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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座:第5讲《分子结构》

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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座

第5讲分子结构

【竞赛要求】

路易斯结构式(电子式)。价层电子对互斥模型对简单分子(包括离子)几何构型的预测。杂化轨道理论对简单分子(包括离子)几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和π键。离域π键。共轭(离域)的一般概念。等电子体的一般概念。分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的解释。一维箱中粒子能级。超分子基本概念。

【知识梳理】

一、路易斯理论

1、路易斯理论

1916年,美国的Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势(八隅律),求得本身的稳定。而达到这种结构,并非通过电子转移形成离子键来完成,而是通过共用电子对来实现。

通过共用一对电子,每个H均成为He 的电子构型,形成共价键。

2、路易斯结构式

分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子,又称孤对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。如:

H∶H 或H—H ∶N≡N∶O=C=O C2H2(H—C≡C—H)

有些分子可以写出几个式子(都满足8电子结构),如HOCN,可以写出如下三个式子:

哪一个更合理?可根据结构式中各原子的“形式电荷”进行判断:

q = n v-n L-n b

式中,q为n v为价电子数n L为孤对电子数n b为成键电子数。

判断原则:q越接近于零,越稳定。

所以,稳定性Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ

Lewis 的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型,解释了△X 比较小的元素之间原子的成键事实。但Lewis 没有说明这种键的实质,适应性不强。在解释BCl 3, PCl 5 等未达到稀有气体结构的分子时,遇到困难。

二、价键理论

1927年,Heitler 和 London 用量子力学处理氢气分子H 2,解决了两个氢原子之间化学键的本质问题,并将对 H 2 的处理结果推广到其它分子中,形成了以量子力学为基础的价键理论(V. B. 法)

1、共价键的形成

A 、

B 两原子各有一个成单电子,当 A 、B 相互接近时,两电子以自旋相反的方式结成

电子对,即两个电子所在的原子轨道能相互重叠,则体系能量降低,形成化学键,亦即一对电子则形成一个共价键。

形成的共价键越多,则体系能量越低,形成的分子越稳定。因此,各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。

例如:H 2 中,可形成一个共价键;HCl 分子中,也形成一个共价键。N 2 分子怎样呢? 已知N 原子的电子结构为:2s 22p 3

每个N 原子有三个单电子,所以形成 N 2 分子时,N 与N 原子之间可形成三个共价键。写成:

形成CO 分子时,与 N 2 相仿,同样用了三对电子,形成三个共价键。不同之处是,其中一对电子在形成共价键时具有特殊性。即C 和 O 各出一个 2p 轨道重叠,而其中的电子是由

O 单独提供的。这样的共价键称为共价配位键。于是,CO 可表示成:

配位键形成条件:一种原子中有孤对电子,而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。在配位化合物中,经常见到配位键。

2、共价键的特征——饱和性、方向性

饱和性:几个未成对电子(包括原有的和激发而生成的),最多形成几个共价键。例如:O 有两个单电子,H 有一个单电子,所以结合成水分子,只能形成2个共价键;C 最多能与H 形成4个共价键。

:N N :

:C O :

方向性:各原子轨道在空间分布是固定的,为了满足轨道的最大重叠,原子间成共价键时,当然要具有方向性。如: HCl

Cl的3p

z

和H的1s轨道重叠,要沿着z轴重叠,从而保证最大重叠,而且不改变原有的对称性。再如:Cl2分子,也要保持对称性和最大重叠

3、共价键键型

成键的两个原子间的连线称为键轴。按成键与键轴之间的关系,共价键的键型主要为两种:

(1)键

键特点:将成键轨道,沿着键轴旋转任意角度,图形及符号均保持不变。即键轨道对键轴呈圆柱型对称,或键轴是n重轴。

(2)键

键特点:成键轨道围绕键轴旋转180°时,图形重合,但符号相反。如:两个2 p

z

沿z 轴方向重叠:

YOZ 平面是成键轨道的节面,通过键轴。则键的对称性为:通过键轴的节面呈现反对称(图形相同,符号相反)。为“肩并肩”重叠。

N2分子中:两个原子沿z轴成键时,p

z 与p

z

“头碰头”形成键,此时,

p

x 和p

x

,p

y

和p

y

以“肩并肩”重叠,形成键。1个键,2个键。

4、共价键的键参数

(1)键能

AB(g) = A(g) + B(g) △H = E AB = D AB

对于双原子分子,解离能D AB等于键能E AB,但对于多原子分子,则要注意解离能与键能的区别与联系,如NH3:

NH3(g) = H(g) +NH2(g) D1 = 435.1 kJ·mol-1

NH2(g) = H(g) +NH(g) D2 = 397.5 kJ·mol-1

NH(g) = H(g) +N(g) D3 = 338.9 kJ·mol-1

=(D1+D2+D3)/ 3 =390.5 kJ·mol-1。另外,E可以表示键三个D值不同,而且:E

N

H

的强度,E越大,则键越强。

(2)键长

分子中成键两原子之间的距离,叫键长。一般键长越小,键越强。例如:

表5-1 几种碳碳键的键长和键能

键长/pm 键能/ kJ·mol-1

C—C 154 345.6

C==C 133 602.0

120 835.1

另外,相同的键,在不同化合物中,键长和键能不相等。例如:CH3OH中和C2H6中均有C—H键,而它们的键长和键能不同。

(3)键角

是分子中键与键之间的夹角(在多原子分子中才涉及键角)。如:H2S 分子,H—S—H 的键角为92°,决定了H2S 分子的构型为“V”字形;又如:CO2中,O—C—O的键角为180°,则CO2分子为直线形。

因而,键角是决定分子几何构型的重要因素。

(4)键的极性

极性分子的电场力以偶极矩表示。偶极矩μ=g(静电单位)×d(距离,cm)即德拜(D)

三、杂化轨道理论

杂化:成键过程是由若干个能量相近的轨道经叠加、混合、重新调整电子云空间伸展方向,分配能量形成新的杂化轨道过程。

1、理论要点:

①成键原子中几个能量相近的轨道杂化成新的杂化轨道;

②参加杂化的原子轨道数= 杂化后的杂化轨道数。总能量不变;

③杂化时轨道上的成对电子被激发到空轨道上成为单电子,需要的能量可以由成键时释放的能量补偿。

2、杂化轨道的种类

(1)按参加杂化的轨道分类

s-p型:sp杂化、sp2杂化和sp3杂化

s-p-d型:sp3d杂化、sp3d2杂化

(2)按杂化轨道能量是否一致分类

等性杂化,如C 的sp3杂化:

4 个sp3杂化轨道能量一致。

形成3个能量相等的sp2杂化轨道,属于等性杂化。

判断是否是等性杂化,要看各条杂化轨道的能量是否相等,不看未参加杂化的轨道的能量。

3、各种杂化轨道在空间的几何分布

杂化类型sp3sp2sp sp3d或dsp3sp3d2或d2sp3

立体构型正四面体正三角形直线形三角双锥体正八面体

4、用杂化轨道理论解释构型

(1)sp杂化

BeCl2分子,直线形,用杂化轨道理论分析其成键情况,说明直线形的原因。Be:1s22s22p0 sp杂化:

2 条sp杂化轨道是直线形分布,分别与2 个Cl 的3p轨道成键,故分子为直线形。

sp杂化,sp-1s,sp-sp均为键。C中未杂化的p

y 与另一C中未杂化的p

y

沿纸面方向形

成π键;而p

z 与p

z

沿与纸面垂直的方向形成π键。

二氧化碳,直线形,C发生sp杂化,C 与O 之间sp-2p x两个键,所以,O—C—O 成

直线形。

C中未杂化的p y与两侧O 的两个p y沿纸面方向成大π键,C 中未杂化的p z与两侧O 的

p z沿垂直于纸面的方向成π键,故CO2中,C、O之间有离域π键(两个∏4

3

大π键)。

(2)sp2杂化

BCl3平面三角形构型,B的3 个sp2杂化轨道呈三角形分布,分别与 3 个Cl 的3p成σ键,分子构型为三角形。属于sp2杂化。

乙烯C发生sp2杂化,sp2杂化轨道与sp2杂化轨道形成1个C–C σ键,sp2杂化轨道与H的1s轨道形成4个C–H σ键;未杂化的p轨道之间形成π键,故分子中有碳碳双键存在。

(3)sp3杂化

甲烷C发生sp3杂化,4个轨道呈正四面体分布,4个sp3杂化轨道分别与4个H的1s 轨道形成σ键,因没有未杂化的电子(轨道),故CH4分子中无双键。

(4)s-p-d杂化

PCl5三角双锥,P:1s22s22p63s23p33d 0

5个sp3d杂化轨道呈三角双锥形分布,分别与5 个Cl 的3p成σ键。空间图形为:

(5)不等性杂化

H2O O发生sp3不等性杂化:

两个含单电子的sp3杂化轨道与2个H的1s轨道形成σ键,含孤电子对的两个sp3杂化轨道不成键,故水呈V形结构。水分子中的O–H键的夹角本应为109°28’,但由于孤电子对的斥力,键角变小,为104°45’。

NH3N发生sp3不等性杂化:

单电子占据的sp 3杂化轨道分别与 H 的1s 成σ键,孤对电子占据的sp 3单独占据四面体的一个顶角。由于孤对电子的影响,H —N —H 键的键角小于109°28′,为107°18′。

在等性杂化中由分子构型(与电子对构型一致)可以直接看出杂化方式。但在不等性杂化中,分子结构当然与杂化方式有关,但要知道孤电子对数,方可确定分子构型。关键是电子对构型可以直接标志杂化方式,故电子对构型非常重要。不等性杂化与配体数小于对数是对应的。有未参加杂化的电子,一般形成π键或大π键。

四、价层电子对互斥理论(Valance Shell Electron Pair Repulsion Theory )简称VSEPR 适用AD m 型分子

1、理论要点:

①AD m 型分子的空间构型总是采取A 的价层电子对相互斥力最小的那种几何构型; ②分子构型与价层电子对数有关(包括成键电子对和孤电子对); ③分子中若有重键(双、叁键)均视为一个电子对; ④电子对的斥力顺序:

孤对电子对与孤对电子对间斥力>孤对与键对间>键对与键对间; 键对电子对间斥力顺序

叁键与叁键>叁数与双键>双键与双键>双键与单键>单与单键。

2、判断共价分子构型的一般规则——经验总结 第一步:计算中心原子的价层电子对数=

2

1

(中心离子电子数+配对原子提供电子总数) 注意:①氧族元素的氧做中心时:价电子数为 6, 如 H 2O ,H 2S ;做配体时:提供电子数为 0,如在 CO 2中。

②处理离子体系时,要加减离子价。如PO -34 5+(0×4)+3 = 8;NH +

4 5+(1×4)-1 =

8。

③结果为单电子时视作有一个电子对。

例:IF 5 价层电子对数为

21

[7+(5×1)] = 6对 正八面体(初步判断) N H +4

价层电子对数为21

[5+(4×1)-1] = 4对 正四面体 PO -

34

价层电子对数为2

1[5+(0×4)+3] = 4对 正四面体

NO 2 价层电子对数为

2

1

[5+0] = 2.5?→?

3对 平面三角形 第二步:计算中心原子的孤对电子对数

Lp =

2

1

(中心离子价层电子数—几个配位原子的未成对电子数) IF 5 Lp =21

[7-(5×1)] = 1 构型由八面体?→?

四方锥 NH +4

Lp =21

[(5-1)-(4×1)] = 0 正四面体 PO -

34 Lp =

21[(5+3)-(4×2)] = 0 正四面体 SO -

24

Lp =21[(6+2)-(4×2)] = 0 正四面体 NO 2 Lp =21[5-(2×2)] =

21

?→? 1 构型由三角形?→?V 形 SO -

23 Lp =2

1[(6+2)-(3×2)] = 1 构型由四面体?→?

三角锥 表5-2 价层电子对数与分子空间构型

杂化

类型

键对电

子对数

孤对电

子对数

分子

类型

分子空

间构型 实例

2 sp 2 O AB 2 直线形 BeCl 2,CO 2,HgCl 2 3

sp 2

3 O AB 3 平面三角 BF 3,BCl 3,SO 3,CO 32 ̄,NO 3 ̄

2 1 AB 2 V 形 SO 2,SnCl 2,NO 2 ̄

4

sp 3

4

O AB 4 正四面体 CH 4,CHCl 3,CCl 4,NH 4+,SO 42 ̄,PO 43 ̄

3 1 AB 3 三角锥 NH 3,NF 3,SO 32 ̄ 2 2 AB 2 V 形 H 2O ,SCl 2,ClO 2 ̄ 5 sp 3

d

5

O AB 5 双三角锥 PCl 5,AsF 5 4 1 AB 4 变形四面体

TeCl 4,SF 4 3 2 AB 3 T 形 ClF 3 2 3 AB 2 直线形 XeF 2,I 3 ̄ 6

sp 3d 2

6

0 AB 6 正八面体 SF 6,[SiF 6]2 ̄ 5 1 AB 5 四方锥 IF 5,[SbF 5]2 ̄

4

2

AB 4

平面四方形

XeF 4

价层电子对互斥理论局限性:①对于复杂的多元化合物无法处理;②无法说明键的形成原理和键的相对稳定性。

五、离域π键(大π键)

1、定义:在多原子分子中如有相互平行的p 轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,

p电子在多个原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,

或大π键。以∏m

n

表示。n为参与大π键的原子数,m为大π键的电子数。

∏m

n 中m = n时,称正常离域π键,如苯分子中含∏6

6

;m>n时形成多电子离域π键,

如苯胺分子中含∏8

7;m<n时,缺电子离域大π键,如乙硼烷分子中含∏2

3

2、形成大π键的条件

①这些原子都在同一平面上;②这些原子有相互平行的p轨道;③p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。

3、化合物分子中的离域π键

(1)苯C6H6分子中,每个C原子均采用sp2杂化,在生成的3个sp2杂化轨道中,2个与相邻的C原子形成sp2-sp2 C—Cσ键,生成C的六元环,还有1个sp2杂化轨道与H原子的s轨道生成sp2—s C—H σ键,C、H原子都在同一平面上,每个C原子上未杂化的p轨道与分子平面垂直相互重叠,形成一个大π键,记作∏6

6

(2)在CO-2

3

离子中,中心C原子用sp2杂化轨道与3个O原子结合,四个原子在同一

平面上,C的另一个p轨道与分子平面垂直,其余三个O原子也各有一个与分子平面垂直的p

轨道,这四个互相平行的p轨道上共有四个p电子,再加上CO-2

3

离子中的两个离子电荷共有6个电子,生成的大π键记为∏64。

(3)CO2分子中,C原子用sp杂化轨道与两个氧原子结合,剩下的p y和p z轨道分别与

两个氧原子的p y和p z轨道形成两个包含三个原子、四个电子的大π键,记作∏y4

3和∏z4

3

其他化合物的分子中,有许多也含有大π键,如O3分子中含∏4

3,ClO2分子中含∏5

3

NO-

3、SO3、BF3中都含∏6

4

。还有一些化合物分子中存在多个大π键,如BeCl2和NO+

2

都含二个∏4

3,乙硼烷B2H6分子中含二个∏2

3

六、等电子原理—经验总结

早在1919年,人们在研究一些双原子分子时,发现结构相同的分子具有许多相似的物理性质,如CO和N2分子具有14个电子(10个价电子),它们的物理性质比较见下表:

表5-3 CO和N2的物理性质

相对分子质量熔点/℃沸点/℃T临界/ ℃

P临界/

1.01×10Pa

V临界/

mL·mol-1

ρ/g·L-1

CO 28 -199 -191.5 -140 34.5 93 1.250 N228 -209.0 -195.8 -46.8 33.5 90 1.251

我们把像CO和N2分子这种结构相同、物理性质相似的现象称做等电子原理。这种物质如CO 和N2互称为等电子体,在等电子体的分子轨道中,电子排布和成键情况是相似的。等电子体的结构虽相同,但物理性质不一定相似,根据等电子原理,我们可以根据已知一些分子结构推测出另一些与它等电子的分子空间构型,如已知O3(18电子)为角形结构,分子中含有一

个∏4

3,中间的O与相邻两个O以σ键连结,可以推知与它互为等电子体的SO2、NO-

2

也应

是角形,分子中存在∏4

3的大π键;如前所知CO-2

3

(24电子)为平面三角形结构,有一个∏

6 4,可以推知等电子体的NO-

3

、BO-3

3

、BF3,SO3也应是平面三角形结构,且都存在一个∏6

4

的大π键。

七、分子轨道理论

1、理论要点

(1)分子轨道由原子轨道线性组合而成

分子轨道的数目与参与组合的原子轨道数目相等。H2中的两个H 有两个1s,可组合成两个分子轨道。

两个s轨道只能“头对头”组合成σ分子轨道,MO和*MO,能量总和与原来AO(2个)总和相等,σ*的能量比AO低,称为成键轨道,σ比AO高,称为反键轨道。成键轨道在核间无节面,反键轨道有节面。

当原子沿x轴接近时,p x与p x头对头组合成σP x和σP*x,同时p y和p y,p z和p z分别肩并肩组合成π*p y , πp y和π*p z , πp z分子轨道,π轨道有通过两核连线的节面,σ轨道没有。

(2)线性组合三原则

①对称性一致原则

对核间连线呈相同的对称性的轨道可组合,除上述讲的s-s,p-p之外,还有:

若s和p x沿y 轴接近,对称不一致,不能组成分子轨道

②能量相近原则

H 1s–1312 kJ·mol-1Na 3s– 496 kJ·mol-1

Cl 3p–1251 kJ·mol-1

O 2p–1314 kJ·mol-1(以上数据按I1值估算)

左面 3 个轨道能量相近,彼此间均可组合,形成分子,Na 3s比左面3 个轨道能量高许多,不能组合(不形成共价键,只为离子键)。

③最大重叠原理

在对称性一致、能量相近的基础上,原子轨道重叠越大,越易形成分子轨道,或说共价键越强。

(3)分子轨道能级图

分子轨道的能量与组成它的原子轨道能量相关,能量由低到高组成分子轨道能级图。

(4)分子轨道中的电子排布

分子中的所有电子属于整个的分子,在分子轨道中依能量由低到高的次序排布,同样遵循能量最低原理,保里原理和洪特规则。

3、同核双原子分子

(1)分子轨道能级图

A图适用于O2,F2分子,B图适用于N2,B2,C2等分子。

对于N,B,C原子,2s和2p轨道间能量差小,相互间排斥作用大,形成分子轨道后,σ2s和σ2Px之间的排斥也大,结果,出现B图中σ2Px的能级反比π2Py,π2Pz的能级高的现象。

(2)电子在分子轨道中的排布

电子只填充在成键轨道中,能量比在原子轨道中低。这个能量差,就是分子轨道理论中化学键的本质。可用键级表示分子中键的个数:

键级=(成键电子数-反键电子数)/ 2

H2分子中,键级= (2 – 0)/ 2 = 1,单键。

由于填充满了一对成键轨道和反键轨道,故分子的能量与原子单独存在时能量相等。故He2不存在,键级为零,He之间无化学键。

He2+的存在用价键理论不好解释,无两个单电子的成对问题。但用分子轨道理论则认为有半键。这是分子轨道理论较现代价键理论的成功之处。

(3)分子磁学性质

电子自旋产生磁场,分子中有不成对电子时,各单电子平行自旋,磁场加强。这时物质呈顺磁性。若分子中无成单电子时,电子自旋磁场抵消,物质显抗磁性(逆磁性或反磁性)。

实验表明,单质O2是顺磁性的。用分子轨道理论解释,见O2的分子轨道图和分子轨道式:(σ1s)2(σ*2s)2(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p z)2(π2p x)2 (π2p y)2(π*2p x)1 (π*2p y)1其中:(π*2p x)1 (π*2p y)1,各有一个单电子,故显顺磁性。

按路易斯理论,氧气分子电子构型为:

用路易斯理论,不能解释氧气分子无单电子。用现代价键理论也解释不通,p x –p x成σ键,p y –p y成π键,单电子全部成对,形成共价键,无单电子。

分子轨道理论在解释O2的磁性上非常成功。同理可推出N2是抗磁性的。

4、异核双原子分子

CO为异核双原子,CO与N2是等电子体,其分子轨道能级图与N2相似:

值得注意的是C和O相应的AO能量并不相等(同类轨道,Z大的能量低)。分子轨道式:[Be2] (σ2px)2(π2py)2(π2pz)2;键级=(6-0)/ 2 = 3,分子中含三键(一个σ键,两个π键)无单电子,显抗磁性。

说明:无对应的(能量相近,对称性匹配)的原子轨道直接形成的分子轨道称非键轨道。非键轨道是分子轨道,不再属于提供的原子。如:H 的1s与F的1s,2s能量差大,不能形成有效分子轨道。所以F 的1s,2s仍保持原子轨道的能量,对HF 的形成不起作用,称非键轨道,分别为1σ和2σ。

当H 和F 沿x 轴接近时,H的1s和F 的2p x对称性相同,能量相近(F 的I1比H 的I1大,故能量高),组成一对分子轨道3σ和4σ(反键),而2p y和2p z由于对称性不符合,也形成非键轨道,即1π和2 π。

【典型例题】

例1、写出POCl3的路易斯结构式。

分析:应当明确在POCl3里,P是中心原子。一般而言,配位的氧和氯应当满足八偶律。

氧是二价元素,因此,氧原子和磷原子之间的键是双键,氯是1价元素,因此,氯原子和磷原子之间的键是单键。然而使配位原子满足八偶律,即画出它们的孤对电子。

解:

Cl

O==p—Cl

Cl

例2、给出POCl3的立体构型。

分析:应用VSEPR模型,先明确中心原子是磷,然后计算中心原子的孤对电子数:

n = 5 -2 -3 ×1 = 0

所以,POCl3属于AX4E0 = AY4型。

AY4型的理性模型是正四面体。

由于氧和磷的键是双键,氯和磷的键是单键,所以∠POCl>109°28’,而∠ClPCl<109°28’。

解:POCl3,呈三维的四面体构型,而且,∠POCl>109°28’,而∠ClPCl<109°28’。

例3、给出POCl3的中心原子的杂化类型。

分析:先根据VSEPR模型确定,POCl3属于AY4型(注意:不能只考虑磷原子周围有四个配位原子,杂化类型的确定必须把中心原子的孤对电子考虑在内。本题恰好AX n+ m = AY n (m = 0),如果不写解题经过,可能不会发现未考虑孤对电子的错误。)

AY4的VSEPR模型是正四面体。因此,POCl3属于三维的不正的四面体构型。

解:POCl3是四配位的分子,中心原子上没有孤对电子,所以磷原子取sp3杂化类型,但由于配位原子有两种,是不等性杂化(∠POCl>109°28’,而∠ClPCl<109°28’)。

例4、BF3分子有没有p–p大π键?

分析:先根据VSEPR模型确定BF3分子是立体构型。然后根据立体构型确定BF3分子的B原子的杂化轨道类型。再画出BF3分子里的所有轨道的图形,确定有没有平行的p轨道。最后统计BF3分子里的价电子总数,用价电子总数减去σ键的电子和孤对电子的电子数,剩下的就是在平行p轨道中有几个电子。

解:BF3分子的B原子取sp2杂化轨道,并用它跟F原子形成3个σ键,分子的所有原子处在同一个平面上,B原子有一个2p轨道没有参加杂化,这个轨道是和分子平面垂直的。F 原子有7个电子,分居于2s轨道和2p轨道,其中的一个p轨道和B原子的sp2杂化轨道形成σ键,另外3个轨道是2s,两个2p轨道。这2个p轨道中,只可能有一个轨道取垂直于分子平面的方向。这时,另一个p轨道就位于分子平面,而且,3个F原子的这3个位于分子平面上的p轨道是不平行的。它们和F的2s轨道都是孤对电子的轨道。

BF3分子里的价电子总数为3 + 3 ×7 = 24。24 -3 ×2(3个σ键)-4 ×3(每个

F原子有2对孤对电子)= 6。所以,BF3分子里有∏6

4

型大π键。

例5、以下分子哪些属于等电子体?

BF3、CO-2

3、BF-

4

、PO-3

4

分析:一般而言,等电子体具有相同的通式和相等的价电子总数。等电子体具有相同的电子结构和空间结构。

解:BF3和CO-2

3

的价电子总数都是24,而且都有AX3的通式,因此,它们是等电子体。

他们的中心原子都取sp2杂化轨道,它们都是一个∏6

4

型大π键。BF-4和PO-34尽管有相同的空间构型、相同的sp3杂化中心原子,但是它们不是等电子体,因此,它们的电子结构是不同

的。BF-

4里只有σ键,而PO-3

4

里除了有σ键外,还有d—p大π键。

例6、BF3的几何构型为平面正三角形,而NF3却是三角锥形,试用杂化轨道理论加以说明。

分析:用sp2杂化轨道、sp3杂化轨道的空间构型及等性杂化和不等性杂化轨道加以说明。

解:在BF3中B原子以三个sp2杂化轨道分别与三个F原子的2P轨道形成3个sp2 –pσ键,B原子的三个sp2杂化轨道是等性杂化轨道,其空间构型为平面正三角形,所以BF3的几何构型亦为正三角形。

而在NF3中,N原子形成4个sp3杂化轨道,其中有一个杂化轨道已排布2个电子(孤电子对),能量稍低,另外3个杂化轨道仅排1个电子,能量稍高。N原子用这三个能量相等的、各排布有1个电子的sp3杂化轨道分别与3个F原子的2p轨道形成3个sp3 –pσ键。由于孤电子对对成键电子对的排斥作用,致使sp3 –pσ键间的夹角小于109 28’(实为102.5 )NF3分子的几何构型为三角锥形。

例7、试用价层电子对互斥理论判断ClF3的分子构型。

分析:Cl原子有7个价电子,3个F原子共提供3个电子,使Cl原子的价电子总数为10,即有5对电子。这5对电子将分别占据一个三角双锥的5个顶角,其中有2个顶角为孤电子对所占据,3个顶角为成键电子对占据,因此配上3个F原子时,共有3种可能的结构,如图所示:

在上述结构中最小角度为90 所以把90 角的排斥列表,对上述三种结构进行分析如下:

ClF3的结构 a b c

90 孤电子对一孤电子对排斥作用数0 1 0

90 孤电子对一成键电子对排斥作用数 6 3 4

90 成键电子对一成键电子对排斥作用数0 2 2

从上表中的对比,可见(a)、(c)中没有90 孤电子对一孤电子对排斥,其中(c)中又有较少的孤电子对一成键电子对排斥,因而结构(c)中静电斥力最小,它是一种比较稳定的结构。

解:ClF3的分子构型为T形结构。

例8、试分别用价键理论和分子轨道理论说明稀有气体不能形成双原子分子的理由。

分析:从稀有气体原子间的电子不能配对成键和它们的键级为零分别加以说明。

解稀有气体外层电子结构为ns2np6(He除外),是稳定的8电子构型,现以Ne为例加以说明。

价键理论认为:

氖的外层电子结构为2s2 2p6,所有电子都已互相成对,当两个Ne原子接近时,不能再相互配对(原子中无未成对电子),所以Ne不能形Ne2分子。

分子轨道理论认为,若能形成Ne2分子,则其分子轨道排布式为:

[KK (σ2s)2(σ*2s)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)2(π*2pz)2(π*2px)2]

其键级=

2反键电子数

成键电子数-

=

28

8-

= 0

所以Ne不能形成双原子分子。

例9、用符合八偶律的路易斯结构式能不能解释氧分子里有未成对电子的客观事实(氧气有顺磁性,实验证明,顺磁性是分子里有未成对电子的宏观表现)。怎样用分子轨道理论来解释氧气的顺磁性?

解:路易斯结构式、VSEPR模型和杂化理论都属于价键理论的范畴,基本出发点都是:化学键里的电子都是成对的。按照价键理论,氧气分子的路易斯结构式是:,其中所有的电子都是成对的,没有未成对电子。因此,价键理论不能解释氧气有顺磁性的客观事实。

氧的分子轨道可按下面的步骤建立:①写出氧原子的占有电子的原子轨道:1s,2s,2s,2p x,2p y,2p z(不必写出各轨道里的电子数,事实上也很难正确判断某些轨道里的电子数(例如2p的3个轨道总共有3个电子,我们不能确定哪个轨道里有2个电子)。如果要研究激发态,还要写出空轨道。②由于氧分子是同种原子形成分子轨道,应当是能量相同的,而且对称匹配的轨道按最大重叠的方向形成分子轨道。1s是内层轨道,不是价层轨道,可以看成非键,即两个原子的各一个1s轨道,共两个1s轨道是非键轨道(可用n表示非键,两个1s非键轨道的能量是相同的,可以不加区分)。2s和2s构成一个σ成键轨道,一个σ*反键轨道(上标*表示反键轨道)。设两个原子是以z轴方向相互靠拢的,则2个原子的各自的2p z构成一个σ成键,一个σ*反键轨道,另外两个2p轨道是双双平行的,可以形成π成键和π*反键轨道。由于2p x和2p y的对称性相同,能量也相同,因此,它们的π成键轨道和π*反键轨道分别都是简并的。

根据量子力学理论的计算结果,得出以上分子轨道的能量的高低的顺序是:σ(1s)σ*(1s)σ(2s)σ*(2s)σ(2p z)π(2p x,2p y)π*(2p x,2p y)σ*(2p z)。

再按各个能级的轨道数,填入氧分子的总共16个电子。电子的填入要符合填入原子轨道相同的规则(能量最低、保里原理、洪特规则)。所以,氧的分子轨道表示式为:σ(1s)2σ*(2s)2σ(2s)2σ*(2s)2σ(2p z)2π(2p x,2p y)4π*(2p x,2p y)2σ*(2p z)。由于在π*反键能级里有2个电子,有两个简并轨道,因此,按照洪特规则,每个轨道里只有一个电子,而且,两个轨道里的单电子的自旋方向相同。这就是说,氧分子里有两个未成对电子,这就解释了氧气的顺磁性。

【知能训练】

1、写出下列几种物质的Lewis结构:

(1)H2O3(火箭燃料)

(2)NaOCl(漂白剂)

(3)C2H6SiCl2(二甲基二氯硅烷,硅橡胶的原料)

2、NCl5能否稳定存在? 并简述理由。

3、利用价层电子对互斥理论判断下列分子和离子的几何构型(总数、对数、电子对构型和分子构型)

AlCl3H2S SO-2

3NH+

4

NO2IF3

4、写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式:

(1)氧原子用sp3杂化轨道形成两个σ键。

(2)氧原子形成一个三电子π键,氧原子形成两个π键。

(3)硼原子用sp3杂化轨道形成三个σ键;硼原子用sp3杂化轨道形成四个σ键。

(4)氮原子形成两个π键;氮原子形成四个σ键。

5、(1)画出NH3和NF3分子的空间构型,并用σ+和σ-表示出键的极性。

(2)比较这两个分子极性大小并说明原因。

6、丁二烯是一个平面形分子,试确定它的成键情况。

7、在地球的电离层中,可能存在下列离子:ArCl+、OF+、NO+、PS+、SCl+。请你预测哪种离子最稳定,哪种离子最不稳定。说明理由。

8、在极性分子中,正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷重心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。试回答以下问题:(1)HCl、CS2、H2S、SO24种分子中μ=0的是;

(2)对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯,3种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是:;

(3)实验测得:μPF3=1.03德拜、μBCl3=0德拜。由此可知,PF3分子是构型,BC13分子是构型。

(4)治癌药Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构,Pt处在四边形中心,NH3和Cl分别处在四边形的4个角上。已知该化合物有两种异构体,棕黄色者μ>0,淡黄色者μ=0。试画出两种异构体的构型图,并比较在水中的溶解度。

构型图:

淡黄色,棕黄色;

在水中溶解度较大的是。

9、填表:

分子或离子NO2 SO3 NH+

4

TeCl4 IF5 中心原子杂化类型

中心原子孤电子对数

分子中σ键数

分子中π键数

分子形状

10、已知NO-

3、CO-2

3

互为等电子体,为什么不包括SiO-2

3

、PO-3

3

11、假设有一个分子只含有H、N、B其,中H︰N︰B=2︰1︰1,它的分子量为80.4,且发现它是非极性分子,抗磁性分子。

(1)此分子有两种可能构型A和B,其中A比B要稳定。请画出它们的结构式,并说明为什么A比B要稳定?

(2)说明A和B分子中化学键的类型;

(3)说明A和B分子为什么是非极性抗磁性分子;

(4)标明A分子中成键骨架原子的形式电荷,并简述理由。

12、请就BF3的有关知识回答下列问题:

(1)几何构型及其成键情况;

(2)分子是否有极性?

(3)如果把BF3与乙醚放在一起,BF3键长从130pm增加到141pm,试问所成新化合物的成键情况及其极性如何?

参考答案:

1.(1)H O O O H(2)Na+[ O Cl ]-(3)H C Si C H

H H

H H

Cl

Cl

2.NCl5不能稳定存在。因为N属于第二周期元素,其可以稳定存在的化合物的最大配位数是4。

3.解题思路:根据价层电子对互斥理论,计算单电子个数,价层电子对数,孤对电子对数,进而判断分子的构型(注意:必须考虑离子的价态!)

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

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。

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 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) 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

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

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。

2014-2017全国高中生化学竞赛(初赛)试题及解析

第28届中国化学奥林匹克初赛试题 第1题(6分)合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下:(1)CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) (2)2CH4(g)+O2(g)→2CO(g)+4H2(g) (3)CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g) 假设反应产生的CO全部转化为CO2,CO2被碱液完全吸收,剩余的H2O通过冷凝干燥除去。进入合成氨反应塔的原料气为纯净的N2和H2。 1-1为使原料气中的N2和H2的体积比为1∶3,推出起始气体中CH4和空气的比例。设空气中O2和N2的体积比为1∶4,所有气体均按理想气体处理。 1-2计算反应(2)的反应热。已知: (4)C(s)+2H2(g)→CH4(g)ΔH4=-74.8kJ mol-1 (5)C(s)+1/2O2(g)→CO(g)ΔH5=-110.5kJ mol-1 第2题(5分)连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。硫同位素交换和核磁共振实验证实,其水溶液中存在亚硫酰自由基负离子。 2-1写出该自由基负离子的结构简式,根据VSEPR理论推测其形状。 2-2连二亚硫酸钠与CF3Br反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。文献报道,反应过程主要包括自由基的产生、转移和湮灭(生成产物)三步,写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。 第3题(6分)2013年,科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构:N8分子晶体。其中,N8分子呈首尾不分的链状结构;按价键理论,氮原子有4种成键方式;除端位以外,其他氮原子采用3种不同类型的杂化轨道。 3-1画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。写出端位之外的N原子的杂化轨道类型。 3-2画出N8分子的构型异构体。

高中化学竞赛用书推荐

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

第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题

第五届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题 ·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。 第1题(13分) 1-1氢化锂铝是有机反应常用的还原剂,过量的氢化锂铝常使用叔丁醇淬灭,写出淬灭过程的反应方程式。 1-2工业上常以黄铜矿为原料制备胆矾。方法为将黄铜矿在一定条件下氧化焙烧,后用水浸取即可得到胆矾。写出该法制备胆矾的反应方程式。 1-3锂金属的液氨溶液与乙炔反应无气体生成,产物均为二元化合物,写出反应的化学方程式。 1-4在农场中,常在潮湿的仓库中放置几片磷化铝片剂用于杀灭害虫。该过程应用了什么化学原理?试用化学术语表达之。 1-5实验室常用氯酸钾在二氧化锰催化的条件下分解制备少量氧气。然而在没有催化剂时,氯酸钾加热至熔化也不会放出气体。试写出没有催化剂的条件下氯酸钾加热分解的化学方程式。 1-6核化学是军工业的重要组成部分。研究发现锕-227是一种不稳定的同位素,其会自发衰变生成钫-223,写出衰变反应方程式。 第2题(11分) 配合物可看作正负电荷相互作用而形成的一种酸碱加合物。配合物中的配体按配位原子的个

数可分为单齿配体与多齿配体两类。 2-1试画出下列按端基配位形成配合物的结构: Fe(SCN)63-Ni(CN)42-Mn2(CO)10 2-2多齿配体有的可以作为螯合配体,有的可作为桥联配体。试画出下列各化合物的结构: Al(EDTA)-H3F4-Fe2(CO)9 2-3一些特殊的配体与一些特殊的金属可形成一些超分子化合物。现有一种由Pt(II)、邻二氮菲以及配体X所组成的超分子化合物,已知该配合物中C与Pt的质量分数分别为49.40%、33.43%,且在该配合物中,所有组成部分均为其常见配位形式。已知分子中存在S4轴(分子沿轴旋转90°做镜面操作与原分子重合),试画出该超分子化合物的骨架。 第3题(13分) 根据中学所学的知识,铁制品在空气(p(O2) = 20 kPa)中放置得到铁锈,而铁丝在装满氧气(p(O2) = 100 kPa)的广口瓶中燃烧,火星四溅并得到黑色固体。已知铁、四氧化三铁和三氧化二铁的熔点分别为1538 ℃、1597 ℃和1565 ℃。假设上述物质的焓和熵不随温度变化,此题仅从热力学角度考虑。 3-1请通过计算确定铁锈的主要成分。 3-2-1铁丝在纯氧中燃烧时的反应温度至少为______℃。 3-2-2在该温度下通过计算确定黑色固体的主要成分。 3-3计算测定三氧化二铁的熔点时需要的氧气分压(kPa)。 有关物质的热力学数据: 第4题(10分) 已知X是一种一元强酸,常温下为无色透明的液体。工业上可通过如下过程制备X:电解一定浓度的NaClO3溶液,得到一种单质气体和一种盐Y,然后Y经酸化可得X。实验测定结果表明,X中键角∠O-Cl-O有两种大小,分别为105.8°和112.8°,而X的酸根离子中,键角∠O-Cl-O只有一种。X与过量P4O10反应,得到两种产物,其中一种含两个六元环。 4-1写出X的化学式。 4-2在X的两种∠O-Cl-O键角中,哪一种键角为112.8°?简述原因。 4-3 分别写出电解NaClO3溶液时,阴阳两极的电极反应方程式。 4-4分别画出两分子X与一分子P4O10反应得到的两种产物的结构。

高中化学奥赛培训教程全集---之有机化学

黄冈中学化学奥赛培训教程系列(精美wor d版) 有机化学 第一节 有机化学基本概念和烃 1、下列构造式中: ①指出一级、二级、三级碳原子各一个。 ②圈出一级烷基、二级烷基、三级烷基各一个。 CH 3CCH 2CH 3CH 3 C CHCH 3 CH 3CH 3CHCH 2CH 3 CH 3 解析: ↓ 1℃ 2℃3℃↑↑↑三级烷基 三级烷基 一级烷基 CH 3CH 3 CHCH 3CH 3CH 3 CH 3 CH 2C CH 3C CH CH 2CH 3 2、已知下列化合物的结构简式为: (1)CH 3CHClCHClCH 3 (2)C H3CHBrCHClF (3)CH 3CHClCHCH 2CH 3CH 3 分别用透视式、纽曼式写出其优势构象。 解析:用透视式和纽曼式表示构象,应选择C 2—C 3间化学键为键轴,其余原子、原子团相当于取代基。这四个化合物透视式的优势构象为(见图) 其纽曼式的优势构象见图

3、(2000年广东省模拟题)用烃A分子式为C10H16,将其进行臭氧化后,水解得到HCHO 和A催化加氢后得烃B,B化学式为C10H20,分子中有一个六 元环,用键线式写出A,B的结构。 解析:从A催化加氢生成的B的化学式可推知,原A分子中有两个C=C键和一个六元环。从水解产物 可知,C1与C6就是原碳环连接之处HCHO的羰基,只能由 C3支链上双键臭氧化水解生成。所以A的结构为,B的结构为。 4、下列化合物若有顺反异构,写出异构体并用顺、反及E、Z名称命名。

5、(河南省98年竞赛题)写出符合C6H10的所有共轭二烯烃的异构体,并用E—Z命名法命名。 解析:

2020年全国高中化学竞赛预赛试题(山东省)

2020年全国高中化学奥林匹克竞赛 山东省预赛试题 (满分100分时间120分钟) 可能用到的相对原子质量: H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag-108 Ba-137 一、选择题(本题包括18小题,每题2分,共36分,每题有.1.~.2.个.选项符合题意。多选错选不得分,有两个答案的只选一个且答对者得1分) 1.两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,因为发现细胞膜水通道,以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得2020年诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( )。 A.他们的研究和化学物质水有关 B.他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物 C.他们的研究深入到分子、原子的层次 D.他们的研究深入到细胞的层次 2.为了探索月球上是否有生命存在的痕迹,就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物(当然这仅仅是探索的第一步)。科学家用氘盐酸(DCl)和重水(D2O)溶液处理月球岩石样品,对收集的气体加以分析,结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不能用普通盐酸,其理由是( )。 A.普通盐酸的酸性太强 B.普通盐酸具有挥发性 C.普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应 D.无法区别岩石中原来含有的是碳化物,还是碳氢化合物 3.下列与“神舟五号”载人飞船有关的说法不正确 ...的是( )。 A.飞船的表面覆盖的一层石墨瓦之所以能起到保护作用是因为石墨能够耐高温 B.宇航员的食物做成大小可口的“一口酥”,目的是防止飞船内产生飘尘 C.飞船在宇宙中运行时,船舱内温度低、氧气少,无法划着火柴 D.在飞船上使用LiOH吸收多余的CO2而不使用NaOH 4.下列解释不科学 ...的是( )。 A.“水滴石穿”主要是溶解了CO2的雨水与CaCO3长期作用生成了可溶性Ca(HCO3)2的缘故B.长期盛放NaOH溶液的试剂瓶不易打开,是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气体减少形成“负压”的缘故 C.严格地讲,实验室使用“通风橱” 防污染是不负责任的,因为实验产生的有害气体没有得到转化或吸收 D.“雨后彩虹”与“海市蜃楼”都是自然界的光学现象,也与胶体的知识有关 5.2020年12月31日,世界上第一条商业磁悬浮铁路在上海投入运营。磁悬浮的核心

高中化学奥林匹克竞赛辅导计划

高中化学奥林匹克竞赛辅导计划 化学奥林匹克竞赛是培养化学学习兴趣,发现和培养化学人才,普及化学教育的好方式。也是提高教师教学能力,推动化学教学的有效途径。近几年来,我校在全国高中化学奥林匹克竞赛辅导中取得了一定的成绩,为了圆满完成辅导,特拟订本校高中化学奥赛培训方案。 培训情况分析: 从学生来源讲:2009年高中化学学科奥赛培训兴趣小组系由全校高一年级化学最感兴趣的学生组成,他们热爱化学,对化学学习有浓厚的兴趣与爱好,都有在省级及以上化学学科奥赛中取得好名次的信心,是一支很有希望的队伍。 培训指导思想: 1、重在能力培养,以提高学生兴趣为切入点来进行教学; 2、以提高学生自学能力为着重点,培养学生良好的学习习惯; 3、学练结合,既要不断提高学生的知识面,也要不断提升学生的解题技巧; 4、培养学生远大志向,树立为科学献身的共产主义思想; 5、不断灌输学科奥赛尖子的学习方法,以形成良好的榜样激励作用。 培训工作目标: 1、圆满完成教学计划,争取在参加高年级的学科竞赛中取得一等奖,有30%的学生获得奖励; 2、养成学生良好的自学习惯,达到学生能按要求完成自学计划制定、掌握自学课程的基本方法; 3、形成良好的竞赛心态,培养争夺奥赛金牌的夺牌意识; 培训具体措施: 1、为学生选择好培训教材,让学生便于自学; 2、坚持按计划培训,按时完成教学任务; 3、加强考练,有规律的考练计划不小于30次;

4、做好学生的思想工作,积极了解其学习过程中存在的问题,不让问题积累。 竞赛辅导安排 时间:从高一下学期开始一直坚持到高三上学期(9月份)。每周开讲两次。 内容:(具体内容见附表) 高一(上学期)原子结构,元素周期律;专题:氧化还原反应、离子反应。 高一(下学期)分子结构和化学健,晶体结构,卤族元素,氧族元素。 高二(上学期)氮族元素、化学反应速率、化学平衡,电解质溶液、酸碱理论 高二(下学期)烃、烃的衍生物,电化学(原电池、电解池、电镀)过渡金属、配位化学 高三(九月份)集训:历届预赛试题、历届初赛试题训练专题:加强、提高、补漏 附:培训内容 化学反应及其能量变化——化学实验的基本操作碱金属——碱金属及其化合物的性质物质的量——配制一定量物质的量溶液卤素——氯、溴、碘的性质氯离子的检验物质结构元素周期律——同周期、同主族元素性质的递变《原子结构》核外电子的运动状态核外电子排布和元素周期系元素基本性质的周期性《化学键与分子结构》离子键理论共价键理论分子间的作用力《氢和稀有气体》氢气稀有气体氧族元素环境保护——浓硫酸的性质、硫酸根离子的检验碳族元素无机非金属材料——实验习题选做实验——趣味实验制取蒸馏水、天然水的净化海带成分中碘的测定阿伏加德罗常数的测定氮族元素——氨的制取和性质、铵离子的检验化学平衡——化学反应速率和化学平衡《化学反应的速率》化学反应速率的定义及其表示方法反应速率理论简介影响化学反应速率的因素电离平衡——电解质溶液、中和滴定《电解质溶液》强电解质溶液理论弱酸、弱碱的解离平衡盐的水解酸碱理论的发展难溶性强电解质的沉淀——溶解平衡《化学平衡》化学反应的可逆性和化学平衡平衡常数标准平衡常数化学平衡移动几种重要的金属——镁铝及其化合物的性质原电池的原理、铁及其化合物的性质《溶胶》分散体系溶胶溶胶的聚沉和稳定性高分子溶液《氧化还原反应》基本概念氧化还原反应方程式的配平电极电势电解化学电源烃——乙烯的制取和性质烃的衍生物——溴乙烷的性质、乙醇的发性质苯酚的性质、乙醛的性质乙酸乙

高中化学奥赛

高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第1讲化学实验基础 【竞赛要求】 溶液配制(按浓度的精确度选择仪器)。重结晶及溶质、溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择) 【知识梳理】 一、常用仪器及其使用方法 1、反应容器 (1)直接加热的仪器 ①试管适用于试剂用量极少的反应,也可用于溶解、气体的制取、净化和收集。试管可分为:普通试管和耐高温的硬质试管;一般试管和具支试管……等。试管必须用试管夹夹持或固定在铁架台的铁夹上加热。开始加热时,应注意受热均匀。 ②蒸发皿适用于蒸发和浓缩溶液,也可用于干炒固体物质。蒸发皿可直接加热也可放在石棉网上加热。用坩埚钳移动,在石棉网上冷却。 ③坩埚适用于灼热或熔融固体物质。坩埚可分为:瓷质坩埚、铁坩埚和石英坩埚。使用时应放在泥三角上直接加热。坩埚温度较高时,应用预热的坩埚钳夹持移动,放置石棉网上自然冷却。 ④燃烧匙适用于点燃的固体和气体反应。 ⑤燃烧管适用于高温下的固体和气体反应。 (2)垫石棉网加热的仪器 ①烧杯适用于试剂用量较多的反应,也可用于溶解、结晶和配制溶液。在蒸发或结晶时,烧杯的上方应放置一个表面皿,防止液体飞溅或落入灰尘。 ②烧瓶适用于加热条件下、试剂用量较多、由液态物质参加的反应,也可用于蒸馏和气体发生装置。烧瓶可分为:圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶、两口烧瓶……等。 ③锥形瓶适用于滴定反应。 (3)不加热的仪器 启普发生器适用于不需加热的固、液制备气体的反应。粉末状固体(或生成粉末状固体)不能用启普发生器。 2、称量仪器 (1)量筒 一种粗量量器,适用于量取精确度要求不高的一定体积的液体,可根据需要选用不同容量的量筒,避免操作次数过多造成误差太大。量取液体时,使视线与量筒内液体的弯月面的最低处保持水平。量筒不能加热或用于稀释溶液。 (2)移液管和吸量管

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