高中化学竞赛教程上

黄冈中学化学奥赛培训教程（精美word版）
目录
上册（75页，2.5M）
第一章化学反应中的物质变化和能量变化第一节氧化还原反应
第二节离子反应和离子方程式
第三节化学反应中的能量变化
第四节综合解题
第二章物质结构元素周期律
第一节原子结构和核外电子排布
第二节元素周期律与元素周期表
第三节化学键
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
第一节气体
第二节胶体
第三节溶液
第四节综合题解
第四章化学反应速率及化学平衡
第一节化学反应速率
第二节 影响化学反应速率的因素 第三节 化学平衡
第一章 化学反应中的物质变化和能量变化
第一节 氧化还原反应
1、根据下列三个反应，排出氧化剂氧化性的强弱顺序： A ．4HCl ＋MnO 2
∆
MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O
B ．16HCl ＋2KMnO 4=2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2↑＋8H 2O
C ．4HCl ＋O 2
2
CuCl 450︒
2Cl 2↑＋2H 2O 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，故其氧化性顺序由强到弱：KMnO 4>MnO 2>O 2。

2、配平氧化还原方程式：P 4O ＋Cl 2FY=POCl 3＋P 2Cl 5
解析：本题中P 4O 中的P 元素对应有两种产物，故设P 4O 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P 4O ＋a Cl 2=b POCl 3＋c P 2Cl 5，由原子守恒得：
42,21/4,1,
1,235,3/2。

b c a b b a b c c =+=⎧⎧⎪⎪
==⎨⎨⎪⎪=+=⎩⎩
解得 代入整理得：4P 4O ＋21Cl 2=4POCl 5＋6P 2Cl 5
3、配平下列方程式：Fe 3C ＋HNO 3=Fe(NO 3)3＋NO 2＋CO 2＋H 2O
解析：复杂物质Fe 3C 按常规化合价分析无法确定Fe 和C 的具体化合价，此时可令组成该物质的各元素化合价为零价，再根据化合价升降法配平。

33Fe (03)9C 0+4 4N +5+4113
→+⎫
⨯⎬→⎭
→⨯升共升131
升降 再用观察法，不难确定各物质的化学计量数为：1、22、3、13、1、11，故为Fe 3C ＋22HNO 3=3Fe(NO 3)3＋13NO 2↑＋CO 2↑＋11H 2O
4、配平NH 4NO 3FY=N 2＋HNO 3＋H 2O
解析：NH 4NO 3中N 的平均化合价为＋1价，则元素化合价升降关系为：
2N 2(＋1→0) 降2×1 N ＋1→＋5 升4×1
用观察法调整确定各物质的化学计量数，故：
5NH 4NO 3=4N 2↑＋9H 2O ＋2HNO 3
注：若配平时不用此平均标价法，则要分析同种元素化合价升降关系。

+4232NH N ,NO N ,-→→决不会出现化合价交叉现象，即不会出现43NH NO +-
→的情况。

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 ＋4×(－2)=0
8
3
x =+故
所以Fe 3O 4中Fe 的氧化数为8
3
+。

注：氧化数可以为分数。

6、用离子－电子法配平下列方程：
KMnO 4＋FeSO 4＋H 2SO 4
FY=MnSO 4＋Fe 2(SO 4)3＋K 2SO 4＋H 2O
解析：①写出反应的离子表达式：
4MnO -＋Fe 2+＋H +FY=Mn 2+＋Fe 3+
＋H 2O
②分别写出氧化和还原半反应：Fe 2+－e －→Fe 3+
×5
4MnO -＋8H +＋5e －→Mn 2+＋4H 2O ×1
③根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：
4MnO -＋5Fe 2+＋8H +=Mn 2+＋5Fe 3+＋4H 2O
④H 2SO 4作介质时，化学方程式可写为：
2KMnO 4＋10FeSO 4＋8H 2SO 4=K 2SO 4＋2MnSO 4＋5Fe 2(SO 4)3＋8H 2O 注：离子－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：E Cd /Cd=-0.402 6V
E H +/H 20
+
2
E 代数值较小的电极应作原电池的负极，E
代数值较大的电极为正极，因此电池的
符号可表示为：（－）Cd|Cd 2+
(1mol/L)//H +
(1 mol/L)|H 2(Pt)(＋)
0E
E
负-E -( 0.402 6)= + 0.402 6V -
E -G =-n
F 2×96 500×0.402 6=－77 701.8J/mol
第二节 离子反应和离子方程式
1、在pH=1的无色透明溶液中不能大量共存的离子组是（ ）
A ．Al 3+、Ag +、Cl －
B ．Mg 2+
、43NH 、
NO 、+-Cl －
C ．Ba 2+、K +、CH 3COO －
、Fe
3+
D ．Zn 2+
、Na +
、234NO 、SO --
解析：A 组由于Ag +＋Cl －=AgCl ↓而不能共存；C 组因生成弱电解质(H +＋CH 3COO －
=CH 3COOH)而不能共存，且Fe 3+
是棕黄色的，故答案为A 、C 。

注：解答此类题的关键是掌握离子能否共存的判断规则。

2、重金属离子有毒性。

实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。

经化验甲废液呈碱
性，主要有毒离子为Ba 2+
离子，如将甲、乙废液按一定比例混合，毒性明显降低。

乙废液中不可能含有的离子是（ ）
A ．Cu 2+
和24SO -
B ．Cu 2+
和Cl
－
C ．K +
和24SO - D ．Ag +
和3NO -
解析：沉淀Ba 2+
必须用24SO -，而在A 、C 两选项中均含有24SO -，但C 项中K +
无毒性，A
项中Cu 2+可与甲废液中OH －
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 2+
沉淀为BaSO 4，即选C 。

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NH 4HSO 4在溶液中反应：
Ba 2+
＋2OH －
＋++244NH +H +SO -
=BaSO 4↓＋NH 3·H 2O ＋H 2O
B ．氢氧化铁与足量的氢溴酸溶液反应：
Fe(OH)3＋3H +=Fe 2+
＋3H 2↓＋H 2O
C ．足量的CO 2通入饱和碳酸钠溶液中：
CO 2＋23CO -＋H 2O=32HCO -
D ．向碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水：
Ca 2+
＋32HCO -＋2OH －
=CaCO 3↓＋23CO -＋2H 2O
解析：对于A ：4HSO -在水溶液中进一步电离成H +
和24SO -，且Ba(OH)2与NH 4HSO 4等物
质的量反应，故NH 4+与H +分别与OH －
反应，故A 正确。

对于B ，氢溴酸是强酸，Fe(OH)3为难溶物，故也正确。

对于C ，由于NaHCO 3溶解度小于Na 2CO 3，且Na 2CO 3为饱和溶液，故析出的
是NaHCO 3晶体，故C 错误。

对于D ，Ca(OH)2少量，故溶液中还有23CO -
存在，若Ca(OH)2过量，则不能有23CO -存在。

故D 正确。

本题答案为C 。

注：本题结合元素化合物的知识，从多个侧面考查对离子方程式正误的判断。

有的同学
对D 选项产生怀疑：产物中的阴离子是23CO -还是OH －
？仔细分析可发现，加入的石灰水是
少量，n (OH －
)<3(HCO ),n -因此OH －
与3HCO -
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 2：OH －
＋CO 2=3HCO -
B ．用氨水吸收少量SO 2：2NH 3·H 2O ＋SO 2=24322NH SO H O +-
++
C ．向硝酸铝溶液中加入过量氨水：Al 3+
＋4NH 3·H 2O=24AlO 4NH -++＋2H 2O
D ．向Fe 2(SO 4)3的酸性溶液中通入足量H 2S ：Fe 3+＋H 2S=Fe 2+＋S ↓＋2H +
解析：A 选项因为CO 2量少，只能生成23CO -，错误；C 选项中生成的Al(OH)3沉淀不与
弱碱氨水反应生成2AlO -，错误；D 选项中的离子方程式电荷不守恒，故B 选项正确。

注：要掌握离子方程式的书写规则，且电荷守恒原理是判断离子方程式的一条重要原理，务必熟悉其应用。

5、（1）向NaHSO 4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至中性．．，请写出发生反应的离子方程式：_________________________________。

（2）在以上中性．．溶液中继续滴加Ba(OH)2溶液，请写出此步反应的离子方程式：_______________________。

解析：因NaHSO 4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2NaHSO 4＋Ba(OH)2=BaSO 4↓＋Na 2SO 4＋2H 2O ，离子方程式是2H +
＋24SO -
＋Ba 2+
＋2OH
－
=BaSO 4↓＋2H 2O 。

此时中性溶液中只有Na 2SO 4溶液，加入Ba(OH)2的离子方程式应为：Ba
2+
＋24SO -=BaSO 4↓。

注：酸式盐与碱的反应，情况比较复杂。

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Fe 2+
、Fe 3+
、Ag +
、Al 3+
、Ba 2+
、Ca 2+
、4NH +等离子，进行了下述实
验（加入的酸、碱、氨水、溴水都过量）：
根据实验结果：
（1）判定待测液中有无Ba 2+、Ca 2+
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：溴水能将Fe 2+氧化成Fe 3+，因而无论原待测液含Fe 2+、Fe 3+
中的一种或二种，最终沉淀D 均为Fe(OH)3，而沉淀E 则一定为Al(OH)3，沉淀C 中有Fe(OH)3、Al(OH)3两种沉淀。

在此Fe 3+、Al 3+
与强、弱碱反应的相似性和差异性得到了很好的体现。

答案为：（1）至少含Ba 2+、Ca 2+
中一种，因为CaSO 4微溶，BaSO 4难溶；
（2）Fe(OH)3
（3）2AlO 2－
＋CO 2＋3H 2O=2Al(OH)3↓＋23CO -
第三节 化学反应中的能量变化
1、由N 2和H 2合成 1 mol NH 3时可放出46.2kJ 的热量，从手册上查出N ≡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： N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g); △H =－46.2kJ/mol 。

这说明形成6个N －H 键放出的热量，比破坏一个N ≡N 键和三个H －H 键吸收的能量多92.4kJ 。

根据已知的N ≡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＋436.0×3)=46.2×2 X =391.5(kJ/mol)
注：本题利用键能计算反应热的大小，要求掌握 Q =∑E 生成物－∑E 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)＋OH －
(溶液)=H 2O （溶液）＋55.9kJ 已知：CH 3COOH ＋NaOH=CH 3COONa ＋H 2O ＋Q 1kJ 1/2H 2SO 4(浓)＋NaOH=1/2Na 2SO 4＋H 2O ＋Q 2kJ HNO 3＋NaOH=NaNO 3＋H 2O ＋Q 3kJ
上述反应均是在溶液中进行的反应，Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是（ ） A ．Q 1=Q 2=Q 3 B ．Q 2>Q 1>Q 3 C ．Q 2>Q 3>Q 1 D ．Q 2=Q 3>Q 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，CH 3COOH 的电离热最大；按理H 2SO 4（第一
级）与HNO 3同是强酸，特别在水中，由于水的拉平效应，使它们都显强酸
性，似乎中和热应相同，实际上并不相同，HNO 3有一个分子内氢键（如图），
所以它比H 2SO 4（第一级）酸性要弱，在电离成3NO -
时要破坏氢键而消耗能量。

其次，H 2SO 4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、已知273K 时，N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)＋Q (Q >0)，在相同温度条件下，向一密闭容器中通入1 mol N 2和3 mol H 2，达到平衡时，放出能量为Q 1，向另一体积相同的密闭容器中通入0.5mol N 2和1.5 mol H 2，达到平衡时，放出能量为Q 2。

则 Q 1和Q 2应满足的关系是（ ）
A ．Q 2<Q 1<Q
B ．Q 2<Q 1/2
C ．Q 2=Q 1/2
D ．Q >Q 2>Q 1/2
解析：热化学反应方程式中Q 是指1 mol N 2和3mol H 2完全反应，生成2 mol NH 3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2 mol NH 3，比2 mol NH 3少，
O
H O N
所以Q >Q 1。

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NH 3的得率相应要比1 mol N 2和3 mol H 2的低。

所以放出的热量2112
Q Q <。

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，所以不可能完全反应。

故热量不等于Q 。

4、反应25
V O 2231SO (g)+O (g)SO 2
在恒温下的密闭容器中进行，SO 3的产率为a ；而
在绝热密闭的同一容器中反应，SO 3的产率为b ，则a 与b 的正确关系为（ ）
A ．a>b
B ．a=b
C ．a<b
D ．无法判断
解析：由于25
V O 2231SO (g)+O (g)SO (g)2
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升高，将不利于正向反应而有利于平衡逆向移动；若反应体系的温度升高到一定温度（约630℃以上），将会使催化剂的活性降低，甚至消失。

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、根据盖斯定律和下列数据，计算反应①的Q 1值：
211
C()O (g)CO(g)2
Q +=+石墨 ①
C(石墨)＋O 2(g)=CO 2(g)＋393.5kJ ②
221
CO(g)+O (g)CO (g)+283kJ 2
= ③
解析：将C （石墨）作为起始状态、CO 2(g)作为最终状态，则由C （石墨）生成CO 2(g)有下列两种途径：
由盖斯定律：Q 2=Q 1＋Q 3 故②=①＋③ 所以Q 1=393.5kJ －283kJ=110.5kJ 即反应①的反应热为110.5Kj 。

6、由生成焓数据计算氨的氧化反应的298H ∆，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焓f ,298H ∆的值，代入298f f ()()H H H ∆=∆-∆∑∑产物反应物即可。

该反应方程式为：4NH 3(g)＋5O 2(g)=4NO(g)＋6H 2O(g)，查出各物质的f ,298H ∆的值：
32
f(NO)(g)f ,(NH
)(g)
f(H O)(g)46.19kJ/mol,90.37kJ/mol,241.83kJ/mol 。

H H H ∆=-∆=
+∆=-
（Ⅱ）
298f f ()()[490.376(241.83)][4(46.19)5(0.00)]904.74kJ/mol
H H H ∆=∆-∆=⨯+⨯--⨯-+⨯=-∑∑则产物反应物
2980H ∆<表明氨的氧化反应是放热反应。

7、已知2－丁烯有顺、反两种异构体，前者能量比后者高()G ∆，在某反应条件下它们处于平衡，其平衡常数K 如下：
CH 3
CH 3
H
C C
CH 3
3H
H
C
C
顺-2-丁烯
反-2-丁烯
[]
3.20[]
K =
=反式顺式
自由能差G ∆和平衡常数K 有如下关系：
1n 2.303lg G RT K PT K ∆=-=-
式中R =8.31J ·mol －1
·K －1
, T =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－2－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X mol ，则有：
3.200.7621X
K X X
=
==-
所以，顺－2－丁烯的物质的量分数为
110.762
0.23811
X X X --==-+
反－2－丁烯的物质的量分数为：1－0.238=0.762
（2）根据题意，自由能差G ∆与平衡常数有定量关系：
G ∆=－2.308×8.31×298×lg3.20=－2 880(J/mol)
即－2.88kJ/mol 故答案：（1）顺式：0.238, 反式：0.762. （2）G ∆=－2.88kJ/mol 。

注：求算G ∆时，切不可丢掉“负号”，在进行有关焓（H ）、熵（S ）、自由能（G ）等的计算中，△H 、△S 、△G 均为生成物与反应物的相关物理量之差。

题目中已指出“2－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CaCO 3(s)=CaO(s)＋CO 2(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，必须,H T S
H T S
∆∆>∆>
∆故时反应自发进行，从而求
得自发进行时的最低温度。

CaCO 3(g)=CaO(s)＋CO 2(g); △H 298=179.0kJ/mol
298298298298298298298
-1
130.8kJ/mol 179.0kJ/mol 130.8kJ/mol 2980.161kJ/mol K G G H T S H G G T K ∆=∆=∆-∆∆-∆-∆==
= 欲使反应自发进行，必须,H T S
H T S
∆∆>∆>
∆故时反应自发进行。

179kJ/mol
1111.80.161kJ/mol
H K S
∆=
=∆
故反应自发进行的最低温度是1111.8K 。

第四节 综合解题
1、PbCO 3（存在于白铅矿中）和ZnO （白锌）常用来做白色涂料。

H 2S 可将这些化合物变成相应的硫化物。

（1）写出反应方程式。

（2）根据热力学讨论，若空气中H 2S 的浓度为0.007mg ·m －3
,使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 的情况，为使白色恢复，用H 2O 2处理使生成PbSO 4。

根据热力学原理，简单地暴露于空气能否达到同样的效果？
25℃、1 atm 下空气的平均组成（按体积百分数）为：N 2︰77.90 O 2︰20.70 CO 2︰0.026 H 2︰0.40 其他气体：1.03
各物质的f (kJ/mol)G ∆是：
PbCO 3(s)︰－626.0 H 2S(g)︰－33.0 PbS(s)︰－92.6 ZnO(s)︰－318.0 ZnS(s)︰－184.8 CO 2(g)︰－394.2 H 2O(g)︰－228.5 PbSO 4(s)︰－811.0 解析：
（1）①PbCO 3(s)＋H 2S(g)=PbS ↓(s)＋H 2O(g)＋CO 2(g) ②ZnO(s)＋H 2S(g)=ZnS(s)＋H 2O(g) （2）反应①的1:G ∆
222
31f,pbs(s)f,CO
(g)
f,H
O(g)
f,H S(g)f,PbCO
(s)
12212(394.2)(228.5)(92.6)(33.0)(626.0)56.3(kJ mol )(CO )(H O)
1n
(H S)
G G G G G G p p G G
RT p -∆=∆+∆+∆-∆-∆=-+-+-----=-∆=∆+
0.007mg ·m －3
H 2S 所占的体积比为：
920.0072980.007298
0.02240.0224 5.0101000(H S)273100034.08273
M -⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯
所以p (H 2S)=5.0×10－9
atm
194110.0260.4056.310008.314298ln
5.010*******.3110(J mol )41.3(KJ mol )0
G ---⨯∆=-⨯+⨯⨯⨯⨯=-⨯=-<则
所以PbCO 3白涂料会发黑，即不妥当。

同理，反应②的2G ∆=－62.3kJ ·mol －1
, 2G ∆=－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）PbCO 3涂料不合适。

（4）PbS(s)＋2O 2(g)=PbSO 4(s)
4f,PbS(s)f,PbSO
(s)
1
811.0(92.6)
718.4(KJ mol )G
G G -∆=∆-∆=---=-
212218.314298
ln
718.4ln 0.2070718.5kJ mol 01000
(O )
G G
RT p --⨯∆=∆+=-+
=-<
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： ①C 4H 10→(CH 3)2C=CH 2＋H 2 ②C 2H 4＋Cl 2→CH 2ClCH 2Cl
③4231CH +
O CH OH 2
→
（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）说明上述反应的熵变是正的还是负的。

（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H
D D ∆=-∑∑反应物生成物
1C-H C-C C-C C=C C-H H-H
C-H C-C C=C H-H
12C-H C=C Cl-Cl C-H C-C C-Cl
C=H Cl-Cl C-C C-Cl
1032822378.90277.16472.69436.18126.09(kJ mol )42422472.69121.02227.162293.H D D D D D D D D D D H D D D D D D D D D D -∆=+----=+--=⨯+--=∆=++---=+--=+--⨯13C-H O=O C-O O-H
108269.61(kJ mol )1
21
378.90247.38322.80431.24
2
251.45(kJ mol )
H D D D D --=-∆=+--=+⨯--=-
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△n g =1，所以是熵增大的反应。

反应②的△n g =－1，所以是熵减小的反应。

反应③的△n g =－1，所以是熵减小的反应。

（3）对反应①，因△n g =1，所以压力增大，有利于反应逆向移动。

对反应②，因△n g =－1，所以压力增大，有利于反应正向移动。

对反应③，因△n g =－1，所以压力增大，有利于反应正向移动。

3、多硫化钠Na 2S x （x ≥2）在结构上与Na 2O 2、FeS 2、CaC 2等有相似之处。

Na 2S x 在碱性溶液中可被NaClO 氧化为Na 2SO 4，而NaClO 被还原为NaCl ，反应中Na 2S x 与NaClO 的物质的量之比为1︰16，则x 的值是（ ）
A ．5
B ．4
C ．3
D ．2
解析：ClO －变成Cl －，需得到2e －
，则 ClO －＋H 2O ＋2e －=Cl －＋2OH －
而2S x -需失去(x －2)×6e －
＋2×7e －
=(6x ＋2) e －
，这个结果可这们理解，2S x -中2个S
的化合价为－1价，由－1价变成24SO -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24SO -的＋6价需失去6e －
，因此1个2S x -共需失去(6x ＋2)
e －
，反应式为：2S x -＋8x OH －－(6x ＋2) e －=24SO x -＋4x H 2O
由这两个电极反应式及1︰16，可得到以下关系式：
2︰(6x ＋2)=1︰16 得x =5 所以，本题答案为A 。

4、反应NO ＋O 2＋NO 2＋H 2O →HNO 3（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，参加反应的各物质计量数之比为（ ）
A ．4、9、24、14、28
B ．1、1、1、1、2
C ．8、9、12、10、20
D ．任意比均可
解析：由于题中氧化还原是有条件的，就必须按条件特殊处理，不能按常规配平。

常规配平：
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，具体如下：
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射线衍射证实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Cl2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H3PO4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O、S、P、H四种，O、P和S都不可Cu2O、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H2。

所以A是CuH。

具体解答如下：
（1）CuH
（2）4CuSO4－3H3PO2＋6H2O=4CuH↓＋3H3PO4＋4H2SO4
（3）2CuH＋3Cl2=2CuCl2＋2HCl
（4）CuH＋HCl=CuCl＋H2↑或CuH＋2HCl=HCuCl2＋H2↑或CuH＋3HCl=H2CuCl3＋H2↑
[若盐酸浓度不够，Cu(I)会发生歧化反应；若在较浓的盐酸中，Cl－是配位体，可形成酸配位酸]
6、长期以来一直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）成功地合成了次氟酸后，这种论点被强烈地动摇了。

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：
试计算次氟酸的生成热（即从单质生成1mol 该酸反应的热效应）。

（3）为什么次氟酸不稳定？试预测它分解的可能途径，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（对于高锰酸盐），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 1mol F 2与 1mol 水作用时，除生成1 mol HOF 外，还剩1 mol 氟原子和1 mol 氢原子，因此还有另一产物为HF ，所以反应方程式为F 2＋H 2O=HF ＋HOF ，HOF 为共价化合物，只有两个未成对电子，故氧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HOCl 酸相似，其中氟的氧化数是否与次氯酸中Cl 的氧化数一样，显＋1价呢？因氟的电负性比氧大，吸引电子能力比氧强，它们之间的共用电子对偏向氟，而不偏向氧，所以氟显－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，其吸电子能力强于氢，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：
101
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：
222ri(B 、)ri(B 、)ri(B 、)1111
O H F HOF 222
1
(432494155)(424220)2
103.5(kJ mol )
E E E H
-++=∆=-==++-+=-∑∑∑反应物生成物
（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O 2和氟化氢：2HOF=2HF ＋O 2，反应物热效应同样可由键能值求得。

12(424220)(2566494)338(kJ mol )H
-∆=+-⨯+=-
（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升高，也可降低。

氟不可能形成此合物，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－2价的氧形成了－1价的中间价态产物为常
见的H 2O 2，故分解产物是过氧化氢；反应方程式为：HOF ＋H 2O=HF ＋H 2O 2，2I －＋H 2O 2＋2H +
=I 2＋2H 2O ，5H 2O 2＋42MnO -＋6H +
=2Mn 2+
＋5O 2↑＋8H 2O
（1）结构式为HOF ，各元素的氧化数为101
H O F +---，反应方程式为F 2＋H 2O=HF ＋HOF 。

（2）222111
H O F HOF ；103.5(kJ mol)。

222
H
++=∆=-
（3）不稳定的原因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 ＋O 2，1103.5(kJ mol )H
-∆=-
（4）分解产物为H 2O 2，反应式见上解析（4）
7、为实现2000年消除碘缺乏病的目标，国家卫生部规定食盐必须加碘，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KI ，另一家含KIO 3。

（1）中产生紫色蒸气（I 2），
说明3IO -将I －
氧化。

故答案如下：
（1）反应的离子方程式为：
3IO -
＋5I －＋6CH 3COOH →3I 2＋6CH 3COO －＋3H 2O
（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0而KIO 3不被空气氧化。

反应的离子方程式为：4I －＋O 2＋2H 2O=2I 2＋4OH －。

第二章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构和核外电子排布
1、下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？
（1）s 电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p 电子是走∞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3f 四条轨道。

解析：本题是涉及电子云及量子数的概念题。

必须从基本概念出发判断正误。

（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∞形。

（2）不正确。

因为n =1、l =0、m =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n =3时，l 只能取0、1、2，所以没有3f 。

另外3s 、3p 、3d 的电子云形状不同，3p 还有m =0、±1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d 有m =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。

试根据电子填入轨道的顺序预测：
（1）第8周期只有____________种元素。

（2）原子核外出现第一个6f 电子的元素的电子序数是_______/
（3）根据“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。

试推测第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知识。

（1）根据电子的填充特点：(n －3)g (n －2)f (n －1)d n s n p ，可知在第8周期中，含有s 、p 、d 、f 、g ，其填充的元素种数为：1×2＋3×2＋5×2＋7×2＋9×2=50（种）。

解答此问时还可以根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。

综上归纳，当n 为偶数时，每一能级最多可容纳22(1)2
n +个电子，化简即得n 周期
2(2)2n +种元素：当n 为奇数时，每一个能级组最多可容纳21
2(1)2n -+个电子，化简即得n 周期2(1)2
n +种元素。

这样不难推出第8周期所能容纳的电子数为50种元素。

（2）根据（1）的分析，第一个出现6f 的元素应该是第8周期IIIB 族，应该为类锕系
元素，其价电子构型为6f 17d 18s 2。

因此它的原子序数为139。

（3）114号元素可以氦为基准。

根据每一周期的元素种数，得知该元素应该在第七周期，而位于第七周期的稀有元素的原子序数应该为118号，然后逐步往元素周期表的前面推，
正好推到IV A 族，因此它的价电子构型为7s 27p 2。

3、假定某个星球上的元素服从下面的量子数限制。

n =1、2、3…；l =0、1、2……；m =±1；m s =＋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：根据量子数的限制，每周期只能有（2n －1）个元素（可以n =2为例排一下，特
别注意m =±1与m s =＋1/2这两条限制，看是否只排出3种元素），最后一种元素的序数为n 2。

这样，可得如下周期表形式：
2 3 4
5 6 7 8 9 10
11
12
13
14
15
16
满壳层为惰性元素，即1、4、9、16号元素。

4、（1）欧洲核子研究中心于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 －离子的化合物。

试画出Na －
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实验证实其
中除少量42NH NH +-
与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）反物质的研究是现代科学研究的一个前沿。

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－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 利用穴醚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1s 22s 22p 63s 2。

（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49Pb -。

电解质的化学式为Na 4Pb 9。

第二节 元素周期律与元素周期表
1、A 元素的核外电子排布是4s 2
4p 2
，则下列说法中正确的是（ ）
A ．A 常温下可与氧气化合为AO 2
B ．A 可与浓HNO 3反应
C ．A 单质有很强的金属性
D ．A 的氯化物Acl 4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知识。

首先判断出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4s 24p 2
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容易发生水解，如铅盐、。