高中化学竞赛教材(第一部分)

黄冈中学化学奥赛培训教程

书目

上册（75页,2.5M）

第一章化学反应中的物质变更和能量变更

第一节氧化还原反应

其次节肉子反应和事子方程式

第三节化学反应中的能量变更

第四节除合解题

其次章物质结构元素周期律

第一节原子结构和椽外电子排布

其次节元素周期律与元素周期表

第三节化学健

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*节专体

其次节族体

第三节泳液

第8节绘合题斛

第四章化学反应速率及化学平衡

第一节化学反应速率

其次节影响化学反应速率的因素

第三节化学平街

第一章化学反应中的物质变更和能量变更

第一节氧化还原反应

1、依据下列三个反应，排出氧化剂氧化性的强弱依次:

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

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

CuCb

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

450°2

解析：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，故其氧化性依次由强到弱：KMnO4>MnO2>O2»

2、配平氧化还原方程式：P4O+C12FY=POC13+P2C15

解析：本题中RO中的P元素对应有两种产物，故设PaO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：困难物质Fe3c按常规化合价分析无法确定Fe和C的详细化合价，此时可令组成该物

质的各元素化合价为零价，再依据化合价升降法配平。

3Fe(0->+3)升91

3共升13x1

C0f+4升41

N+5f+4降1x13

再用视察法，不难确定各物质的化学计量数为：1、22、3、13、1、11,故为Fe3C+

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

4、配平NH4NO3FY=N2+HNO3+H2O

解析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价，则元素化合价升降关系为：

2N2(+1-0)降2X1

N+1—+5升4X1

用视察法调整确定各物质的化学计量数，故：

5NH4NO3=4N2t+9H2O+2HNO3

注:若配平常不用此平均标价法，则要分析同种元素化合价升降关系。NH：-^N2,NO3-»N2(

决不会出现化合价交叉现象，即不会出现NH：1NOJ的状况。

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3x+4X(-2)=0

..8

故x=+-

3

Q

所以FeO中Fe的氧化数为+-。

343

注：氧化数可以为分数。

6、用离子一电子法配平下列方程：

KMnO4+FeSO4+H2so4

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

解析：①写出反应的离子表达式：

2++2+3+

MnO1+Fe+HFY=Mn+Fe+H20

②分别写出氧化和还原半反应：Fe2+-e->Fe3+X5

+-2+

MnO；+8H+5e-Mn+4H2OX1

③依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：

2++2+3+

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

④H2sCh作介质时，化学方程式可写为：

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

注：离子一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极组成的电池的自由能。

解析：Fed27cd=-().4026V声『/见=0

E一代数值较小的电极应作原电池的负极，E一代数值较大的电极为正极，因此电池的符号可

2++

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

畲=僚:-演=0-(-0.4026)=+0.4026V

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

其次节禽子反应和肉子方程式

1、在pH=l的无色透亮溶液中不能大量共存的离子组是()

A.Al3\Ag\Cl

B.Mg2+、NH；、NO3,Cl

C.Ba2\K\CH3COO、Fe3+

D.Zn2\Na\NO3、SOf

解析：A组由于Ag++C「=AgClI而不能共存；C组因生成弱电解质(H++CH3coeT

=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驾驭离子能否共存的推断规则。

2、重金属离子有毒性。试验室有甲、乙两种废液，均有肯定毒性。经化验甲废液呈碱性，主

要有毒离子为Ba?+离子，如将甲、乙废液按肯定比例混合，毒性明显降低。乙废液中不行能含有

的离子是()

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两选项中均含有S07，但C项中K*无毒性，A项

中CiP+可与甲废液中OFT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Ba?+沉淀为BaSO4,即

选Co

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NH4Hse)4在溶液中反应：

2+

Ba+2OH+NH；+H++SO；-=BaSO4I+NH,•H2O+H2O

B.氢氧化铁与足量的氢浸酸溶液反应：

+2+

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

C.足量的CO2通入饱和碳酸钠溶液中：

C02+COj-+H2O=2HCOJ

D.向碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水：

2+

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

解析：对于A：HSOI在水溶液中进一步电离成H+和SO；,且Ba(OH)2与NH4HSO4等物质

的量反应，故NE+与H+分别与OFT反应，故A正确。对于B,氢滨酸是强酸，Fe(OH)3犯难溶物，

故也正确。对于C,由于NaHCCh溶解度小于Na2c03,且Na2cCh为饱和溶液，故析出的是NaHCO3

晶体，故C错误。对于D,Ca(0H)2少量，故溶液中还有CO,存在，若Ca(0H)2过量，则不能有

CO,存在。故D正确。本题答案为C。

注：本题结合元素化合物的学问，从多个侧面考查对离子方程式正误的推断。有的同学对D

选项产生怀疑：产物中的阴离子是CO；-还是0H?细致分析可发觉，加入的石灰水是少量，”(0H

一)因此OFF与HCOJ的反应将全部消耗，故D选项不符合题意。

4、下列反应的离子方程式书写正确的是()

A.向氢氧化钠溶液中通入少量CO?：OH+CO2=HCOJ

-

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

3+

C.向硝酸铝溶液中加入过量氨水：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选项因为CO?量少，只能生成C0「，错误；C选项中生成的A1(OH)3沉淀不与弱碱

氨水反应生成A10£,错误；D选项中的离子方程式电荷不守恒，故B选项正确。

注：要驾驭离子方程式的书写规则，且电荷守恒原理是推断离子方程式的一条重要原理，务

必熟识其应用。

5、(1)向NaHSCU溶液中逐滴加入Ba(0H)2溶液至中性，请写动身生反应的离子方程式：

(2)在以上中性溶液中接着滴加Ba(0H)2溶液，请写出此步反应的离子方程式：

解析：因NaHS04是二元强酸的酸式盐，可以理解成全部电离。当反应后溶液是中性时其反应

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

2+

=BaSO41+2H2OO此时中性溶液中只有Na2sO4溶液，加入Ba(OH)2的离子方程式应为：Ba+

-

S04=BaSO4I。

注：酸式盐与碱的反应，状况比较困难。因为由加入碱的量不同，其产物有所不同，所以建

议先写成化学式方程式再改写成离子方程式。

6、某待测液中可能含有Fe2+、Fe3\Ag\Al3\Ba2\Ca2\NH：等离子，进行了下述试验

(加入的酸、碱、氨水、浪水都过量):

不溶于

稀HNC)3

依据试验结果：

(1)判定待测液中有无Ba2+、Ca2+离子，并写出理由。。

(2)写出沉淀D的化学式：。

(3)写出从溶液D生成沉淀E离子反应方程式：。

解析：澳水能将Fe?+氧化成Fe'+,因而无论原待测液含Fe?+、Fe?+中的一种或二种，最终沉淀

3

D均为Fe(0H)3,而沉淀E则肯定为A1(OH)3,沉淀C中有Fe(OH)3.AI(0H)3两种沉淀。在此Fe\

AU+与强、弱碱反应的相像性和差异性得到了很好的体现。答案为：(1)至少含Ba?*、Ca2+中一种,

因为CaS04微溶，BaSO4难溶；

(2)Fe(0H)3

-

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

第三节化学反应中的能量变更

1、由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量，从手册上查出N三N键的键能是

948.9kJ/mol,H-H键的键能是436.kJ/mol,试N-H键的键能是多少？

解析：该反应热化学方程式为：

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

这说明形成6个N-H键放出的热量，比破坏一个N三N键和三个H-H键汲取的能量多

92.4kJ»依据已知的N三N键、H—H键的键能数据和能量守恒原理，就可算出N—H键的键能。

设N—H键的键能为X,应有如下关系：

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

X=391.5(kJ/mol)

注：本题利用键能计算反应热的大小，要求驾驭

Q=EE生成物一反应物计算关系式。

2、强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示：

H+（溶液）+0H-（溶液尸H2O（溶液）+55.9kJ

已知：CHjCOOH+NaOH=CH3coONa+H2O+QikJ

1/2H2so式浓）+NaOH=1/2Na2s+H20+QzkJ

HNO3+NaOH=NaNO3+H20+g3kJ

上述反应均是在溶液中进行的反应，Q、。2、。3的关系正确的是（）

A.。1=。2=。3B.

C.D.。2=。3>。1

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，CH3co0H的电离热最大；按理H2sChH''X

（第一级）与HN03同是强酸，特殊在水中，由于水的拉平效应，使它们/

都显强酸性，好像中和热应相同，事实上并不相同，HNCh有一个分子内

氢键（如图），所以它比H2sCh（第一级）酸性要弱，在电离成NOg时要

破坏氢键而消耗能量。其次，H2s04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、己知273K时，N2（g）4-3H2（g）,2NH3（g）+e（2>0）,在相同温度条件下，向一密闭容器中

通入1molN2和3molH2,达到平衡时，放出能量为Qi，向另一体积相同的密闭容器中通入0.5mol

N2和1.5molH2，达到平衡时，放出能量为Q2。则Qi和Q2应满意的关系是（）

A.Q2<QI<Q

B.Q<Qi/2

C.0=。|/2

D.Q>Q2>QI/2

解析：热化学反应方程式中。是指1molN2和3mol以完全反应，生成2moiNH3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2moiN%,比2moiNH3少，所以Q>。。

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NE的得率

相应要比1molN2和3mol比的低。所以放出的热量Q2<gOl。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，所以不行能完全反应。故热量不等于。。

4、反应SO2（g）+gc>2（g）竺SO3在恒温下的密闭容器中进行，S03的产率为而在绝

热密闭的同一容器中反应，SCh的产率为江则〃与b的正确关系为（）

A.a>bB.a=bC.a<bD.无法推断

解析:由于SC>2（g）+go2（g）.经SC>3（g）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，将会使绝热容器中反应体系的温度上升，将不利于正向反应

而有利于平衡逆向移动；若反应体系的温度上升到肯定温度（约630℃以上），将会使催化剂的活

性降低，甚至消逝。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、依据盖斯定律和下列数据，计算反应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：将C（石墨）作为起始状态、CCh（g）作为最终状态，则由C（石墨）生成CCh（g）有下列

两种途径：

由盖斯定律：。2=。|+0故②=①十③

所以<2i=393.5kJ-283kJ=l10.5kJ

即反应①的反应热为110.5Kjo

6、由生成焙数据计算氨的氧化反应的AH嬴，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焰凶总98的值，代入M嬴=Z(A"7)产物一工0可")反应

物即可。

该反应方程式为：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),查出各物质的凶石98的值：

=

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

则AH嬴=产物-反应物

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

=-904.74kJ/mol

△H以<0表明氨的氧化反应是放热反应。

7、已知2一丁烯有顺、反两种异构体，前者能量比后者高SG-),在某反应条件下它们处于

平衡，其平衡常数K如下：

顺^2-丁烯反-2-丁烯

心得.20

自由能差AG一和平衡常数K有如下关系:

△G==-R71nK=-2.303P71gK

式中R=8.31J•mol-1•K~',7^298K。

(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，反一2一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(1-X)mol和Xmol,则有：

V

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

\-X

所以，顺一2一丁烯的物质的量分数为I-'=1762=。238

1-X+X1

反一2-丁烯的物质的量分数为：1-0.238=0.762

(2)依据题意，自由能差AG-与平衡常数有定量关系：

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

B|J-2.88kJ/mol

故答案:(1)顺式：0.238,反式:0.762.

(2)AG-=-2.88kJ/molc

注：求算AG一时，切不行丢掉“负号”，在进行有关焰(H)、燧(S)、自由能(G)等的计

算中，AH,45、4G均为生成物与反应物的相关物理量之差。题目中己指出“2一丁烯有顺，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-丁烯的自由能差应为负值。

8、求反应CaCOMs尸CaO(s)+CCh(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，必需/以5一一，故T＞丝一时反应自发进行，从而求得自发

\S~

进行时的最低温度。

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

欲使反应自发进行，必需TAS—故T＞以一时反应自发进行。

AH-179kJ/mol

=1111.8K

AS-0.161kJ/mol

故反应自发进行的最低温度是1111.8Ko

第8节琮合解题

1、PbCCh(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)依据热力学探讨，若空气中H2s的浓度为0.007mg・m-3,运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的状况，为使白色复原，用H2O2处理使生成PbSO」。依据热力学原理，

简洁地暴露于空气能否达到同样的效果？

25℃>1atm下空气的平均组成(按体积百分数)为：N2:77.90O2:20.70CO2:0.026H2

:0.40其他气体：1.03

_

各物质的△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)反应①的AG]:

=AGjcc)2(g)+AGf出0组)+AGfpbs(s)—八仇却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所占的体积比为：

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

则AG|=-56.3x100()+8.314x298In

5.0X10-9X100X100

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

所以PbCCh白涂料会发黑，即不妥当。

同理,反应②的AGT=-62.3kJ•mo「*AG^=—28.6kJ•mol<0.所以也能发生反应，但ZnS

还是白色的，所以不受影响。

(3)PbCCh涂料不合适。

(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

从热力学上讲是可以达到同样效果的。

2、下列气相反应可在适当的温度范围内发生：

①CMof(CH3)2C=CH2+H2

②C2H4+CI2-CH2cleH2cl

③见+也fCH30H

各化合物中键能平均值如下：

化学键键能(kJ•mol-1)化学键键能(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)估算上述各反应的反应热并说明它们是放热的还是吸热的。

(2)说明上述反应的懒变是正的还是负的。

(3)若反应是可逆的，请说明压力对化学平衡的影响。

解析：(1)反应的△〃—=X。反应物一工。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')

所以反应①是放热反应，反应②与反应③都是吸热反应。

(2)反应①的/以=1,所以是熠增大的反应。

反应②的/2=—1,所以是懒减小的反应。

反应③的4必=—1,所以是懒减小的反应。

(3)对反应①，因/以=1,所以压力增大，有利于反应逆向移动。

对反应②，因/以=-1,所以压力增大，有利于反应正向移动。

对反应③，因44=—1,所以压力增大，有利于反应正向移动。

3、多硫化钠NazS*(x22)在结构上与Na?。?、FeS2,CaC?等有相像之处。Na2sx在碱性溶液

中可被NaClO氧化为Na2so4，而NaClO被还原为NaCl,反应中Na2sx与NaClO的物质的量之比

为1：16,则x的值是()

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

解析：C1CT变成C广，需得到2e,则

CIO+H2O+2e=C1+2OH

而S：需失去(x-2)X6e+2X7e=(6x+2)广，这个结果可这们理解，S『中2个S的化合价

为一1价，由一1价变成SO宁的+6价需失去7e,则另外(x-2)个S的化合价为0价，由0价变

成SO丁的+6价需失去6e\因此1个S:共需失去(6x+2),反应式为：S^.-+8,vOH—(6x+

2)el=xSOf+4xH?O

由这两个电极反应式及1：16,可得到以下关系式：

2：(6x+2)=l：16得x=5

所以，本题答案为A。

4、反应NO+O2+NO2+H2O-HNO3(未配平)是一个有多组计量数(即系数)的化学方程

式，当氧气有1/3被NO还原时，参与反应的各物质计量数之比为()

A.4、9、24、14、28B.1、1、1、1、2

C.8、9、12、10、20D.随意比均可

解析：由于题中氧化还原是有条件的，就必需按条件特殊处理，不能按常规配平。

常规配平：

NO+O2+NO2+H2O2HNO3

+1/

即为B,但不符合题意。题意要求有1/3的氧气被NO还原，应按此配平，详细如下:

（被NO还原）（被NOj还原）

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

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

-1-1x24=24

+3x4=12

所以应选A。

5、次磷酸(H3Po2)是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40℃〜50℃,析出一种

红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证明A是一种六

方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定，A的主要化学性质如下：①温度超过60℃,分

解成金属铜和一种气体；②在氯气中着火；③与盐酸反应放出气体。

(1)写出A的化学式。

(2)写出A的生成反应方程式。

(3)写出A与CL反应的化学方程式。

(4)写出A与盐酸反应的化学方程式。

解析：由题意得知反应为：H3PO2+CUSO4-H3PO4+A(未配平)。

还原剂H3PCU中P(+1价)被氧化成P(+5价)，而S的价态没变，那么氧化剂只可能是

Cu2+,但只可能被还原为Cu+说明A中没有Cu+,因为A在温度超过60℃时会分解成Cu和一种气

体，反过来也说明A中还有一种非金属原子，且分解时生成气体；而在反应体系中非金属元素只

有0、S、P、H四种，0、P和S都不行Cu?。、Cu3P和Cu2s都已不像ZnS那样由不同元素组成

的双原子化合物(习惯上称这样的化合物为二元化合物)，唯一可能的是CuH,它属于二元化合物，

且分解后生成Cu和H2,可以在氯气中燃烧生成氯化铜和氯化氢，与盐酸生成玲。所以A是CuHo

详细解答如下：

(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

［若盐酸浓度不够，Cu(I)会发生歧化反应；若在较浓的盐酸中，C厂是配位体，可形成酸配位

酸］

6、长期以来始终认为氟的含氧酸不存在。但是自1971年斯图尔杰和阿佩里曼(美)胜利地

合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得

到了毫克量的次氟酸。

(1)写出次氟酸的结构式并指出各元素的氧化数。写出斯图杰尔和阿佩里曼方法制备该酸的

反应方程式。

(2)下面给出了几个分子和基团化学键的键能:

OHOFHF

H2O2F2

E(kJ•mor1)432494155424220566

试计算次氟酸的生成热(即从单质生成Imol该酸反应的热效应)。

(3)为什么次氟酸不稳定？试预料它分解的可能途径，求出次氟酸分解的热效应值。

(4)次氟酸刹那间能被热水所分解，此时得到的溶液既表现有氧化性(对于碘化钠)，又表

现有还原性(对于高镒酸盐)，试推断次氟酸在水解时能生成什么产物？写出全部反应的方程式。

解析：(1)氟与冰反应，生成HOF,当ImolFz与Imol水作用时，除生成1molHOF外，

还剩1mol氟原子和1mol氢原子，因此还有另一产物为HF,所以反应方程式为F2+H2OHF+

HOF,HOF为共价化合物，只有两个未成对电子，故氟原子应位于氢原子和氟原子的中间，分别

与氢原子和氟原子各形成一个共价键，故其结构式为H-O—F。它的结构与HOC1酸相像，其中

氟的氧化数是否与次氯酸中C1的氧化数一样，显+1价呢？因氟的电负性比氧大，吸引电子实力

比氧强，它们之间的共用电子对偏向氟，而不偏向氧，所以氨显一1价。对于氧原子而言，除与氟

共用一对电子外，还与氢共用一对电子，其吸电子实力强于氢，故电子对偏向氧。因为一对共用

电子对偏向氧，另一对共用电子对偏离氧，故氧的氧化数为0,次氟酸中各元素的氧化数为：

+10-1

H-O-F

(2)生成热是指由稳定单质生成1摩尔该酸的反应的热效应。计算生成热时，可写出由单质

生成该化合物的反应方程式，不管该反应是否能发生。

该反应可写出如下反应方程式：

-O2+|H2+-F2=HOF

ri(B、E)=Zri(B、E)反应物Xri(B,E)生成物

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

=-103.5(kJ.mor')

(3)由于HOF分子中存在电中性的氧原子以及易极化的带正电荷的氢原子和带负电荷的氟

原子，从而易分解成单质。2和氟化氢：2HOF=2HF+C)2，反应物热效应同样可由键能值求得。

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

(4)次氟酸被热水分解，生成物即表现出氧化性，也表现出还原性，说明生成物中有一种元

素的化合价既可上升，也可降低。氟不行能形成此合物，因它无正价，只有负价。由于HOF中氧

为0价，故可能是0价的氧与水中一2价的氧形成了一1价的中间价态产物为常见的H2O2,故分解

+

产物是过氧化氢；反应方程式为：HOF+H2OHF+H2O2，21+H2O2+2H=I2+2H20,5H2O2+

+2+

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

+10-1

(1)结构式为HOF,各元素的氧化数为H-O-F,反应方程式为F2+H2O=HF+HOF。

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

(3)不稳定的缘由在于分子中同时存在有电中性的氧原子、易极化的带正电的氢原子和带负

电的氟原子。分解的途径为：

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

(4)分解产物为H2O2,反应式见上解析(4)

7、为实现2000年消退碘缺乏病的目标，国家卫生部规定食盐必需加碘，其中碘以碘酸钾或

碘化钾的形式存在。

(1)有人烹调时，把两种不同厂家生产的加碘盐混合，当滴食醋时，产生紫色蒸气，反应的

离子方程式为.

(2)这两种加碘食盐可以在潮湿的空气中暴露而加以鉴别，其原理是,反

应的离子方程式.

解析：两种不同厂家的含碘盐中，一家含KL另一家含KICh。(1)中产生紫色蒸气(L)，说

明101将C氧化。故答案如下：

(1)反应的离子方程式为：

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

(2)其原理是：KI在潮湿空气里，在阳光的作用下，会被空气氧化产生紫黑色固体(或紫色

蒸气。而KI03不被空气氧化。反应的离子方程式为：41+O2+2H2O=2l2+4OH。

其次章物质结构元素周期律

第一节原子结构和板外电子排布

1、下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？

(l)S电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而P电子是走8字形。

(2)主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。

(3)主量子数为3时，有3s、3p、3d和3/四条轨道。

解析：本题是涉及电子云及量子数的概念题。必需从基本概念动身推断正误。

（1）不正确，因为电子运动并无固定轨道。应改正为：S电子在核外运动电子云图像或几率

密度分布是一个球体，其剖面图是个圆。而P电子云图或几率密度分布是一个纺锤体，其剖面图

是8形。

（2）不正确。因为〃=1、1=0、加=0,只有一个1s原子轨道，应改为：主量子数为1时，在

1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。

（3）不正确。因为，?=3时，/只能取0、1、2,所以没有3人另外3s、3p、3d的电子云形态

不同，3P还有机=0、±1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有"1=0、±1和±2

五种空间取向，有5个原子轨道，因此应改为：主量子数为3时，有9个原子轨道。

2、现代原子结构理论认为，在同一电子层上，可有s、p、d、f、g、h……等亚层，各亚层分

别有1、3、5……个轨道。试依据电子填入轨道的依次预料：

（1）第8周期只有种元素。

（2）原子核外出现第一个“电子的元素的电子序数是/

（3）依据“稳定岛”假说，第114号元素是一种稳定同位素，半衰期很长，在自然界都可能

可以找到。试推想第114号元素属于周期族元素，原子的外围电子构型是。

解析：本题考查四个量子数和电子排布等学问。

（1）依据电子的填充特点：nsnp,可知在第8周期中,含有s、p、d、

/、g,其填充的元素种数为：1X2+3X2+5X2+7X2+9X2=50（种）。解答此间时还可以依据元

素原子核外电子排布规律，用数学归纳法得出其通式，求出答案。

周期所能容纳

周期数能级组电子亚层数电子数

的元素种数

11s212=2XI22

22s22P228=2X228

33?3p628=2X228

43/Zs24P6318=2X3218

54小5s25P6318=2X3218

64严5小＞6s26P6432=2X4232

nns2njr6

综上归纳，当〃为偶数时，每一能级最多可容纳2勺+1）2个电子，化简即得”周期里等-种

元素：当”为奇数时，每一个能级组最多可容纳2（上口+个电子，化简即得〃周期把1匚种

22

元素。这样不难推出第8周期所能容纳的电子数为50种元素。

（2）依据（D的分析，第一个出现切■的元素应当是第8周期H1B族，应当为类钢系元素，

其价电子构型为歹7d®2。因此它的原子序数为139。

（3）114号元素可以氮为基准。依据每一周期的元素种数，得知该元素应当在第七周期，而

位于第七周期的稀有元素的原子序数应当为118号，然后逐步往元素周期表的前面推，正好推到

IVA族，因此它的价电子构型为7s27P2。

3、假定某个星球上的元素听从下面的量子数限制。"=1、2、3…；1=0,K2……；机=±1；

砥=+1/2,则在此星球上，前4个惰性元素的原子序数各是多少？

解析：依据量子数的限制，每周期只能有（2〃-1）个元素（可以〃=2为例排一下，特殊留意

m=±1与ms=+1/2这两条限制,看是否只排出3种元素），最终一种元素的序数为〃2。这样，可

得如下周期表形式：

234

56789

10111213141516

满壳层为惰性元素，即1、4、9、16号元素。

4、(1)欧洲核子探讨中心于1995年9、10月间制成了世界上第一批反原子——共9个反氢

原子，揭开了人类制造与利用反物质的新篇章。反氢原子的核电荷数是,核外电子数是

(2)1974年Dye得到含独立的Na一离子的化合物。试画出Na一离子的基态电子组态。

(3)金属钠和铅的合金可部分溶于液氨，形成溶液。该溶液导电率的测定试验证明其中除少

量NH；与NH之外只存在一种阳离子和一种阴离子，且它们的个数比为4：1,阳离子只带一个正电

荷，阴离子包括9个原子。试写出该溶液中电解质化学式。

解析：(1)反物质的探讨是现代科学探讨的一个前沿。当物质与反物质相遇时就会发生湮灭,

释放出能量。反氢原子核电荷是负电荷，为一1;核外电子则为正电子，正电子数为1。

(2)金属在特定的条件下也可以带上负电荷。Dye利用穴醒的笔状分子逐个封闭Na+离子，

晶体中有一半的Na为Na\Na」的基态电子组态为Is22s22P63s2。

(3)Na—Pb合金在液氨的溶剂作用下，Na易失去电子成为Na+；从元素角度考虑，阴离子

是由Pb原子得电子形成的。依题意，阴离子包括9个原子，又阴、阳离子个数比为1：4,所以阴

离子为Pbj。电解质的化学式为Na4Pb”

其次节元素周期律与元素周期表

1、A元素的核外电子排布是4s24P2,则下列说法中正确的是()

A.A常温下可与氧气化合为ACh

B.A可与浓HNO3反应

C.A单质有很强的金属性

D.A的氯化物AcL可以发生水解反应

解析：本题考查元素周期律与核外电子排布的相关学问。首先推断出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选项的正误。由A的核外电子排布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，即无很强的金属性，又无很强的非

金属性。通常金属性强的金属易与氧气化合，如K、Na、Ca等；而金属性弱的金属不易与氧气化

合，如Cu、Ag、Au等；不很活泼的金属的盐通常简洁发生水解，如铅盐、锡盐等。因此可推断

出B、D选项符合题意。

2、指出下列元素景族元素还是副族元素？位于周期表第几周期第几族？

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

(3)[Ar]3^4.v2(4)[Ar]3d°4sl(5)[Ar]4sl

解析：先依据其外围电子构型确定在元素周期表中的位置，再确定其所在周期和族。

(1)p区，HI—VIDA族或零族，