高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座：第6讲《晶体结构》

高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座

第6讲晶体结构

【竞赛要求】

晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数或分子数的计算及化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型，如NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。点阵的基本概念。晶系。宏观对称元素。十四种空间点阵类型。分子的极性。相似相溶规律。分子间作用力。范德华力。氢键。其他分子间作用力的一般概念。

【知识梳理】

一、离子键理论

1916 年德国科学家Kossel(科塞尔)提出离子键理论。

（一）离子键的形成

1、形成过程

以NaCl 为例：

（1）电子转移形成离子

Na－eˉ= Na+Cl + eˉ= Clˉ

相应的电子构型变化：2s22p63s1 →2s22p6 ；3s23p5→3s23p6

分别达到Ne 和Ar 的稀有气体原子的结构，形成稳定离子。

（2）靠静电吸引，形成化学键，体系的势能与核间距之间的关系如图所示：

注：横坐标——核间距r 。纵坐标——体系的势能V 。纵坐标的零点——当r 无穷大时，即两核之间无限远时，势能为零。

下面来考察Na+和Clˉ彼此接近时，势能V的变化。

图中可见：

r >r0时，随着r 的不断减小，正负离子靠静电相互吸引，V减小，体系趋于稳定。

r = r0时，V有极小值，此时体系最稳定，表明形成了离子键。

r < r0时，V 急剧上升，因为Na+和Clˉ彼此再接近时，相互之间电子斥力急剧增加, 导致势能骤然上升。

因此，离子相互吸引，保持一定距离时，体系最稳定，即为离子键。

2、离子键的形成条件

（1）元素的电负性差要比较大

△X > 1.7，发生电子转移，形成离子键；

△X < 1.7，不发生电子转移，形成共价键。

但离子键和共价键之间，并非严格截然可以区分的。可将离子键视为极性共价键的一个极端，而另一极端为非极性共价键。如图所示：

化合物中不存在百分之百的离子键，即使是 NaF 的化学键之中，也有共价键的成分，即除离子间靠静电相互吸引外，尚有共用电子对的作用。

△X > 1.7，实际上是指离子键的成分(百分数)大于50%。 （2）易形成稳定离子

Na +（2s 22p 6），Cl ˉ（3s 23p 6），达到稀有气体稳定结构，Ag +（4d 10）d 轨道全充满的稳定结构。所以，NaCl 、AgCl 均为离子化合物；而C 和Si 原子的电子结构为ns 2np 2，要失去全部价电子形成稳定离子，比较困难，所以一般不形成离子键。如CCl 4、SiF 4 等，均为共价化合物。

（3）形成离子键，释放能量大

Na )(s +1/2 Cl )(2g = NaCl )(s △H = －410.9 kJ ·mol –1 在形成离子键时，以放热的形式，释放较大的能量。 （二）离子键的特征 1、作用力的实质是静电引力

F ∝（q 1q 2）/ r 2 （q 1、q 2分别为正负离子所带电量） 2、离子键无方向性、无饱和性

因为是静电吸引，所以无方向性；且只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。 （三）离子键的强度 1、键能和晶格能 以 NaCl 为例：

键能：1mol 气态 NaCl 分子，离解成气体原子时，所吸收的能量。用E i 表示。 NaCl )(g = Na )(g + Cl )(g △H = 键能E i 越大，表示离子键越强。

晶格能：气态的正负离子，结合成 1mol NaCl 晶体时，放出的能量。用 U 表示。 Na +)(g + Cl –)(g = NaCl )(s △H = －U （U 为正值）

晶格能 U 越大，则形成离子键时放出的能量越多，离子键越强。键能和晶格能，均能表示离子键的强度，而且大小关系一致。通常，晶格能比较常用。如何求得晶格能?

2、玻恩-哈伯循环 ( Born-Haber Circulation)

Born 和 Haber 设计了一个热力学循环过程，从已知的热力学数据出发，计算晶格能。具体如下：

极性增大

非极性共价键 极性共价键 离子键

△H1等于Na

)

(s

的升华热（S），即△H1= S = – 108.8 kJ·mol –1

△H2等于Cl2

)

(g

的离解能（D）的一半，即△H2=（1/2）D = – 119.7 kJ·mol –1

△H3等于Na

)

(g

的第一电离能（I1），即△H3= I1 = 496 kJ·mol –1

△H4等于Cl

)

(g

的电子亲和能（E）的相反数，即△H4= – E = – 348.7 kJ·mol –1 △H5等于NaCl的晶格能（U）的相反数，即△H5= – U = ？

△H6等于NaCl的标准生成热（△f H0

m ），即△H6= △f H0

m

= – 410.9 kJ·mol –1

由盖斯定律：△H6= △H1 +△H2+△H3+△H4+△H5

所以：△H5=△H6－（△H1 +△H2+△H3+△H4）

即：U = △H1 +△H2+△H3+△H4－△H6

=108.8+119.7+496－348.7+410.9 = 186.7 kJ·mol –1

以上关系称为Born-Haber循环

利用盖斯定律，通过热力学也可以计算NaCl 的离子键的键能。

△H1Na的第一电离能I1；

△H2Cl的电子亲合能E的相反数–E；

△H3NaCl的晶格能U的相反数–U；

△H4NaCl的升华热S；

而△H5 = –Ei。所以，通过I1、E、U和S 可求出键能Ei。

3、影响离子键强度的因素

从离子键的实质是静电引力F∝(q1q2) / r2出发，影响F大小的因素有：离子的电荷数q和离子之间的距离r（与离子半径的大小相关）。

（1）离子电荷数的影响

电荷高，离子键强。如：

（2）离子半径的影响

半径大，导致离子间距大，所以作用力小；相反，半径小，则作用力大。如：

（3）离子半径概念

将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距 d 是r + 和r – 之和。

d = r + + r – （d 值可由晶体的X 射线衍射实验测定得到）。

1926年，哥德希密特（Goldschmidt ）用光学方法测定，得到了F – 和O 2– 的半径，分别为133 pm 和132 pm ，结合X 射线衍射数据得到一系列离子半径：

Mg 2+ 的半径 r = --2O MgO r d = 320 pm – 132 pm =78 pm 这种半径为哥德希密特半径。

1927年，Pauling 用最外层电子到核的距离，定义为离子半径，并利用有效核电荷等关系，求出一套离子半径数据，称为 Pauling 半径。

教材上两套数据均列出。一般在比较半径大小和讨论规律变化时，多采用Pauling 半径。 （3）离子半径的变化规律

①同主族，从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子半径增加。如： Li + ＜ Na + ＜ K + ＜ Cs +；F – ＜ Cl – ＜ Br – ＜ I –

②同周期主族元素，从左至右，离子电荷数升高，最高价离子，半径最小。如： Na + ＜ Mg 2+ ＜ Al 3+ ；K + ＜ Ca 2+ 过渡元素，离子半径变化规律不明显。

③同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。如： Ti 4+ ＜ Ti 3+；Fe 3+ ＜ Fe 2+

④一般负离子半径较大；正离子半径较小。如：

可见，虽然F 与K 相差两个周期，但F – 的半径仍比K + 的半径大。

⑤周期表对角线上，左上元素和右下元素的离子半径相似。如：Li + 和 Mg 2+， Sc 3+ 和 Zr 4+ 的半径相似。 （四）离子晶体的特点 1、无确定的分子量

NaCl 晶体是个大分子，无单独的NaCl 分子存在于分子中。NaCl 是化学式，因而 58.5 是式量，不是分子量。 2、导电性

水溶液或熔融态导电，是通过离子的定向迁移导电，而不是通过电子流动而导电。

3、熔点沸点较高

4、硬度高，延展性差

因离子键强度大，所以硬度高。如果发生位错：

发生错位，正正离子相切，负负离子相切，彼此排斥，离子键失去作用，故无延展性。如CaCO3可用于雕刻，而不可用于锻造，即不具有延展性。

（五）离子晶体的空间结构

1、对称性

（1）旋转和对称轴n重轴，360度旋转，可以重复n次。（2）反映和对称面晶体中可以找到对称面。（3）反映和对称中心晶体中可以找到对称中心。

2、晶胞

晶胞是晶体的代表，是晶体中的最小单位，晶胞并置起来，则得到晶体。晶胞的代表性体现在以下两个方面：一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性，即具有相同的对称元素（对称轴，对称面和对称中心）。晶胞是晶体中具有上述代表性的体积最小，直角最多的平行六面体。

3、离子晶体的空间结构

（1）离子晶体的堆积填隙模型

在离子晶体中，占据晶格结点的是正离子和负离子，负离子半径一般比正离子大，因此负离子在占据空间方面起着主导作用。在简单的二元离子晶体中，负离子只有一种，可以认为负离子按一定的方式堆积，而正离子填充在其间的空隙中。常见的负离子堆积方式有三种：立方密堆积或称面心立方密堆积，六方密堆积和简单立方堆积。最后一种不是密堆积，它的晶胞是立方体，八个角顶上各有一个负离子。在立方密堆积和六方密堆积中有两种空隙：一种是四个相邻的负离子所包围的空隙，称为四面体空隙；一种是由六个相邻的负离子所包围的空隙，称为八面体空隙。这两种密堆积结构中，负离子数︰八面体空隙数︰四面体空隙数= 1︰1︰2。在简单立方堆积中，只有一种空隙，即由八个相邻的负离子所包围的立方体空隙，而负离子数︰立方体空隙数= 1︰1。正负离子配位数（CN+）一般可由正负离子半径比规则确定：

r+ /r－= 0.225 －0.414时，CN+为4；

r+ /r－= 0.414 －0.732时，CN+为6；

r+ / r－= 0.732 －1时，CN+为8。

负离子配位数（CN－）可由下式确定：

CN－/ CN+ = 正离子数/ 负离子数= 负离子电荷/ 正离子电荷

例如金红石TiO2晶体中，r（Ti4+ / r（O2—）= 68 pm / 140 pm = 0.486，CN+为6，正负离子Ti4+ 占据八面体空隙；CN－为3；金红石晶体中，负离子数︰八面体空隙数= 1︰1，Ti4+ 数只有O2—数的一半，因此Ti4+ 离子只占据八面体空隙数的1/2。

在描述简单离子晶体结构型式时，一般只要着重指出负离子的堆积方式以及正负离子所占空隙的种类与分数，基本上就抓住了离子晶体结构的主要特征。对于简单的二元离子晶体来说，正负离子在空间的排列方式（即

结构形式）主要取决于正负离子的数量比（或称组成比）和半径比。常见的六种二元离子晶体典型结构型式如表1所示。

表1 二元离子晶体典型结构型式

结构形式 组成比 负离子堆积方式

-+CN CN /

正离子占据空隙种类

正离子占据空

隙分数

NaCl 型 1︰1 立方密堆积 6︰6 八面体空隙 1 CsCl 型 1︰1 简单立方堆积 8︰8 立方体空隙 1 立方ZnS 型 1︰1 立方密堆积 4︰4 四面体空隙 1/2 六方ZnS 型 1︰1 六方密堆积 4︰4 四面体空隙 1/2 CaF 2型 1︰2 简单立方堆积 8︰4 立方体空隙 1/2 金红石型 1︰2

（假）六方密堆积

6︰3

八面体空隙

1/2

（2）立方晶系AB 型离子晶体的空间结构

晶胞的平行六面体是正六面体时，我们称它属于立方晶系，用来表示平行六面体的三度的三个轴，称为晶轴，三个晶轴的长度分别用a 、b 、c 表示，三个晶轴之间的夹角分别用、、表示。

立方晶系的正六面体晶胞的特点是：

按a 、b 、c 以及、、之间的关系不同，工分为7大晶系，我们讨论的AB 型晶体指正负离子数目相同，包括NaCl 、CsCl 、 ZnS 。

首先看NaCl 的晶胞：

组成具有代表性，对称性（轴、面、中心）也与晶体相同，所以乙为NaCl 的晶胞。观察配位数：最近层的异号离子有4个，故配位数为6；观察晶胞类型：看空心圆点，正六面体的八个顶点及六个面的面心各有一个，所以为面心立方晶系。

再看CsCl的晶胞：

组成和对称性均有代表性。看空心圆点，除了立方体的顶点的8个，无其它，称为简单立方晶胞，配位数为8。

金属K的晶胞：

看实心圆点，除了在立方体的八个顶点地有一个外，在立方体的体心位置还有一个，所以为体心立方晶胞。

ZnS的晶胞：

组成和对称性均有代表性。看空心圆点，除了立方体的顶点的8个，面中心6个，也为面心立方，配位数为4。

总之，立方晶系有3 种类型晶胞，面心立方、简单立方、体心立方。四方晶系，2 种，正交晶系，4 种等，共有14种类型的晶胞。

4、配位数与r+/r –的关系

NaCl 六配体，CsCl八配体，ZnS 四配体，均为AB型晶体，为何配位数不同?

（1）离子晶体稳定存在的条件

（2）r+/r –与配位数

从六配位的介稳状态出发，进行半径比与配位数之间关系的探讨。

此时，为介稳状态。如果r + 再大些，则出现上述 b) 种情况，即阴离子同号相离，异号相切的稳定状态。亦即：

-+

r

r ＞0.414 当 r +

继续增加，达到并超过-+

r

r ＞0.732时，即阳离子离子周围可容纳更多阴离子，为8配位，CsCl 型。

若r +

变小， 当-+

r

r ＜0.414时，则出现上述 a ）种情况，阴离子相切，阴离子阳离子相离的不稳定状态，

配位数减少，4配位，ZnS 型。

总之，配位数与 r +/ r －

之比相关：

0.225——0.414 4配位 ZnS 式晶体结构 0.414——0.732 6配位 NaCl 式晶体结构 0.732——1.000 8配位 CsCl 式晶体结构

且r + 再增大，则达到12 配位；r - 再减小，则达到3配位。

注意：讨论中将离子视为刚性球体，这与实际情况有出入，但仍不失为一组重要的参考数据。因而，我们可以用离子间的半径比值去判断配位数。

二、金属键理论

（一）金属键的改性共价键理论

金属键的形象说法：“失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”。金属离子通过吸引自由电子联系在一起，形成金属晶体，这就是金属键。

金属键无方向性，无固定的键能，金属键的强弱和自由电子的多少有关，也和离子半径、电子层结构等其它许多因素有关，很复杂。金属键的强弱可以用金属原子化热等来衡量。金属原子化热是指 1mol 金属变成气态原子所需要的热量。金属原子化热数值小时，其熔点低，质地软；反之，则熔点高，硬度大。例如：

金属可以吸收波长范围极广的光，并重新反射出，故金属晶体不透明，且有金属光泽。在外电压的作用下，自由电子可以定向移动，故有导电性。受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递能量，故金属是热的良导体。

金属受外力发生变形时，金属键不被破坏，故金属有很好的延展性，与离子晶体的情况相反。

（二）金属晶体的密堆积结构

金属晶体中离子是以紧密堆积的形式存在的，下面的刚性球模型来讨论堆积方式。

在一个层中，最紧密的堆积方式是，一个球与周围6 个球相切，在中心的周围形成6 个凹位，将其算为第一层。

第二层对第一层来讲最紧密的堆积方式是将球对准1、3、5 位（若对准2、4、6 位，其情形是一样的）。

关键是第三层，对第一、二层来说，可以有两种最紧密的堆积方式。第一种是将球对准第一层的球，于是每两层形成一个周期，即ABAB 堆积方式，形成六方紧密堆积，配位数12（同层6，上下各3）。此种六方紧密堆积的前视图：

另一种是将球对准第一层的2、4、6 位，不同于AB 两层的位置，这是 C 层。第四层再排A，于是形成ABCABC 三层一个周期。得到面心立方堆积，配位数12。

这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为74.05 %。

还有一种空间利用率稍低的堆积方式，立方体心堆积。立方体8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切，配位数8，空间利用率为68.02 %。

（三）金属键的能带理论

.1、理论要点：

（1）电子是离域的

所有电子属于金属晶体，或说为整个金属大分子所共有，不再属于哪个原子。我们称电子是离域的。

（2）组成金属能带（Energy Band）

Na2有分子轨道：

Na 晶体中，n个3s 轨道组成n条分子轨道，这n条分子轨道之间能量差小，由于跃迁所需能量小，这些能量相近的能级组成能带。能带的能量范围很宽,有时可达数百kJ·mol –1。能带如下图：

（3）满带、导带和空带

（4）能带重叠

2、金属的物理性质

（1）导电性

导电的能带有两种情形，一种是有导带，另一种是满带和空带有部分重叠。如Be，也有满带电子跃迁，进入空带中，形成导带，使金属晶体导电。

没有导带，且满带和空带之间的禁带E > 5eV，电子难以跃迁，则为绝缘带；若禁带的E < 3eV ，在外界能量激发下，看作可以穿越禁带进入空带，以至于能导电，则为半导体。

（2）其它物理性质

金属光泽：电子在能带中跃迁，能量变化的覆盖范围相当广泛，放出各种波长的光，故大多数金属呈银白色。

延展性：受外力时，金属能带不受破坏。

熔点和硬度：一般说金属单电子多时，金属键强，熔点高，硬度大。如W和Re，m.p. 达3500K，K 和Na 单电子少，金属键弱，熔点低，硬度小。

金属能带理论中，成键的实质是，电子填充在低能量的能级中，使晶体的能量低于金属原子单独存在时的能量总和。金属能带理论属于分子轨道理论的范畴。

二、分子间作用力

（一）极性分子和非极性分子

1、极性分子和非极性分子

由两个相同原子形成的单质分子，分子中只有非极性共价键，共用电子对不发生偏移，这种分子称为非极性分子。由两个不同原子形成的分子，如HCl，由于氯原子对电子的吸引力大于氢原子，使共用电子对偏向氯原子一边，使氯原子一端显正电，氢原子一端显负电，在分子中形成正负两极，这种分子称为极性分子，双原子分子的极性大小可由键矩决定。

在多原子分子中，分子的极性和键的极性有时并不一致，如果组成分子的化学键都是非极性键，分子也没有

极性，但在组成分子的化学键为极性键时，分子的极性就要取决于它的空间构型。如在CO2分子中，氧的电负性大于碳，在C—O键中，共用电子对偏向氧，C—O是极性键，但由于CO2分子的空间结构是直线型对称的（O==C==O），两个C—O键的极性相互抵消，其正负电荷中心重合，因此CO2是非极性分子。同样，在CCl4中虽然C—Cl键有极性，但分子为对称的四面体空间构型，分子没有极性，我们可把键矩看成一个矢量，分子的极性取决于各键矢量加合的结果。

分子的偶极矩是衡量分子极性大小的物理量，分子偶极矩的数据可由实验测定。

2、永久偶极、诱导偶极和瞬时偶极

（1）永久偶极

极性分子的固有偶极称永久偶极。

（2）诱导偶极和瞬时偶极

非极性分子在外电场的作用下，可以变成具有一定偶极的极性分子，而极性分子在外电场作用下，其偶极也可以增大。在电场的影响下产生的偶极称为诱导偶极。

诱导偶极用△μ表示，其强度大小和电场强度成正比，也和分子的变形性成正比。所谓分子的变形性，即为分子的正负电重心的可分程度，分子体积越大，电子越多，变形性越大。

非极性分子无外电场时，由于运动、碰撞，原子核和电子的相对位置变化，其正负电重心可有瞬间的不重合；极性分子也会由于上述原因改变正负电重心。这种由于分子在一瞬间正负电重心不重合而造成的偶极叫瞬间偶极。瞬间偶极和分子的变形性大小有关。

3、分子间作用力（范德华力）

分子间存在的一种较弱的相互作用。其结合力大约只有几个到几十个kJ·mol-1。比化学键的键能小1~2个数量级。气体分子能凝聚成液体或固体，主要就是靠这种分子间作用力。

范德华力包括：

（1）取向力—极性分子之间靠永久偶极与永久偶极作用称为取向力。仅存在于极性分子之间，且F ∝μ2。

（2）诱导力—诱导偶极与永久偶极作用称为诱导力。极性分子作用为电场，使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大(也产生诱导偶极)，这时诱导偶极与永久偶极之间形成诱导力，因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间，也存在于极性分子与极性分子之间。

（3）色散力——瞬间偶极与瞬间偶极之间有色散力。由于各种分子均有瞬间偶极，故色散力存在于极性分子与极性分子、极性分子与非极性分子及非极性分子与非极性分子之间。色散力不仅存在广泛，而且在分子间力中，色散力经常是重要的。

取向力、诱导力和色散力统称范德华力, 它具有以下的共性:

（1）它是永远存在于分子之间的一种作用力。

（2）它是弱的作用力（几个——几十个kJ·mol-1）。

（3）它没有方向性和饱和性。

（4）范德华力的作用范围约只有几个pm。

（5）分子间的三种作用力。其中对大多数分子来说色散力是主要的，水分子除外。

表2 几种分子间作用力的分配（kJ·mol-1）

分子取向力诱导力色散力总和

Ar 0.000 0.000 8.49 8.49

CO 0.0029 0.0084 8.74 8.75

HI 0.025 0.1130 25.86 25.98

HBr 0.686 0.502 21.92 23.09

HCl 3.305 1.004 16.82 21.13

NH313.31 1.548 14.94 29.58

H2O 36.38 1.929 8.996 47.28

（二）氢键

1、氢键的形成

氢键的生成，主要是由偶极与偶极之间的静电吸引作用。当氢原子与电负性甚强的原子（如A）结合时，因极化效应，其键间的电荷分布不均，氢原子变成近乎氢正离子状态。此时再与另一电负性甚强的原子（如B）相遇时，即发生静电吸引。因此结合可视为以H离子为桥梁而形成的，故称为氢键。如下式中虚线所示。

A─H---B

其中A、B是氧、氮或氟等电负性大且原子半径比较小的原子。

生成氢键时，给出氢原子的A—H基叫做氢给予基，与氢原子配位的电负性较大的原子B或基叫氢接受基，具有氢给予基的分子叫氢给予体。把氢键看作是由B给出电子向H配对，电子给予体B是氢接受体，电子接受体A─H是氢给予体。

氢键的形成，既可以是一个分子在其分子内形成，也可以是两个或多个分子在其分子间形成。例如：水扬醛在其分子内形成了氢键，而氟化氢和甲醇则是在其分子之间形成氢键。

分子内氢键和分子间氢键虽然生成本质相同，但前者是一个分子的缔合，后者是两个或多个分子的缔合体。因此，两者在相同条件下生成的难易程度不一定相同。一般来说，分子内氢键在非极性溶剂的稀溶液里也能存在，而分子间氢键几乎不能存在。因为在很稀的溶液里，两个或两个以上分子靠近是比较困难的，溶液越稀越困难，所以很难形成分子间氢键。

氢键并不限于在同类分子之间形成。不同类分子之间亦可形成氢键，如醇、醚、酮、胺等相混时，都能生成类似O一H---O状的氢键。例如，醇与胺相混合即形成下列形式的氢键：

R

R—O—H…N—R

R

一般认为，在氢键A—H---B中，A—H键基本上是共价键，而H---B键则是一种较弱的有方向性的范德华引力。因为原子A的电负性较大，所以A—H的偶极距比较大，使氢原子带有部分正电荷，而氢原于又没有内层电子，同时原子半径（约30pm）又很小，因而可以允许另一个带有部分负电何的原子B来充分接近它，从而产生强烈的静电吸引作用，形成氢键。

2、氢键的饱和性和方向性

氢键不同于范德华引力，它具有饱和性和方向性。由于氢原子特别小而原子A和B比较大，所以A—H中的氢原子只能和一个B原子结合形成氢键。同时由于负离子之间的相互排斥，另一个电负性大的原子B′就难于再接近氢原子。这就是氢键的饱和性。

氢键具有方向性则是由于电偶极矩A—H与原于B的相互作用，只有当A—H---B在同一条直线上时最强，同时原子B一般含有未共用电子对，在可能范围内氢键的方向和未共用电子对的对称轴一致，这样可使原于B中负电荷分布最多的部分最接近氢原子，这样形成的氢键最稳定。

3、影响氢键强弱的因素

不难看出，氢键的强弱与原子A与B的电负性大小有关。A、B的电负性越大，则氢键越强；另外也与原子B的半径大小有关，即原子B的半径越小别越容易接近H—A中的氢原子，因此氢键越强，例如：氟原子的电负性最大而半径很小，所以氢键中的F—H---F是最强的氢键。在F—H、O—H、N—H、C—H系列中，形成氢键的能力随着与氢原子相结合的原子的电负性的降低而递降。碳原子的电负性很小，C—H一般不能形成氢键，但在H—C≡N或HCCl3等中，由于氮原子和氯原子的影响，使碳原子的电负性增大，这时也可以形成氢链。例如HCN 的分子之间可以生成氢键，三氯甲烷和丙酮之间也能生成氢键：

4、氢键对物质性质的影响

氢键作为把分子彼此连接起来的力，是一种很强的力，若在晶体内分子之间形成氢键，则晶体变硬，同时熔点有升高的倾向，分子间以氢键相连的化合物，其晶体的硬度和熔点介于离子晶体和由色散力形成的晶体之间。对于液体，分子间氢键也能将构成液体的分子连接起来，使液体的粘度和表面张力增加，沸点升高。当分子能与水（溶剂）形成分子间氢键时，则该分子易溶于水（溶剂）。若分子能形成分子内氢键时，则与水（溶剂）难于形成分子间氢键，因而这种分子难溶于水（溶剂）。同样由于分子形成分子内氢键，分子之间不再缔合而凝聚力较小，因此这种化合物容易气化，沸点偏低。例如，硝基苯酚的三个异构体，其中邻硝基苯酚生成分子内氢键，不能再与其它邻硝基苯酚分子和水分子生成分子间氢键，因此邻硝基苯酚容易挥发且不溶于水，间和对硝基苯酚不仅分子之间能生成氢键，且与水分子之间也能生成氢键。由于分子间氢键能够降低物质的蒸气压，利用它们的

这种差别，可用水蒸汽蒸馏方法将邻位异构体与间、对位异构体分开。

分子间和分子内氢键的不同不仅影响物质的物理性质，也对它们的化学性质和化学反应等产生影响。另外，分子能否生成氢键，对其性质的影响更大。

【典型例题】

例1、现有甲、乙、丙（如图）三种晶体，试写出甲、乙二晶体的化学式和丙晶体中C 和D 的个数比。

分析：根据晶格点类型及它对单元晶胞的贡献，可分别算出三种晶体中所含微粒的数目。 甲：X 的个数= 1×1 = 1 Y 的个数= 4×8

1 =

2

1 X ︰Y = 1︰2

1 = 2︰1 乙：A 的个数= 8×8

1= 1 B 的个数= 1×1 = 1 A ︰B = 1︰1

丙：C 的个数= 1×1 + 12×4

1 = 4 D 的个数= 8×8

1 + 6×2

1 = 4 解：甲的化学式为X 2Y 或YX 2， 乙的化学式为AB 或BA 。 丙中C ︰D = 1︰1

例2、求证离子半径比（r + / r －）至少等于0.732时，AB 型离子化合物的晶格才属CsCl 型。 分析：在CsCl 晶体中，阴、阳离子尽量接近，使引力最大，而相同离子尽量离开，使斥力最小。

解：设正方体的边长为a ，阴阳离子的核间距为d 。d = r + + r －，a ≥2 r － 由图得 b 2 = 2a 2 c 2 = b 2 + a 2 = 3a 2

所以c = 3a 又因为c = 2d a ≥2 r － 所以 2d ≥ 3×2 r － d = r + + r － ≥3r －

-+r r +1 ≥3 -

+r r

≥ 3－1 = 0.732

即

-

+

r r 至少等于0.732。 例3、实验测得某些离子型二元化合物的熔点如下表所示，试从晶格能的变化来讨论化合物熔点随离子半径、电荷变化的规律。

化合物 NaF NaCl NaBr NaI KCl RbCl CaO BaO 熔点/K

1265

1074

1020

935

1041

990

2843

2173

分析：离子晶体熔点主要由晶格能决定，晶格能越大熔点越高。而晶格能又和阴、阳离子电荷及半径有关，

晶格能（负值）∝-

+-

++r r Z Z 。据此分下列几种情况讨论：

（1）对于NaF 、NaCl 、NaBr 、NaI ，其阳离子均为Na +，阴离子电荷相同而阴离子半径大小为：r -F ＜r -Cl ＜r -Br ＜r -I

晶格能大小为：NaF ＞NaCl ＞NaBr ＞NaI 所以熔点高低也是NaF ＞NaCl ＞NaBr ＞NaI 。

（2）对于NaCl 、KCl 、RbCl ，其阴离子均为Cl －

，而阳离子电荷相同，离子半径： r +Na ＜r +K ＜r +Rb

则晶格能：NaCl ＞KCl ＞RbCl 。同理，CaO 熔点高于BaO 。

（3）对于NaF 与CaO ，由于它们的阴、阳离子距离差不多（NaF d = 231pm CaO d = 239pm ），故晶格能的大小决定于离子电荷数，CaO 的阴、阳离子电荷数均为2，而NaF 均为1，则CaO 的晶格能比NaF 大，所以CaO 熔点高于NaF 。同理BaO 的熔点高于NaCl 。

解：离子晶体的熔点，随阴、阳离子电荷的增高和离子半径的减小而增高。

例4、石墨具有层状结构，如图：

（1）试指出石墨层状分子中碳原子（C）数与C—C化学键（将每对临近的碳原子与碳原子间的联线看作一个化学键）数的相对比例，请对所得结论的导出作出论证（若能以两种方法论证更好）；

（2）实验测得石墨、苯、乙烯分子中C—C键键长依次为142、140、133 pm。请对上述系列中键长依次递减的现象作出合理的解释。

分析：从六边形的共用顶点，看每个顶点对环所作的贡献进行分析，以及每C原子所享有的电子数进行讨论。

解：（1）石墨层状分子中碳原子（C）数与C—C化学键数的相对比例为：

C/C—C = 1/1.5 = 0.67/1

若取层状结构的一个基本单元平面正六边形来看，六边形上的每个顶点（碳原子）为三个六边形共用，故每

1= 2；六边形的每条边（即C—C键）为两个六边形所共用，故每个平面正六个平面六边形中的碳原子数为6×

3

1= 3。所以每个六边形中C/C—C= 2/3 = 0.67。

边形中的C—C键数为6×

2

若从层状结构的一个点即碳原子来看：它周围有三个C—C键，但每个C—C键都是由该原子与另一个碳原

1= 1.5。

子所共用，故该碳原子单独享有的C—C键数为3×

2

（2）从石墨、苯、乙烯的分子结构可知：

石墨中1个C—C键平均有0.67个π电子；

苯分子中1个C—C键平均有1个π电子；

乙烯分子中1个C—C键有2个π电子：

由于π电子从0.67、1增大到2，所以键长缩短。

例5、试比较下列金属熔点的高低，并解释之。

（1）Na、Mg、Al

（2）Li、Na、K、Rb、Cs

分析：用金属键理论分析、判断。

解：熔点：（1）Na＜Mg＜Al

因为离子半径Na+＞Mg2+＞Al3+，而离子电荷Na+＜Mg2+＜Al3+，金属晶体中，离子半径越小，电荷数越大，金属键越强，金属键越强，金属晶体的熔点越高。

（2）熔点Li＞Na＞K＞Rb＞Cs

Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的离子电荷数相同，离子半径Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+，金属键

Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，所以熔点高低顺序如上。

例6、已知金属铜为面心立方晶体，如图所示：

铜的相对原子质量为63.54，密度为8.936 g ·cm –3，试求： （1）单位晶胞的边长； （2）铜的金属半径。

分析：由题提供的数据，先求出铜的摩尔体积，再求出单胞体积，最后求出单胞边长和金属半径。 解：（1）1 mol 铜原子所占的体积为：1 mol ×63.54 g ·mol –1/8.936 g ·cm –3=7.11cm 3 铜为面心立方晶格，1个单胞中有4个铜原子，故1个单胞的体积为

4

10023.6·11.71

2313--?mol mol cm = 4.722×10–23cm 3

单胞边长a 为：

a = 32310722.4cm -? = 3.615×10–8cm

（2）在一个面心立方晶胞中，单胞边长为a ，铜原子的金属半径为r ，根据简单的几何关系得：(4r )2 = a 2 + a 2 r =

2/4a = 1.28×10–8

cm

因此铜单位晶胞的边长为3.615×10-8cm ，铜原子的金属半径为1.28×10-8cm

例7、X –衍射实验测得，金属银属于立方晶系，它的晶胞参数a = 408 pm ；又用比重瓶测出金属银的密度d = 10.6 g/cm 3。问金属银的点阵类型。

分析：欲得一个晶胞里有几个银原子，需得知一个晶胞的质量。后者可根据晶胞的体积和金属的密度求得。 求出Z = ？，对于常见的金属晶胞，就可以获知它的点阵类型。一般规律是：Z = 1，简单立方；Z = 2，六方密堆积的六方晶胞或体心立方（金属晶体很少有底心类型，一般可排除）；Z = 4，面心立方。（注：根据较深入的理论，从X –衍射实验得到的衍射图谱上考察衍射强度就可确定点阵的带心与否以及带心类型，从略。）

解：

晶胞体积 V = (408pm)3

晶胞的质量 m = 10.6g / cm 3 ×(4.08×10－

8cm)3

设晶胞含有 x 个银原子，质量为x 107.9 / 6.022×1023 x 107.96g / 6.022×1023 = 10.6g/cm 3 × (4.08×10－

8cm)3

∴ x = 4.02

所以，一个晶胞含4个银原子（注：由于数据来自测定实验，不可能得到4.0000的整数，而原子数总是整数。

因此，银的点阵类型属于面心立方点阵。 【知能训练】

1、硼酸晶体是一种层状结构的分子晶体，在晶体的一层之内，硼酸分子通过 连结成巨大的平面网状结构，而层与层之间则是通过 结合的。

2、固体五氯化磷是由阳离子PCl4+和阴离子PCl6-形成的离子化合物（但其蒸气却是分子化合物），则固体中两种离子的构型分别为、。

3、最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右图所示，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____ __。

4、1mol气态钠离子和1mol气态氯离子结合生成1mol氯化钠晶体所释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。

（1）下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是。

A．Na＋（g）＋Cl－（g）＝NaCl（s）ΔH

B．Na（s）＋1/2Cl2（g）＝NaCl（s）ΔH1

C．Na（s）＝Na（g）ΔH2

D．Na（g）－e－＝Na＋（g）ΔH3

E．1/2Cl2（g）＝Cl（g）ΔH4

F．Cl（g）＋e－＝Cl－（g）ΔH5

（2）写出ΔH1与ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间的关系式。

5、石英平面结构如图1所示。根据石英的平面结构图分析石英晶体的化学式？在石英晶体中，每个Si原子独有多少个Si—O键，由此分析n mol 石英晶体中约含多少摩Si—O键？石英的晶体结构空间结构为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。请想象石英的空间结构思考构成一个最小的环需多少个原子？以Si原子为中心的

Si—O键之间的键角为多少度？原硅酸根离子SiO-4

4的结构如图2所示。二聚硅酸根离子Si2O-4

6

，只有硅氧

键，它的结构如何表示？

6、观察干冰的晶胞结构，计算每个晶胞中含有CO2分子的个数？在干冰晶体结构中，每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子的个数？

7、现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为_______；乙晶体的化学式为_________；丙晶体的化学式为_____________；丁晶体的化学式为_______________。

8、晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，如图所示。

回答：

（1）键角____________ ；（2）晶体硼中的硼原子数______________个；

（3）B–B键_____________条？

9、C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：

（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；

（2）C70分子中只含有五边形和六边形；

（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+ 面数－棱边数= 2。

根据以上所述确定：

（1）C70分子中所含的单键数和双键数；

（2）C70分子中的五边形和六边形各有多少个？

10、已知Fe x O晶体的晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x的值小于1。测知Fe x O晶体密度ρ为5.71g·cm–3，晶胞边长为4.28×10–10m（铁原子量为55.9，氧原子量为16.0）。求：

（1）Fe x O中x的值（精确至0.01）。

（2）晶体中的Fe分别为Fe2+ 和Fe3+，在Fe2+ 和Fe3+ 的总数中，Fe2+ 所占分数为多少？（精确至0.001。）（3）写出此晶体的化学式。

（4）描述Fe在此晶体中占据空隙的几何形状（即与O2–距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。

（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为多少？

11、最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由

2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

2019年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题 考生须知： 1.全卷分试题卷和答题卷两部分，试题共有8题，满分100分。考试时间120分钟。 2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。 3.只能用黑色水笔成签字笔答卷，铅笔圆珠笔等答卷无效；答卷上用胶带纸，修正液为无效卷；答卷上有与答题无关的图案，文字为无效卷； 4.可以使用非编程计算器。 第1题（10分）根据所给条件按照要求书写化学反应方程式（要求系数为最简整数比） 1-1 铜在潮湿空气中慢慢生成一层绿色铜绣23[Cu(OH)CuCO ] 。 1-2 乙硼烷与一氧化碳在NaBH 4、THF 条件下1:2化合，生成物有一个六元环。 1-3 古代艺术家的油画都是以铅白为底色，这些油画易受H 2S 气体的侵蚀而变黑（PbS ），可以用H 2O 2对这些古油画进行修复，写出H 2O 2修复油画的化学反应方程式。 1-4 光气（COCl 2）和NH 3反应制备常见的氮肥。 1-5 银镜实验时需要用的银氨溶液，必须现配现用：因为久置的银氨溶液常析出黑色的氮化银沉淀。写出相应的化学反应方程式。 第2题（30分） 2-1 画出下列分子的立体结构：PH 3、P 2H 4、H 3PO 2。

2-2 甲基异氰酸酯（MIC）是制造某些杀虫剂的中间体，是一种剧毒的物质，其分子式为C2H3NO，MIC原子连接顺序为H3CNCO，除氢外的四个原子不都在一条直线上。指出N的杂化类型、写出最稳定路易斯结构式。 2-3 在水溶液中，水以多种微粒的形式与其它物种成水合物，画出微粒H5O2+和H9O4+的结构图示。 2-4 根据所给信息画出下列物种的结构。 2-4-1 As3S4+中每个原子都满足8电子结构，有一个S-S键，如果将其中一个S换成As，则变成一个有三重轴的中性分子。 2-4-2 As4蒸气分子具有白磷一样的正四面体结构：As4S4分子可以看做4个硫原子分别插入As4的四条边，As的化学环境相同。画出As4S4的结构。 2-4-3 S4O62-中含有3个S-S键。 2-5 A、B、C、D、E五种元素分居四个不同的周期和四个不同的族，它们的原子序数依次增大。常温常压下，A、B、D的单质为气态，而C、E的单质为固态。五种元素中，只有C、D、E的单质能与氢氧化钠溶液反应；C的剧毒单质与氢氧化钠溶液加热反应，有一种剧毒气体生成；D单质与氢氧化钠溶液加热反应，生成两种盐；E单质与氢氧化钠溶液反应，放出A单质。E的基态原子不含单电子，其L能层和M能层的电子数不相等，N能层只有2个电子。 2-5-1 写出A、B、C、D、E的元素符号。 2-5-2 写出D单质与氢氧化钠溶液加热反应的方程式。 2-5-3 写出E单质与氢氧化钠溶液反应的方程式。 2-6 用次氯酸钠氧化过量的氨可以制备化合物A，A可以用作火箭燃料。最新制备A的工艺是用氨和醛（酮）的混合气体和氯气反应，然后水解。A的水溶液呈碱性，用硫酸酸化一定浓度A溶液，冷却可得到白色沉淀物B。在浓NaOH介质中A溶液可作氧化剂放出气体C。气体C的水溶液可以使Cu2+溶液变成深蓝色溶液D。C的水溶液不能溶解纯净的Zn(OH)2，但若加入适量的NH4Cl固体后，Zn(OH)2溶解变成含E的溶液。A的水溶液有很强的还原能力，它能还原Ag+，本身被氧化成气体单质G。将气体C通过红热CuO粉末，可得到固体单质F和G。给出A~G的化学式。 第3题（15分） 3-1 有一含Co的单核配合物，元素分析表明其含Co 21.4%，H 5.4%，N 25.4%，C l 13.0%（质

高中化学竞赛辅导参考资料(全)

绪论 1.化学：在分子、离子和原子层次上，研究物质的组成和结构以及物质的化学 性质和化学变化及其内在联系的科学。 应注意的问题： （1）化学变化的特点：原子核组成不变，发生分子组成或原子、离子等结合方式的改变； （2）认为物理变化不产生质变，不生成新物质是不准确的，如： 12H+3 1 H==42He+10n是质变，产生了新元素，但属于物理变化的范畴； （3）化学变化也有基本粒子参加，如：2AgCl==2Ag+Cl2就有光子参加； （4）物质 2.无机化学：除去碳氢化合物及其大多数衍生物外，对所有元素和他们的化合 物的性质和反应进行研究和理论解释的科学。（莫勒提法） 3.怎样学习无机化学？ （1）你所积累的好的学习方法都适于学习无机化学。 （2）课前预习，带着问题听课。提倡写预习笔记。 （3）课上精力集中，边听边看边想边记，眼、耳、手、脑并用。 （4）课后趁热复习，按时完成作业，及时消化，不欠账。 （5）提高自学能力，讨论课积极发言。 （6）随时总结，使知识系统化。达到书越读越薄之目的。 （7）理论联系实际，做好化学实验。

第一章原子结构和原子周期系 教学目标：1.学会一个规则：斯莱特规则; 2.掌握两个效应：屏蔽效应、钻穿效应; 3.掌握三个原理：能量最低、保里不相容、洪特规则; 4.掌握四个量子数：n、l、l、m s 5.掌握五个分区：s、p、d、ds、f 6.掌握六对概念; 7.掌握七个周期; 8.掌握八个主族八个副族。 重点：1.原子核外电子排布三个原理，核外电子的四个量子数； 2.元素周期表的结构其及元素性质变化规律。 难点：屏蔽效应、钻穿效应概念及应用； 教学方法：讲授与讨论相结合，做适量练习题和作业题。 教学内容： §1-1经典物理学对原子结构的认识 1-1原子的核形结构 1708年卢瑟福通过α粒子散射实验确认：原子是由中央带正电的原子核和周围若干绕核旋转的电子组成。遇到的问题：电子绕核运动，将不断辐射电磁波，不断损失能量，最终将落到核上，原子因此而消亡实际与此相反，原子是稳定存在的，急需找到理论解释。 1-2 原子光谱的规律性 1光谱一束光通过分光棱镜折射后再屏幕上得到一条彩带或线形亮条前者称连续光谱后者称线形光谱太阳光电灯光为连续光谱原子光谱为线形光谱图1-1 2氢原子光谱里德堡方程 R H=1.097×10 M n1

浙江省高中生化学竞赛辅导讲座学案第3讲 化学热力学基础

第3讲化学热力学基础 【竞赛要求】 热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。范特霍夫标准熵及其应用。热化学循环。 【知识梳理】 一、基本概念 1、体系和环境 体系：我们研究的对象，称为体系。 环境：体系以外的其它部分，称为环境。例如：我们研究杯子中的H 2O，则H 2 O是体系， 水面上的空气，杯子皆为环境。当然，桌子、房屋、地球、太阳也皆为环境。但我们着眼于 和体系密切相关的环境，即为空气和杯子等。又如：若以N 2和O 2 混合气体中的O 2 作为体系， 则N 2 是环境，容器也是环境。 按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类： （1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。 （2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。 （3）孤立体系：既无物质交换，也无能量交换。 例如：一个敞开瓶口，盛满热水的瓶子，水为体系，则是敞开体系; 若加上一个盖子，则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则变成孤立体系。热力学上研究得多的是封闭体系。 2、状态和状态函数 状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。 状态函数：确定体系状态的物理量，是状态函数。例：某理想气体体系n= 1 mol，p= 1.013×105 Pa，V = 22.4 dm3，T = 273 K这就是一种存在状态（我们称其处于一种标准状态）。是由n，p，V，T所确定下来的体系的一种状态，因而n，p，V，T都是体系的状态函数。状态一定，则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态也要发生变化。 始态和终态：体系变化前的状态为始态；变化后的状态为终态。状态函数的改变量：状态变化始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。 例如：温度的改变量用△T表示，则△T = T终－ T始同样理解△n，△p，△V等的意义。

高中化学基础知识整理讲课稿

高中化学基础知识整理 Ⅰ、基本概念与基础理论： 一、阿伏加德罗定律 1．内容：在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同”。 2．推论 （1）同温同压下，V1/V2=n1/n2 同温同压下，M1/M2=ρ1/ρ2 注意：①阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体。②使用气态方程PV=nRT有助于理解上述推论。 3、阿伏加德罗常这类题的解法： ①状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下，1.01×105Pa、25℃时等。 ②物质状态：考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。 ③物质结构和晶体结构：考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及希有气体He、Ne等为单原子组成和胶体粒子，Cl2、N2、O2、H2为双原子分子等。晶体结构：P4、金刚石、石墨、二氧化硅等结构。 二、离子共存 1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存。 （1）有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。 （2）有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。 （3）有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；NH4+与OH-不能大量共存。 （4）一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。 2．由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。 （1）具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。

化学奥赛2

2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题 (2002年8月5日8：30－11：30 共计3小时) 姓名 1．(12分)(1) 如果已经发现167号元素A，若已知的原子结构规律不变，167号元素应是第周期、第族元素；可能的最高氧化态为；氢化物的化学式为。 (2) 某一放射性物质衰变20％需15天，该物质的半衰期是。 分子中有种化学环境不同的氢原子。如果用氯 (3) 化合物CH3CH CH2 O 取代分子中的氢原子，生成的一氯代物可能有种。 (4) 硅与碳为同族元素，呈四价。然而，与碳化合物相比，硅化合物的数量要少得多。碳易于形成双键，硅则不易形成双键。但据美国《科学》杂志2000年报道，已合成了分子中既有Si－Si单键，又有Si=Si双键的化合物X。X的分子式为Si5H6，红外光谱和核磁共振表明X分子中氢原子的化学环境有2种，则X的结构式是：。 2．(13分)(1) 磷和氢能组成一系列的氢化物，如PH3，P2H4，P12H16等。其中最重要的是PH3。PH3称为膦，它是一种无色剧毒的有类似大蒜臭味的气体。它可由NaOH和白磷反应来制备，其制备反应的化学方程式为，P2H4的沸点比PH3(填“高”或“低”)，原因是。AsH3又称胂，试写出由As2O3制备胂的反应方程式，胂的汽化热比膦(填“大”或“小”)。 (2) ①根据VSEPR理论，SCl3+和ICl4－的空间构型分别是和，S 和I分别以和杂化轨道同Cl形成共价键。 ② SCl3+和PCl3是等电子体，其S－Cl键键长(填>、＝或<)P－Cl键键长，原因是。 3．(5分)石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB……。图(2)为AB两层的堆叠方式，O和●分别表示A层和B层的C原子。 (1) 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。 (2) 画出2H型石墨晶胞的立体示意图，并指出晶胞类型。

高中化学 专题讲座(二)有机物分子中共线、共面的判断方法 鲁科版选修5

专题讲座(二) 有机物分子中共线、共面的判断方法 分子中的原子共线、共面问题，其实就是分子的构型问题。大多数有机物分子的构型很复杂，但总与下列简单分子的构型有关。 (1)甲烷型：正四面体形，碳原子与4个氢原子形成4个共价键，空间结构是四面体，5个原子中最多有3个原子处于同一平面上。 (2)乙烯型：平面形结构，双键上的碳原子及与之相连的原子共6个原子处于同一平面上。 (3)乙炔型：直线形结构，三键上的碳原子及与之相连的原子共4个原子处于同一直线上。 (4)苯型：平面结构，位于苯环上的12个原子共平面。 (5)在共价型分子里，形成的共价单键可以绕键轴旋转，形成的双键、三键及其他复杂键一般不能绕键轴旋转。 应用上述知识对组成与结构较复杂的有机物分子进行分析、综合、比较，很容易解决有机物分子里的原子共线、共面问题。 [练习]________________________________________ 1．在分子中，处于同一平面上的原子数最多可能有( ) A．12个B．14个C．18个D．20个 解析：根据四种基本模型分子的结构特点分析：苯环上的原子及与苯环直接相连的原子共平面，与碳碳双键直接相连的原子共平面，与碳碳三键直接相连的原子共直线，由于碳碳单键能旋转，故甲基上的1个氢原子能转到苯环所在的平面上，则共平面的原子如图所示： 答案：D 2．下列分子中所有碳原子不一定在同一平面上的是( ) A．2-丁烯B．甲苯 C．1-丁烯D． 解析：与双键相连的6个原子一定在同一平面内；苯环上的12个原子是共面的；与三键相连的

2个碳原子及每个碳原子所连的1个原子在同一直线上。 答案：C 3．2-丁烯是石油裂解的产物之一，回答下列问题： (1)在催化剂作用下，2-丁烯与氢气反应的化学方程式为____________________，反应类型为________。 (2)烯烃A是2-丁烯的一种同分异构体，它在催化剂作用下与氢气反应的产物不是正丁烷，则A的结构简式为___________；A分子中能够共平面的碳原子个数为________，A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为____________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(2)A加氢后不生成正丁烷，可判断其碳链有支链，结构只有一种，4个碳原子均在碳碳双键形成的平面上。 催化剂 答案：(1)CH3CH===CHCH3＋H2――→ CH3CH2CH2CH3加成反应

全国高中化学奥赛初赛试题与答案

第1题（4分） 2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X 和Y 。X 是用高能48Ca 撞击Am 24395靶得到的。经过100微秒，X 发生α-衰变，得到Y 。然后Y 连续发生4 次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db 的同位素。以X 和Y 的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X 和Y 的核反应方程式。 答案： Am 24395+ 4820Ca = 288115+3n （2分）不写3n 不得分。答291115不得分。 288115 = 284113 + 4He （2分） 质量数错误不得分。 4He 也可用符号α。 （答下式不计分：284113-44He = 268105或268105Db ）（蓝色为答案，红色为注释，注释语不计分，下同） 第2题（4分）2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮, 这种高聚氮的N-N 键的键能为160 kJ/mol (N 2的键能为942 kJ/mol)，晶体结构如图所示。在这种晶体中，每个氮原子的配位数为 ；按键型分类时，属于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ，这是因为： 。 答案： 3 原子晶体 炸药（或高能材料） 高聚氮分解成N 2释放大量能量。（各1分） 第3题（6分）某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa 如下表所示： 3－1 请将各种气体的分子式填入上表。 3－2 指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。 答案： 姓名学校赛场报名号赛区省市自治区

（每空1分，共4分） 呼出气中的N2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是呼出气中的CO2和水蒸气有较大分压，总压不变，因而N2的摩尔分数下降（1分）；呼出气中的O2的分压小于吸入气中的分压的主要原因是吸入的O2被人体消耗了。（1分）（共2分） 第4题（15分）在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A（键角102o，偶极矩0.78x10-30 C·m；对比：氨的键角107.3o，偶极矩4.74x10-30 C·m)； 4-1 写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。 答案：NF3（1分）4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F（1分）（共2分） 4-2 A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么？ 答案：N-F 键的偶极方向与氮原子孤对电子的偶极方向相反，导致分子偶极矩很小，因此质子化能力远比氨质子化能力小。画图说明也可，如： （1分） 4-3 A与汞共热，得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C（相对分子质量66）。写出化学方程式及B和C的立体结构。 答案： 2NF3 +2Hg = N2F2 + 2HgF2（1分） (14+19)X2=66（每式1分）（共3分） 4-4 B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物；这种离子化合物受热放出C，同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F 的立体结构；写出得到它们的化学方程式。 答案： D E F （每式1分） 2 N2F2 + SnF4 = [N2F+]2[SnF6]2-（1分） [N2F+]2[SnF6]2- = [N2F] +[SnF5]- + N2F2 （1分）（共5分） 4-5 A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐，它的阳离子水解能定量地生成A和HF，而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合成反应的化学方程式，并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。 答案： 阳离子的化学式为NF4+。（1分） NF3 + F2 + BF3 = NF4+BF4-（1分） NF4+水解反应首先得到HOF （否则写不出配平的NF4+水解反应）:

高中化学奥林匹克竞赛-有机化学的几个基本反应

重排 酮肟在酸性条件下发生重排生成烃基酰胺的反应。1886年由德国化学家.贝克曼首先发现。常用的贝克曼重排试剂有硫酸、五氯化磷、贝克曼试剂（氯化氢在乙酸－乙酐中的溶液）、多聚磷酸和某些酰卤等。反应时酮肟受酸性试剂作用，形成一个缺电子氮原子，同时促使其邻位碳原子上的一个烃基向它作分子内 1,2－迁移，其反应过程如下： 贝克曼重排是立体专一性反应。在酮肟分子中发生迁移的烃基与离去基团（羟基）互为反位。在迁移过程中迁移碳原子的构型保持不变，例如： 贝克曼重排反应可用于确定酮类化合物的结构。工业上利用环己酮肟发生贝克曼重排，大量生-己内酰胺，它是合成耐纶6（见聚己内酰胺）的单体。 亲电取代反应

亲电取代反应一种亲电试剂取代其它官能团的化学反应，这种被取代的基团通常是氢，但其他基团被取代的情形也是存在的。亲电取代是芳香族化合物的特性之一．芳香烃的亲电取代是一种向芳香环系，如苯环上引入官能团的重要方法。其它另一种主要的亲电取代反应是脂肪族的亲电取代。 亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃的加成反应，是派电子与实际作用的结果。派键较弱，派电子受核的束缚较小，结合较松散，因此的作为电子的来源，给别的反应物提供电子。反应时，把它作为反应底物，与它反应的试剂应是缺电子的化合物，俗称亲电试剂。这些物质又酸中的质子，极化的带正电的卤素。又叫马氏加成，由马可尼科夫规则而得名：“烯烃与氢卤酸的加成，氢加在氢多的碳上”。广义的亲电加成亲反应是由任何亲电试剂与底物发生的加成反应。 在烯烃的亲电加成反应过程中，氢正离子首先进攻双键（这一步是定速步骤），生成一个碳正离子，然后卤素负离子再进攻碳正

人教版高中化学选修4练习：专题讲座(一) Word版含答案

专题讲座(一)盖斯定律的应用和反应热的 比较 一、应用盖斯定律求焓变 利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法： (1)确定待求反应的化学方程式。 (2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 (3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。 (4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。 (5)实施叠加并确定反应热的变化。 二、反应热的比较 比较反应热的大小，一般从以下几个方面考虑： (1)是带“＋”“－”比较，还是不带“＋”和“－”比较。 (2)化学计量数不同，反应热不同。如： H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－a kJ·mol －1，2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－b kJ·mol－1，ΔH1＞ΔH2，a＜b。 (3)同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。 ①同一反应生成物状态不同时： A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1＜0， A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2＜0， C(g)===C(l)ΔH3＜0， 因为ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2＜ΔH1。

②同一反应反应物状态不同时： S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＜0， S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＜0， S(g)===S(s)ΔH3＜0， ΔH2＋ΔH3＝ΔH1， 所以ΔH1＜ΔH2。 (4)中和热为稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。但当酸为浓硫酸时，由于浓硫酸溶解放热，此时生成1 mol H2O放出热量大于57.3 kJ。若是NH3·H2O等弱碱，生成1 mol H2O放出的热量小于57.3 kJ。 (5)对于可逆反应，如3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，是指生成2 mol NH3(g)时放出92.2 kJ的热量，而不是3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应就可放出92.2 kJ的热量，实际3 mol H2(g)和1 mol N2(g)混合在一定条件下反应放出的热量小于92.2 kJ，因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。 [练习]________________________________________ 1．工业上制二甲醚(CH3OCH3)是在一定温度(230～280 ℃)、压强(2.0～10.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应： CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1① 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1② CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

历年高中化学奥赛竞赛试题及标准答案

中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区)试题题号１ 2 3 4 ５ 6 7 8 ９10 １1 总分 满分12 ６ 1 ２9 １0０ 得分 评卷人 ●竞赛时间３小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷 (背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。 不得持有任何其他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题(1２分) 通常,硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH）4。1-1已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5＋的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动－转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转动;所有Ｃ-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-3该离子是( )。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D．亲核试剂 ２003年5月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：

1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子? 1-8该分子有无手性？ 第２题(5分) 羟胺和用同位素标记氮原子（Ｎ﹡)的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH2OH+ＨＮ﹡Ｏ2→A+H2Ｏ NH2ＯH＋ＨN﹡Ｏ２→Ｂ＋Ｈ2O Ａ、B脱水都能形成N2O，由A得到Ｎ﹡NO和NＮ﹡Ｏ，而由Ｂ只得到NN﹡Ｏ。 请分别写出A和B的路易斯结构式。 第3题(８分) X-射线衍射实验表明,某无水MｇCl2晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最密堆积（cｃp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数:a=363.63pｍ,ｃ=17６6.６3pm;p=2．53ｇ·ｃm-3。 3－１以“”表示空层,Ａ、Ｂ、Ｃ表示Cｌ－离子层，a、b、c表示Mg２＋离子层,给出 三方层型结构的堆积方式。 ２计算一个六方晶胞中“MｇCl2”的单元数。 3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Ｍg2+离子，将是哪种晶体结构类型？ 第４题(7分） 化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至4０0℃,记录含A量不同的样品的质量损失（％），结果列于下表: 样品中A的质量分数/% 20 50 70 90 33.3 样品的质量损失/％７.4 18．5 ２ ５．８ 利用上述信息,通过作图，推断化合物A的化学式，并给出计算过程。

历年高中化学奥赛竞赛试题及答案

中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 （2007年9月16日9：00 - 12：00共3小时） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 得分 评卷人 ●竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌 面上，立即起立撤离考场。 ●试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其 他纸张。 ●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 ●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（12分） 通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。 1-1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。 1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 1-3该离子是（）。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下： 1-4该分子的分子式为； 1-5该分子有无对称中心？ 1-6该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7该分子有无手性碳原子？ 1-8该分子有无手性？ 第2题（5分）

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高中化学竞赛用书推荐 常规/高考类： 化学岛 用户名： 密码：woaihuaxuedao 以下是另一个公邮 icholand. 密码:huaxuedaogongyou 提供公共邮箱的目的还是方便大家交流，如果遇到超出流量限制的问题，可以直接把邮件转发出去。 尽管以前有XX的Gbaopan。。但是貌似很多人并不清楚密码。。 附上： 部分优秀资料帖索引 《高中化学重难点手册》（华中师范大学出版社，王后雄老师主编）；历年高考试题汇编（任何一种，最好有详细解析的，比如三年高考两年模拟）；《高中化学读本》（很老的人民教育出版社甲种本化学教材，最近有更新版本）；《高中化学研究性学习》（龙门书局，施华、盛焕华主编）南师大化科院创办的《化学教与学》每年的十套高考模拟题题型新颖质量比较高，可作为江苏预赛的模拟卷，不少5月份预赛原题就出自本套模拟题。 初赛类： 比较经典的有《化学高考到竞赛》（陕西师范大学出版社，李安主编，比较老）；《高中化学奥林匹克初级本》（江苏教育出版社，段康宁主编）；《高中化学竞赛初赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《高中化学竞赛热点专题》（湖南师范大学出版社，肖鹏飞、苏建祥、周泽宇主编，版本比较老，但编排体系不错）；最新奥林匹克竞赛试题评析·高中化学》（南京师范大学出版社，马宏佳主编，以历年真题详细解析为主，可作为课外指导）；《最新竞赛试题选编及解析高中化学卷》（首都师范大学出版社）；《化学竞赛教程》（华东师范大学出版社，三本，王祖浩、邓立新、施华等人编写，适合同步复习），还有一套西南师范大学出版社的《奥林匹克竞赛同步教材·高中化学》（分高一、高二和综合卷，综合卷由严先生、吴先生、曹先生等参加编写，绝对经典），还有浙江大学出版社《高中化学培优教程》AB教程、《金牌教程·高一/二化学》（邓立新主编，南京大学出版社）。江苏省化学夏令营使用的讲义是马宏佳主编的《全国高中化学竞赛标准教程》（东南大学出版社），简明扼要，但由于不同教授编写不同章节，参差不齐；春雨出版的《冲刺金牌·高中化学奥赛辅导》（任学宝主编，吉林教育出版社）、《冲刺金牌·高中化学奥赛解题指导》（孙夕礼主编，吉林教育出版社）。《赛前集训·高中化学竞赛专题辅导》（施华编著，体现他的竞赛培训思维，华东师范大学出版社） 比较新颖的包括浙江大学出版社的林肃浩主编的竞赛系列《高中化学竞赛实战演练》（高一、高二）、《高中化学竞赛解题方法》、《冲刺高中化学竞赛（省级预赛）》、《冲刺高中化学竞赛（省级赛区）》、《高中化学竞赛解题方法》、《决战四月:浙江省高中化学竞赛教程(通向金牌之路)》《金版奥赛化学教程》（高一、高二、·综合）都是近年来体系、选题新颖的竞赛资料，足见浙江省对化学竞赛的重视，端木非常推荐。南京教研室刘江田老师2010年5月份主编的《高中化学竞赛全解题库》（南京大学出版社）选择了近年来省级赛区真题和各地新颖的预赛题，解析详细，适合缺少老师指导的同学参考。 决赛类： 比较经典的有《高中化学奥林匹克高级本》（江苏教育出版社，段康宁主编，完全按照大学的思路）；《金牌之路高中化学竞赛辅导》以及配套解题指导书（陕西师范大学出版社，李安主编）；《高中化学竞赛决赛辅导》（陕西师范大学出版社，李安、苏建祥主编）；《历届国际化学奥林匹克竞赛试题分析》（学苑出版社）；《最新国际国内化学奥林匹克竞赛优化解题题典》（吉林教育出版社），还有浙江大学出版社的浙江大学出版社《高中化学培优教程》“专题讲座”，《高中化学奥赛一

全国高中学生化学竞赛基本要求

全国高中学生化学竞赛基本要求 1. 本基本要求旨在明确全国高中学生化学竞赛初赛及决赛试题的知识水平，作为试 题命题的依据。本基本要求不包括国家代表队选手选拔赛的要求。 2. 现行中学化学教学大纲、普通高中化学课程标准及高考说明规定的内容均属初赛 要求。高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容包括与化学相关的我国 基本国情、宇宙、地球的基本知识等也是化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理 的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学 化学内容的自然生长点。 3. 决赛基本要求是在初赛基本要求的基础上作适当补充和提高。 4. 全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习，是一种课外活动。针对 竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。本基本要求估计初赛基本 要求需40单元每单元3小时的课外活动注：40单元是按高一、高二两年约40周，每周一单元计算的;决赛基本要求需追加30单元课外活动其中实验至少10单元注：30单元是按10、11和12月共三个月约14周，每周2～3个单元计算的。 5. 最近三年同一级别竞赛试题涉及符合本基本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。 6. 本基本要求若有必要做出调整，在竞赛前4个月发出通知。新基本要求启用后， 原基本 要求自动失效。 1. 有效数字在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器天平、量筒、移 液管、滴定管、容量瓶等等测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有效 数字。实验方法对有效数字的制约。 2. 气体理想气体标准状况态。理想气体状态方程。气体常量R。体系标准压力。分 压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度亨利定律。 3. 溶液溶液浓度。溶解度。浓度与溶解度的单位与换算。溶液配制仪器的选择。重 结晶的方法及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤洗涤液选择、洗涤方式选择。重结晶 和洗涤溶剂包括混合溶剂的选择。胶体。分散相和连续相。胶体的形成和破坏。胶体的分类。胶体的基本结构。 4. 容量分析被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。酸碱滴 定曲线酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系。酸碱滴定指示剂的选择。 以高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。分析结果的计算。分析结果的准确度和精密度。

高2021届高2018级高中化学第一轮复习配套学案第十一章专题讲座七

专题讲座七有机综合推断题突破策略 1.根据转化关系推断有机物的类别 有机综合推断题常以框图或变相框图的形式呈现一系列物质的衍变关系,经常是在一系列衍变关系中有部分产物已知或衍变条件已知,因而解答此类问题的关键是熟悉烃及各种衍生物之间的转化关系及转化条件。 醇、醛、羧酸、酯之间的相互衍变关系是有机结构推断的重要突破口,它们之间的相互转化关系如图所示： 上图中,A能连续氧化生成C,且A、C在浓硫酸存在下加热生成D,则： ①A为醇,B为醛,C为羧酸,D为酯。 ②A、B、C三种物质中碳原子数相同,碳骨架结构相同。 ③A分子中含—CH2OH结构。 2.根据试剂或特征现象推知官能团的种类 熟记下列特征现象与官能团的关系 (1)使溴水褪色,则表示该物质中可能含有“”或“—C≡C—”等结构。 (2)使KMnO4(H＋)溶液褪色,则该物质中可能含有“”“—C≡C—”或“—CHO”等结构或为苯的同系物。 (3)遇FeCl3溶液显紫色,或加入饱和溴水出现白色沉淀,则该物质中含有酚羟基。 (4)遇浓硝酸变黄,则表明该物质是含有苯环结构的蛋白质。 (5)遇I2变蓝则该物质为淀粉。 (6)加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热有红色沉淀生成或加入银氨溶液加热有银镜生成,表示含有—CHO。 (7)加入Na放出H2,表示含有—OH或—COOH。 (8)加入NaHCO3溶液产生气体,表示含有—COOH。 3.根据有机反应中定量关系推断官能团的数目 (1)烃和卤素单质的取代：取代1 mol 氢原子,消耗1 mol 卤素单质(X2)。

(2)的加成：与H 2、Br 2、HCl 、H 2O 等加成时按物质的量之比为1∶1加成。 (3)含—OH 的有机物与Na 反应时：2 mol —OH 生成1 mol H 2。 (4)1 mol —CHO 对应2 mol Ag ；或1 mol —CHO 对应1 mol Cu 2O(注意：HCHO 中相当于有2个—CHO)。 (5)物质转化过程中相对分子质量的变化： ①RCH 2OH ―→RCHO ―→RCOOH M M －2 M ＋14 ②RCH 2OH ―――――→CH 3COOH 浓H 2SO 4△ CH 3COOCH 2R M M ＋42 ③RCOOH ―――――→CH 3CH 2OH 浓H 2SO 4△ RCOOCH 2CH 3 M M ＋28 (关系式中M 代表第一种有机物的相对分子质量) [例1] 有机物X 是苯环上的邻位二取代物,其相对分子质量不超过170,经测定氧的质量分数为29.6%,既能和FeCl 3溶液发生显色反应,又能和NaHCO 3溶液发生反应产生气体,1 mol 有机物X 完全燃烧生成CO 2和H 2O 的物质的量之比为3∶1。则该有机物的分子式为________________,结构简式为__________________________。 答案 C 9H 6O 3 【解析】 X 既能和FeCl 3溶液发生显色反应,又能和NaHCO 3溶液发生反应产生气体,则X 中含有酚羟基和羧基,至少含有3个氧原子。其相对分子质量至少为3×1629.6%≈162,依据相对分子 质量不超过170,则M (X)＝162,再根据1 mol X 燃烧产生CO 2和H 2O 的物质的量的比值,知n (C)∶n (H)＝3∶2,设其化学式为C 3n H 2n O 3,12×3n ＋2n ＋16×3＝162,n ＝3,即X 的化学式为C 9H 6O 3。 M (X)－M (C 6H 4)—M (—COOH)—M (—OH)为剩余基团的相对分子质量。162－76－45－17＝24,即X 中除含有苯环、一个—COOH 、一个—OH 外还含有两个碳原子,两个碳原子之间必然 存在碳碳三键,可知X 结构简式为：。 4.根据反应条件推断反应类型 (1)在NaOH 的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应也可能是卤代烃的水解反应。 (2)在NaOH 的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应。 (3)在浓H 2SO 4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应或成醚反应等。 (4)能与溴水或溴的CCl 4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应。

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦

高中化学奥林匹克竞赛实验试题集锦（浙江省） 1. 下列实验现象描述和解释都合理的是 （ ） 2. 如右图所示装置，a 、c 为弹簧夹，b 为分液漏斗旋塞，欲检验该装置的气密性，下列操作属必需的是 （ ） A ．关闭a ，打开 b 、 c ，液体不能顺利流下 B ．关闭a 、c ，打开b ，液体不能顺利流下 C ．关闭c ，打开a 、b ，液体不能顺利流下 D ．关闭a 、c ，拔掉分液漏斗上口的橡胶塞，打开b ，液体不能顺利流下。 3. 下列实验操作或实验原理的说法中正确的是（ ） A ．用如图装置进行蒸馏实验 B ．用如图装置分离氯化钠、碘固体混合物 C ．用裂化汽油提取溴水中溴 D ．用如图装置灼烧碳酸钙制取少量氧化钙 4. 下列选择或操作均正确的是 ( )

A．.装置Ⅰ适合用于吸收氨气。 B．.装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液。 C．.装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石。 D．.装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸。 5.（10分）实验室用如图装置制备1-溴丁烷。已知有关物质的性质如下表： 实验操作流程如下所示： 回答下列问题： ⑴回流装置C中漏斗一半扣在水面下、一半露在水面上的原因是_____________________； ⑵回流过程中生成1-溴丁烷的化学方程式_________________________________________； ⑶实验中往烧瓶中加1∶1的硫酸溶液，目的是________；

A．加水作反应的催化剂 B．降低硫酸浓度，以减少溴元素被氧化为Br2 C．降低硫酸浓度，以防止较多正丁醇转化成烯烃、醚等副反应发生 ⑷制得的1-溴丁烷粗产物经常显红色，上述操作流程中为了除去红色杂质要加入试剂X溶液再洗涤，下列试剂中最合适作为试剂X的是； A．水B．饱和NaHCO3C．KI溶液D．饱和NaHSO3E．NaOH溶液 ⑸下图为常压蒸馏和减压蒸馏的装置图，减压蒸馏中毛细管的作用是。蒸馏操作时，蒸馏的速率不宜过快，原因是________________________________________。 6.（8分）乙酰苯胺是一种常用的解热镇痛药的主要成分。已知：纯乙酰苯胺是无色片状晶体，熔点114℃，不溶于冷水，可溶于热水；乙酸酐遇水反应生成乙酸。 实验室可用苯胺跟乙酸酐反应、或苯胺跟冰醋酸加热来制取乙酰苯胺，且苯胺与乙酸酐的反应速率远大于与冰醋酸反应的速率。反应式为： 用苯胺与乙酸酐为原料制取和提纯乙酰苯胺的实验步骤如下： ①在装有磁力搅拌子的100mL圆底烧瓶中，依次加入5.0 mL苯胺（密度1.04 g/mL）、 20 mL水，在搅拌下分批次加入6.0 mL乙酸酐（密度1.08 g/mL），搅拌2小时至反应完全。 ②反应完全后，及时把反应混合物转移到烧杯中，冷却、抽滤、洗涤，得粗产品； ③将粗产品转移至烧杯中，加入适量水配制成80℃的饱和溶液，再加入过量20%的水。稍冷后，加半匙活性炭，搅拌下将溶液煮沸3~5 min，过滤I，用少量沸水淋洗烧杯和漏斗中的固体，合并滤液，冷却结晶，过滤Ⅱ、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品。 （1）若不搅拌会有结块现象，结块将导致的后果是；

高二化学竞赛辅导培训计划

高二化学竞赛辅导培训计划 一、辅导思想 1、举全备课组之力参与竞赛辅导。 2、辅导教师认真备课、上课，精心辅导。 3、辅导教师严格学生课堂管理。 4、强调竞赛辅导纪律，关注参赛学生进出教室。 二、辅导要求 教师方面：1．多研讨，多做题。 2．加强资料的搜集和分类管理。 3．做好学生的出勤和考试管理。 学生方面：1．加强出勤，保证出满勤； 2．创造条件，使学生能在足够时间完成相关内容。 3．加强指导，努力提高学生的兴趣和信心。 三、辅导计划 1．把选拔出的选手组成竞赛班，以讲座的形式复习基础知识，这个阶段是较大规模的复习训练。 2．进入专题训练。以小专题的形式加强训练。 3. 模拟考试。这个阶段主要任务是设计模拟竞赛试卷，改卷，评卷。取材范围广，如历届赛题，培训题等等。这一阶段要求老师与学生充分发挥主观能动性，认真严肃对待每一次测试，限时保质保量完成。 四、做好竞赛学生工作 1. 抓好竞赛学生的思想工作 2. 引导竞赛学生掌握正确的学习方法 3. 抓好课堂教学中基础知识的掌握与竞赛能力的培养 4. 抓好知识的拓宽、加深，培养竞赛拔尖人才 五、辅导时间 利用晚上化学自习进行，其它时间待定 六、负责老师： 每位教师按要求精心组织竞赛内容，力求习题精选，知识点覆盖全面，涉及常见易错点。当堂讲解知识点及习题，有针对性和突破性的专题辅导。 七、辅导措施： 1、注重基础知识训练。 由于竞赛命题大多以课本为依据，因此在辅导时要紧扣课本，严格按照由浅入深、由易到难、由简到繁、循序渐进的原则，适时联系课本内容。 2、不拘泥于课本，适当扩展深度。 由于竞赛题目往往比平时考试试题难，教师必须在课本的基础上加以延伸、拓