3为何只能用干法制取?2AI+2S A2S3小结:能发生双水解反响,首先是因为阴、阳离子本身单一水解程度相对较大,其次水解 一方产生较多,H+,另一方产生较多 OH,两者相互促进,使水解进行到底。例如:3HC0+ 3H 2O3H 2CG + 3OH总方程式:Al+ 3H 2O - ,促进水解进行到底3HAI(OH)+ 3H2O 3+.3HCO 3 +AI =AI(OH) 3 J +3COf8 泡沫灭火器内反响原理NaHCOa和 Al2(SO4)3混合可发生双水解反响:2HCOa +A|3+=AI(OHa) J +3COf生成的CO将胶状AI(OH) 3吹岀可形成泡沫9 制备胶体或解释某些盐有净水作用FeCI 3、KaI2(SO4)2 12H2O 等可作净水剂.原
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