全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座-第1讲 气 体
全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲气
全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座-第1讲气体全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲气体【竞赛要求】气体。
理想气体标准状态。
理想气体状态方程。
气体密度。
分压定律。
气体相对分子质量测定原理。
【知识梳理】一、气体气体、液体和固体是物质存在的三种状态。
气体的研究对化学学科的发展起过重大作用。
气体与液体、固体相比较，具有两个明显特点。
1、扩散性当把一定量的气体充入真空容器时，它会迅速充满整个容器空间，而且均匀分布，少量气体可以充满很大的容器，不同种的气体可以以任意比例均匀混合。
2、可压缩性当对气体加压时，气体体积缩小，原来占有体积较大的气体，可以压缩到体积较小的容器中。
二、理想气体如果有这样一种气体：它的分子只有位置而无体积，且分子之间没有作用力，这种气体称之为理想气体。
当然它在实际中是不存在的。
实际气体分子本身占有一定的体积，分子之间也有吸引力。
但在低压和高温条件下，气体分子本身所占的体积和分子间的吸引力均可以忽略，此时的实际气体即可看作理想气体。
三、理想气体定律1、理想气体状态方程将在高温低压下得到的波义耳定律、查理定理和阿佛加德罗定律合并，便可组成一个方程：pV= nRT （1-1）这就是理想气体状态方程。
式中p是气体压力，V是气体体积，n是气体物质的量，T是气体的绝对温度（热力学温度，即摄氏度数+273）, R 是气体通用常数。
在国际单位制中，它们的关系如下表：表1-1 R的单位和值p V n T R国际单位制Pa m3 mol K 8.314 或</P><P> kPa dm3 mol K 8.314 </P><P>（1-1 ）式也可以变换成下列形式：pV= RT （1-2）p = ?=则：=（1-3）式中m为气体的质量，M为气体的摩尔质量，为气体的密度。
对于一定量（n —定）的同一气体在不同条件下，则有：=（1-4）如果在某些特定条件下，将（1-1 ）、（1-2 ）和（1-3 ）式同时应用于两种不同的气体时，又可以得出一些特殊的应用。
高中化学竞赛无机1第一章 化学基础知识
第一章 化学基础知识1. 1. 01 理想气体模型的基本假定：气体分子的自身体积可以忽略，分子可看成有质量的几何点；气体分子间的作用力可以忽略，分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，可认为是完全弹性碰撞，即碰撞过程中无动能损失。
高温、低压下的实际气体很接近理想气体。
1. 1. 02 理想气体状态方程：理想气体状态方程 pV = nRT中，若压力 p 以Pa 为单位，体积 V 以m 3为单位，温度 T 以K 为单位，物质的量 n 以mol 为单位，则比例系数R = 8.314 J•mol －1•K －1。
R 称为摩尔气体常数。
pV 之积可以看成一种功。
若理想气体状态方程中体积 V 的单位变为 dm 3，而其余物理量的单位不变，则 R = 8.314 103 Pa•dm 3•mol －1•K －1，这个R 值用于处理压力与浓度的关系时，十分方便，如用在下面的公式中p = —— RT p = c RT 式中 c 是以 mol•dm －3 为单位的浓度。
1. 1. 03 混合气体和组分气体：由两种或两种以上的气体混合在一起组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都称为该混合气体的组分气体。
1. 1. 04 组分气体的摩尔分数：若第i 种组分气体的物质的量用n i 表示，混合气体的物质的量用n 表示，则—— 称为第i 种组分气体的摩尔分数，用 x i 表示。
显然有 1. 1. 05 组分气体的分压：混合气体的体积称为总体积，用 V 总 表示。
当第i 种组分气体单独存在，且占有总体积时，其具有的压力，称为该组分气体的分压。
若第i 种组分气体的分压，用 p i 表示，则有下面理想气体的状态方程式成立p i V 总 = ni R T 1. 1. 06 组分气体的分体积：n in nV混合气体所具有的压力，称为总压，用 p 总 表示。
当第i 种组分气体单独存在，且具有总压时，其所占有的体积，称为该组分气体的分体积。
2014年全国高中生化学竞赛教程第一讲第一部分
原子光谱与光谱仪 光谱仪可以测量物质发射或吸收的光的波长，拍摄 各种光谱图。光谱图就像“指纹”辨人一样，可以辨 别形成光谱的元素。人们用光谱分析发现了许多元素, 如铯、铷、氦、镓、铟等十几种。
13
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然而，直到二十世纪初，人们只知道物质在高 温或电激励下会发光，却不知道发光机理；人们 知道每种元素有特定的光谱，却不知道为什么不 同元素有不同光谱。
❖爱因斯坦把E = hv 与质能联系 定律E = mc2联系在一起，求 得光子的质量为m = hv /c2， 所以光子的动量为 p = mc = (hv /c2)·c = hv /c = h/λ.
❖p = h/λ是一个非常重要的公式 ，它把光的波动性（λ）和粒 子性（p）联系在一起。
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K
DM
V
P
实验原理
灯光源 X射线管
电子源
(a)
(b)
电子通过A1箔(a)和石墨(b)的衍射图
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不确定原理和几率概念
❖不确定原理：
一个粒子的位置和动 量不能同时地、准确地 测定。
注意：这里所讨论的不确 定性并不涉及所用的测 量仪器的不完整性，它 们是内在固有的不可测 定性。
△x≥h/（4πm×△v）
1015
(
1 22
1 n2
)s 1
n=3 n=4 n=5 n=6
红 （Hα） 青 （Hβ ）
蓝紫 （ Hγ ）
紫 （Hδ ）
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氢原子光谱与经典力学的矛盾
❖ 原子光谱是不连续的谱线而非连续光谱 ❖ 原子是相对稳定的
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高中化学竞赛-稀有气体、卤素
高中化学奥林匹克竞赛辅导稀有气体、卤素一、稀有气体元素1.稀有气体简介：稀有气体元素包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氦(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)六种。
稀有气体发现之初，人们用多种化学试剂与它们进行试验，均不发生反应，因此又将它们称为“惰性气体”。
直到1962年英国科学家巴拉特合成了第一个稀有气体化合物—XePtF6，稀有气体不参与反应的假说才被推翻。
迄今为止，化学家们合成了数百种惰性气体的化合物，可见稀有气体的“惰性”是相对的，不是绝对的。
稀有气体都是单原子分子，不存在化学键，原子之间仅存在微弱的色散力，所以稀有气体的熔沸点低，氦是所有气体中最难液化的，沸点仅为4.25K，比氢(20.4K)还低。
稀有气体在水中溶解度也很小。
除氦是2电子以外，其余稀有气体最外层的s轨道和p轨道均已充满，具有稳定的8电子构型。
稀有气体的原子在一般条件下，既难失去电子，也难得到电子，因此在化学性质上表现出明显的惰性。
2.稀有气体化合物：1962年，29岁的青年化学家巴拉特发现O2和PtF6反应生成了一种深红色的固体，经测定该化合物为O2PtF6，他联想到氧分子的第一电离能与Xe的第一电离能接近，据此推测Xe与PtF6也能生成类似的化合物，并进行实验，将PtF6与Xe按等物质的量反应，得到了稀有气体的第一个化合物——橙红色的固体Xe+PtF6—。
随后的几年中，科学家们相继合成了Xe的氟化物、氟氧化物及含氧化合物，Kr和Rn的个别化合物也已制得。
氙的氟化物有XeF2、XeF4、XeF6，这几个氟化物都是强氧化剂，可以将许多物质氧化，能将H2、HCl甚至BrO3—等氧化，还原产物为 Xe，如：XeF2+BrO3—+2OH—=Xe+2F—+BrO4—+H2O氙的氟化物也是良好的氟化剂，如2SF4+XeF4=Xe +2SF6。
氙的氟化物都能与水发生反应，或将水氧化，或者自身发生岐化反应，如：2XeF2+2H2O=2Xe+4HF+O2 （将水氧化）6XeF4+12H2O=2XeO3+4Xe+3O2+24HF（XeF4一半发生岐化反应，一半将水氧化）XeF4+2SF4=2SF6+Xe（作为氟化剂）XeF6 +H2O=XeOF4 + 2HF（部分水解）XeF6 + 3H2O=XeO3 + 6HF（完全水解）XeF2、XeF4、XeF6均能给出氟离子，与含氟的路易斯酸（如SbF5、AsF5等）生成含氟阴离子的配合物，如XeF6+PtF5=XeF5+PtF6—。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座系列--热力学基础
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第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H2O，则H2O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N2和O2混合气体中的O2作为体系，则N2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。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
● 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。
1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CdIn Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar KrXe Rn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt7～9位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3～4位，为什么？第2题（12分）将H 2O 2慢慢加入到SbF 5的HF 溶液中得一白色固体A ，A 是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。
化学竞赛专题讲座
化学竞赛专题讲座胡征善第一讲物质结构理论原子结构与元素周期律物质结构分子结构晶体结构一、原子结构与元素周期律（一）原子结构1．四个量子数(2) 副（角）量子数（l）——决定多电子原子核外电子能量的次要因素和原子轨道（原子轨函）形状，它决定电子绕核运动的角动量。
l可取0，1，2，3，……（n—1）s原子轨道的角度分布图s轨道电子云的角度分布图p原子轨道的角度分布图p轨道电子云的角度分布图d 原子轨道的角度分布图D 轨道电子云的角度分布图原子轨道Y 和电子云Y 2的区别：因为原子轨道Y 是解薛定锷方程的结果，其值有正负，且︱Y ︱＜1，所以在电子云Y 2的图形中没有正负号且形状较“瘦”些。
(3) 磁量子数（m ）——决定原子轨道（原子轨函）在空间的伸展方向，决定轨道角动量在磁场方向上的分量。
其数目为m = 2l +1。
m = 2l +1l = 0 m = 0 s 轨道无方向性，在空间只有1种取向 l = 1 m = +1,0,—1 p 轨道在空间有3种取向 l = 2 m = +2,+1,0,—1,+2 d 轨道在空间有5种取向 l = 3 m = +3,+2,+1,0,—1,+2 ,—3 f 轨道在空间有7种取向 l = 4 m = +4,+3,+2,+1,0,—1,+2 ,—3,—4 g 轨道在空间有9种取向才有有意义的解。
自旋量子数是由于自旋电子产生的磁场与电子绕核运动产生的磁场相互作用的结果。
顺时针方向 逆时针方向 2．多电子原子的结构理论 （1）中心势场模型多电子原子中的每一个电子都看作只受中心的有效核电荷的吸引，而不受其他电子影响的单电子体系。
用有效核电荷（Z*）代替核电荷（Z ），则对多电子原子中的电子运动状态像处理氢原子一样。
第i 个电子的能级公式为：（2）屏蔽效应其他电子对某个选定电子的排斥作用归结为对核电荷的抵消作用。
对于核外第i 个电—13.6 eV （Zi*）2n 2Ei ==子而言，其他电子对原子核的屏蔽常数为σi ,则该电子所受到原子核的有效核电荷的吸引为Zi*== Z —σi ，故有：第i 个电子的能级公式为： (3) 钻穿效应由于角量子数不同，电子钻到核附近的几率不同，因而电子的能量不同。
高中化学奥林匹克竞赛辅导
高中化学奥林匹克竞赛辅导一、近几年来我国化学竞赛试题的特点1、试题对能力考查力度加大，选拔功能更强了我国化学竞赛一直以普及科学知识、激发青少年科学兴趣、促进化学教学改革、探索发现科学人才的途径为目的，同时，也有选拔大学免试保送生和选拔参加国际化学奥林匹克竞赛的选手的功能。
单从选拔功能上看，近几年的赛题有了新的变化：（1）化学试题紧密联系生产、生活实际；（2）化学试题联系化学发展前沿；（3）化学试题关注社会热点问题；（4）化学试题广泛联系其他科学与技术。
这些变化使得偏重于考查化学知识的立意转变成为以考查竞赛选手能力为主的立意，即主要考查竞赛选手的创造性思维能力。
试题尽可能使竞赛选手身处陌生情景，利用原有的知识基础，提取、加工、理解新情境下的信息，提出解决问题的方案、战略和策略，形成知识，发展知识，以达到考查竞赛选手学、识、才三者统一的水平。
这将使赛题的选拔功能更强，有助于吸引和选拔更多资优学生参与化学竞赛。
2、试题结构合理，题型更新了我国化学竞赛试题最开始的主流试题是构成题。
这种题型是由题干和若干个问题组成，题干提供解题或形成试题的信息，问题的提出和排列则是由命题人根据竞赛选手的知识和能力水平精心构筑而成的，故名构成题。
一般而言，问题按先易后难的顺序编排，最难的问题常常仅占该题总分的1/5左右，但该试题常常流于知识的罗列，试题设置或并列或递进，造成很大的随意性，而且大多数试题以考查知识的深浅度为主，也不利于选拔创新人才。
为解决上述问题，近年来化学竞赛试题中逐渐减少了构成题，取而代之的是一种新的主流试题——“科学猜谜题”，且权重越来越大。
所谓“科学猜谜题”有别于通常意义上的猜谜游戏，其“谜面”是在试题中建构未知知识信息，猜谜人——化学竞赛选手的智力强弱表现在能否用已有的知识来理解这些信息，并对这些信息进行加工、分析、综合，最后创造性地形成谜底，即得出答案。
一般“科学猜谜题”是竞赛选手不知道的知识，是竞赛选手根据信息得出的“新知识”（有可能其知识细节对竞赛选手而言还不甚明了，但这些都不妨碍解题）。
高中化学竞赛-氧族元素
高中化学奥林匹克竞赛辅导氧族元素一、氧族元素简介氧族元素包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五个元素，价层电子构型为n s2n p4。
氧族元素与电负性比它们大的元素化合时，氧化数可呈现+2、+4、+6(O的氧化数最高为+2，如OF2)。
氧族元素处于+6氧化态时只有氧化性，处于+4氧化态时既有氧化性又有还原性。
氧族元素的性质二、氧及其化合物1.氧的单质氧有两种常见的同素异形体，即O2和O3。
O3为V型结构，中心O原子为sp2杂化，含一个π34键。
它和SO2、NO2-等微粒互为等电子体。
O3分子具有弱极性，偶极矩μ=0.53D。
O2是无色气体，其液体和固体都是淡蓝色的，工业上用分馏液态空气来制备O2。
实验室可以用加热KMnO4、KClO3固体（MnO2作催化剂），或者MnO2催化H2O2分解得到。
O3因其特殊的鱼腥臭味而得名，具有比O2更强的氧化性，可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝：O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2。
O3可以用作工业废水处理剂，效率高且无污染。
如，CN-+O3=OCN-+O2。
2.H2O：H2O是地球上分布最广泛的物质，是最重要的化合物之一，H2O的分子结构为V型，键角为104.5°，具有很强的极性。
H2O分子中存在氢键，其熔沸点高于同主族其它元素的氢化物。
H 2O 的式量为18.02，在沸点时测得其相对分子量是18.64，此时H 2O 分子一部分以二聚物[(H 2O)2] 存在。
H 2O 分子之间以氢键缔合。
在液态水中，存在是3个、4个……更多数目的H 2O 分子缔合而成的缔合分子。
水有很高的热稳定性，加热到2000K 时也只有0.6%的水分解。
3.H 2O 2：H 2O 2分子中两个O 原子以非极性共价键相连，-O-O-键称为过氧键，两个H 原子和两个O 原子不在同一个平面上，其立体结构如图所示：H 2O 2是无色的粘稠液体，分子间有氢键。
由于极性比水强，在固态和液态时，H 2O 2分子缔合的程度比水大，所以沸点比水高，达150℃。
全国中学生化学竞赛预赛专题讲座-第一讲：差量法 1、用氢气还原10克
1、用氢气还原10克CuO，加热片刻后，冷却称得剩余固体物质量为8.4克，则参加反应CuO 的质量是多少克？2、将CO和CO2的混合气体2.4克，通过足量的灼热的CuO后，得到CO2的质量为3.2克，求原混合气体中CO和CO2的质量比？3、将30克铁片放入CuSO4溶液中片刻后，取出称量铁片质量为31.6克，求参加反应的铁的质量？4、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。
把30mL甲烷和氧气的混合气体点燃，冷却致常温，测得气体的体积为16mL，则原30mL中甲烷和氧气的体积比？5、给45克铜和氧化铜的混合物通入一会氢气后，加热至完全反应，冷却称量固体质量为37克，求原混合物中铜元素的质量分数？答案：1、8克2、7∶ 53、11.2克4、8∶7 7∶235、28.89%6、将盛有12克氧化铜的试管，通一会氢气后加热，当试管内残渣为10克时，这10克残渣中铜元素的质量分数？7、已知同一状态下，气体分子间的分子个数比等于气体间的体积比。
现有CO、O2、CO2混合气体9ml，点火爆炸后恢复到原来状态时，体积减少1ml，通过氢氧化钠溶液后，体积又减少3.5ml，则原混和气体中CO、O2、CO2的体积比？8、把CO、CO2的混合气体3.4克，通过含有足量氧化铜的试管，反应完全后，将导出的气体全部通入盛有足量石灰水的容器，溶液质量增加了4.4克。
求⑪原混合气体中CO的质量？⑫反应后生成的CO2与原混合气体中CO2的质量比？9、CO和CO2混合气体18克，通过足量灼热的氧化铜，充分反应后，得到CO2的总质量为22克，求原混合气体中碳元素的质量分数？10、在等质量的下列固体中，分别加入等质量的稀硫酸（足量）至反应完毕时，溶液质量最大的是（）A FeB AlC Ba（OH）2D Na2CO311、P克结晶水合物A·nH20，受热失去全部结晶水后，质量为q克，由此可得知该结晶水合物的相对分子质量为（）Ａ、18Pn/（P—q）B、18Pn/q C、18qn/P D、18qn/（P—q）答案：6、96% 10、A 11、A1、一块质量为4克的合金，与足量的盐酸反应，产生0.2克氢气。
2020高中化学竞赛—物理化学(修订版)-第一章 气体的pVT关系(共33张PPT)
混合理想气体：
Q p n R T V
RT B nB V
B
n BR T V
pB
B
pB
n BR T V
即理想混合气体的总压等于各组分单独存在于混合气体
的T、V 时产生的压力总和。 道尔顿分压定律
19
4. 阿马格定律
理想气体混合物的总体积V 为各组分分体积VB*之和： V=VB*
由 V nR T / p (nB)R T / p B
压缩因子的定义为：
Z pV pVm nRT RT
Z的量纲为1
26
Z
V V
m m
真实 理想
Z 的大小反映了真实气体对理想气体的偏差程度
理想气体 Z＝1 真实气体 Z < 1 ： 比理想气体易压缩
Z > 1 ： 比理想气体难压缩
27
临界点时的 Zc :
Zc
p cV m,c R Tc
多数物质的 Zc : 0.26 ~ 0.29
100
181.44
120
198.54
120
422.35
120
308.11
饱和蒸气压＝外压时的温度称为沸点 饱和蒸气压＝101.325kPa时的温度称为正常沸点
23
T一定时：
如 pB < pB*，B液体蒸发为气体至pB＝pB*
pB > pB*，B气体凝结为液体至pB＝pB* （此规律不受其它气体存在的影响）
H2O
t/℃
p*/ kPa
乙醇
t/℃
p*/ kPa
苯
t/℃
p*/ kPa
20
2.338
20
5.671
20
9.9712
高中化学竞赛专题讲座立体化学
高中化学竞赛专题讲座立体化学高中化学奥赛专题讲座――立体化学近年来，无论是高考，还是全国竞赛，涉及空间结构的试题日趋增多，成为目前的热点之一。
本讲座将从最简单的几种空间正多面体开始，与大家一同探讨中学化学竞赛中与空间结构有关的内容。
第一讲中学化学中几种常见的晶体及应用一．晶体的概念及宏观性质： 1．晶体是指具有规则外形的固体。
其结构特征是内部的原子或分子在三维空间的排布具有特定的周期性，即隔一定距离重复出现。
2．通性：（1）均匀性；（2）各向异性：晶体在不同方向上显示不同的性质；（3）具有固定的熔点；（4）对称性：这在很大程度上决定了晶体的性质。
3．分类：除四种基本类型外，还有一种是过渡型晶体（混合型晶体）。
如石墨晶体。
二．晶胞的概念及常见类型：1．概念：在晶体结构中具有代表性的基本的重复单位称为晶胞。
晶胞在三维空间无限重复就产生了宏观的晶体。
2．基本要点：①晶胞必须是平行六面体；②同一晶体中所划分出来的同类晶胞的大小和形状完全相同；③晶胞是晶体结构中的基本的重复单位，但不一定是最小的重复单位。
若一个晶胞只有一个最小重复单位，则称素晶胞，否则称复晶胞。
例：金属钠简单立方晶胞面心立方晶胞体心立方晶胞3．几种常见的晶胞：中学中常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中粒子数的计算方法如下：（1）顶点粒子有1/8属于晶胞；（2）棱边粒子有1/4属于晶胞；（3）面心粒子有1/2属于晶胞；（4）体心粒子按1全部计入晶胞。
[实例分析]①氯化钠、氯化铯晶胞（配位数分别为6和8）NaCl、CsCl晶体密度的计算是常遇到的问题。
其关系式如下：ρ=m/v=(n×M)/V对于NaCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=（4×MNaCl）/（a3×NA）对于CsCl晶体，设晶胞的边长为a，有ρ=（1×MCsCl）/（a3×NA）[练习]如图所示，直线交点处的圆圈为NaCl晶体中Na+或Cl-所处的位置，请将其中代表Na+的圆圈涂黑（不考虑体积大小），以完成NaCl的晶体结构示意图。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第讲生物分子化合物和高分子化合物初步
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第15讲 生物分子化合物和高分子化合物初步 【竞赛要求】糖的基本概念。
葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。
糖苷。
纤维素与淀粉。
氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。
DNA 与RNA 。
【知识梳理】 一、糖类糖类物质是指多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成多羟基醛或多羟基酮的化合物。
糖类可分为单糖、低聚糖和多糖。
（一）单糖1、单糖的组成及结构 （1）葡萄糖的组成及结构 ①链状结构式由元素分析和分子量测定确定了葡萄糖的分子式为C 6H 12O 6。
其平面结构式为：CH 2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO其费歇尔投影式为：D –（+）–葡萄糖CHOCH 2OH OH OHHO OH HHH H在葡萄糖的投影式中，定位编号最大的手性碳原子上的羟基位于右边，按照单糖构型的D 、L 表示法规定，葡萄糖属于D – 型糖，又因葡萄糖的水溶液具有右旋性，所以通常写为D –（+）– 葡萄糖。
葡萄糖是已醛糖，分子中有4个手性碳原子，应有16个光学异构体，其中8个为D 型，8个为L 型。
2、变旋光现象及环状结构式变旋光现象：某些旋光性化合物的旋光度在放置过程中会逐渐上升或下降，最终达到恒定值而不再改变的现象。
实验发现，结晶葡萄糖有2种。
一种是从乙醇溶液中析出的晶体（熔点146℃），配成水溶液测得其比旋光度为+112度，通常称为α – D –（+）– 葡萄糖，该水溶液在放置过程中，其比旋光度逐渐下降到 +52.7度的恒定值；另一种是从吡啶溶液中析出的晶体（熔点150℃），配成水溶液测得其比旋光度为+19度，称为β – D –（+）– 葡萄糖，该水溶液在放置过程中，比旋光度逐渐上升到 +52.7度的恒定值。
上述实验现象用开链式结构难以解释。
人们提出：葡萄糖具有分子内的醛基与醇羟基形成半缩醛的环状结构。
由于六元环最稳定，故由C 5上的羟基与醛基进行加成，形成半缩醛，并构成六元环状结构，组成环的原子中除了碳原子外，还有一个氧原子。
高中化学竞赛——气体
1-2 实际气体状态方程式
• 在恒温条件下，一定量理想气体的pV乘积是一个常 数，而实际气体却不是这样。多数气体的pV乘积是 随压强的升高先变小，出现一个最低点，然后再变 大。 • 1873年荷兰科学家范德华（Van der walls）对理 想气体状态方程进行校正： （p+an2/v2）(v-nb) = nRT a是同分子间引力有关的常数，b是同分子自身有关 的常数，统称为范德华常数，均由实验来确定。
1. 计算p，V，T，n四个物理量之一。 pV = nRT 用于温度不太低，压力不太高的真实气体。
2.气体摩尔质量的计算
pV nRT
m pV RT M
m n M
m RT M pVBiblioteka M = Mr gmol-1
气体密度的计算
mRT M pV
m /V
pM RT
M
RT
p
• 加压下使气体液化所需的一定温度称为临界温 度，用TC表示。 • 在临界温度时，使气体液化所需的最低压强， 称为临界压强，用PC表示。 • 而在临界温度和临界压强下，1mol气态物质 所占有的体积，称为临界体积，用VC表示。 • Tc, Pc, Vc同称为临界常数。
1-3 气体的液化
临界常数
• 熔、沸点很低的物质如H2、N2、O2等这些非极 性分子，由于分子间作用力很小，其临界温度 都很低，难以液化。 • 强极性气体分子，如H2O、NH3等，因具有较大 的分子间作用力而比较容易液化。 气态物质处在临界温度、临界压强和临界 体积的状态下，称为临界状态。 临界状态是不稳定的状态。这种状态下， 气体和液体之间的性质差别将消失，两者之间 的界面将消失。
如火焰，电孤中的高温部分，太阳和其他恒星的表面气层等都
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全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座-第1讲气体全国高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲气体【竞赛要求】气体。
理想气体标准状态。
理想气体状态方程。
气体密度。
分压定律。
气体相对分子质量测定原理。
【知识梳理】一、气体气体、液体和固体是物质存在的三种状态。
气体的研究对化学学科的发展起过重大作用。
气体与液体、固体相比较，具有两个明显特点。
1、扩散性当把一定量的气体充入真空容器时，它会迅速充满整个容器空间，而且均匀分布，少量气体可以充满很大的容器，不同种的气体可以以任意比例均匀混合。
2、可压缩性当对气体加压时，气体体积缩小，原来占有体积较大的气体，可以压缩到体积较小的容器中。
二、理想气体如果有这样一种气体：它的分子只有位置而无体积，且分子之间没有作用力，这种气体称之为理想气体。
当然它在实际中是不存在的。
实际气体分子本身占有一定的体积，分子之间也有吸引力。
但在低压和高温条件下，气体分子本身所占的体积和分子间的吸引力均可以忽略，此时的实际气体即可看作理想气体。
三、理想气体定律1、理想气体状态方程将在高温低压下得到的波义耳定律、查理定理和阿佛加德罗定律合并，便可组成一个方程：pV= nRT （1-1）这就是理想气体状态方程。
式中p是气体压力，V是气体体积，n是气体物质的量，T是气体的绝对温度（热力学温度，即摄氏度数+273），R是气体通用常数。
在国际单位制中，它们的关系如下表：表1-1 R的单位和值p V n T R国际单位制 Pa m3 mol K 8.314 或 </P><P> kPa dm3 mol K 8.314 </P><P>（1-1）式也可以变换成下列形式：pV= RT （1-2）p = • =则： = （1-3）式中m为气体的质量，M为气体的摩尔质量，为气体的密度。
对于一定量（n一定）的同一气体在不同条件下，则有：= （1-4）如果在某些特定条件下，将（1-1）、（1-2）和（1-3）式同时应用于两种不同的气体时，又可以得出一些特殊的应用。
如将（1-1）式n = ，在等温、等压、等容时应用于各种气体，则可以说明阿佛加德罗定律。
因为物质的量相等的气体，含有相等的分子数。
若将（1-2）式 = 在等温、等压和等容时应用于两种气体，则得出：= （1-5）如果将（1-3）式 = ，在等温等压下应用于两种气体，则有：= （1-6）若令 = D ，D为第一种气体对第二种气体得相对密度，则有：D = 或 M1 = DM2 （1-7）已知M = 2g•mol ，= 29g•mol则 M1 = 2 D 或 M1 = 29DD 为某气体相对H2的密度，D 为某气体相对空气的密度。
2、气体分压定律和分体积定律（1）气体分压定律当研究对象不是纯气体，而是多组分的混合气体时，由于气体具有均匀扩散而占有容器全部空间的特点，无论是对混合气，还是混合气中的每一组分，均可按照理想气体状态方程式进行计算。
当一个体积为V的容器，盛有A、B、C三种气体，其物质的量分别为nA、nB、nC，每种气体具有的分压分别是pA、pB、pC，则混合气的总物质的量为：n = nA + nB + nC （1-8）混合气的总压为：p = pA + pB + pC （1-9）在一定温度下，混合气体的总压力等于各组分气体的分压力之和。
这就是道尔顿分压定律。
计算混合气各组分的分压有两种方法。
①根据理想气态方程计算在一定体积的容器中的混合气体p V = n RT ，混合气中各组分的分压，就是该组分单独占据总体积时所产生的压力，其分压数值也可以根据理想气态方程式求出：pAV = nART （1-10）pBV = nBRT （1-11）pCV = nCRT （1-12）②根据摩尔分数计算：摩尔分数（XA）为混合气中某组分A的物质的量与混合气的总的物质的量之比：XA = （1-13）混合气体中某组分的分压等于总压与摩尔分数的乘积：pA = p XA （1-14）（2）气体分体积定律在相同的温度和压强下，混合气的总体积（V ）等于组成混合气的各组分的分体积之和：V = VA +VB + VC （1-15）这个定律叫气体分体积定律。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第2讲溶液【竞赛要求】分散系。
胶体。
溶解度。
亨利定律。
稀溶液通性。
溶液浓度。
溶剂（包括混合溶剂）。
【知识梳理】一、分散系的基本概念及分类一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种物质中所形成的体系称分散系。
被分散的物质称分散质，把分散质分开的物质称分散剂。
按照分散质粒子的大小，常把分散系分为三类，见表2-1。
表2-1 分散系铵分散质粒子的大小分类分散系类型分散质粒子直径 / nm 分散质主要性质实例分散系分散质分散剂分子分散系＜1 小分子、离子或原子均相*，稳定，扩散快，颗粒能透过半透膜糖水糖水胶体分散系高分子溶液 1~100 大分子均相，稳定扩散慢，颗粒不能透过半透膜血液蛋白质水溶胶 1~100 分子的小聚集体多相，较稳定，扩散慢，颗粒不能透过半透膜胶体 n 水粗分散系＞100 分子的大聚集体多相，不稳定，扩散很慢，颗粒不能透过半透膜泥水泥土水*在体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分称相。
分子分散系又称溶液，因此溶液是指分散质分子、离子或原子均匀地分散在分散剂中所得的分散系。
溶液可分为固态溶液（如某些合金）、气态溶液（如空气）和液态溶液。
最常见也是最重要的是液态溶液，特别是以水为溶剂的水溶液。
二、溶解度和饱和溶液1、溶解度在一定温度下的饱和溶液中，在一定量溶剂中溶解溶质的质量，叫做该物质在该温度下的溶解度。
易溶于水的固体的溶解度用100 g水中溶解溶质的质量（g）表示；一定温度下，难溶物质饱和溶液的“物质的量”浓度也常用来表示难溶物质的溶解度。
例如298 K氯化银的溶解度为1×10-5 mol•L-1。
2、饱和溶液在一定温度下，未溶解的溶质跟已溶解的溶质达到溶解平衡状态时的溶液称为饱和溶液。
在饱和溶液中，存在着下列量的关系：高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第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H2O，则H2O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N2和O2混合气体中的O2作为体系，则N2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 － T 同样理解△n，△p，△V等的意义。
3、过程和途径高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第4讲原子结构与元素周期律【竞赛要求】核外电子运动状态: 用s、p、d 等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。
电离能、电子亲合能、电负性。
四个量子数的物理意义及取值。
单电子原子轨道能量的计算。
s、p、d 原子轨道图像。
元素周期律与元素周期系。
主族与副族。
过渡元素。
主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右性质变化一般规律。
原子半径和离子半径。
s、p、d、ds、f 区元素的基本化学性质和原子的电子构型。
元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。
最高氧化态与族序数的关系。
对角线规则。
金属性、非金属性与周期表位置的关系。
金属与非金属在周期表中的位置。
半金属。
主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。
铂系元素的概念。
【知识梳理】一、核外电子的运动状态1、微观粒子的二重性（1）光的波动性λ波长：传播方向上相邻两个波峰（波谷）间距离。
频率v：频率就是物质（光子）在单位时间内振动的次数。
单位是Hz（1Hz =1 s－1）。
光速c =λ•v 真空中2.998×10 8 m•s－1 = 3×10 8 m•s－1，大气中降低（但变化很小，可忽略）。
波数 = （cm－1）（2）光的微粒性1900年根据实验情况，提出了原子原子只能不连续地吸收和发射能量的论点。
这种不连续能量的基本单位称为光量子，光量子的能量（E）与频率（v）成正比。
即： E = h （4-1）式中h为普朗克常数，等于6.626×10 –34 J•s（3）白光是复色光可见光的颜色与波长颜色紫兰青绿黄橙红波长（nm） 400-430 430-470 470-500 500-560 560-590 590-630 630-760（4）电子的波粒二重性——物质波1923年德布罗意（L. de Broglie）类比爱因斯坦的光子学说后提出，电子不但具有粒子性，也具有波动性。
并提出了联系电子粒子性和波动性的公式：λ= (4-2)m：质量 v ：速度 h：普朗克常数（4-2）式左边是电子的波长λ，表明它的波动性的特征；右边是电子的动量，代表它的粒子性。
这两种性质通过普朗克常数定量的联系起来了。
2、原子核外电子的运动（1）早期模型氢原子光谱太阳光是连续光谱，原子光谱是线状光谱。
玻尔模型：①电子在一定的轨道上运动、不损失能量。
②不同轨道上的电子具有不同能量E = J （4-3）式中n =1，2……正整数。