当前位置：文档之家 › 2015年高中化学竞赛辅导无机化学1.3溶液知识点素材

2015年高中化学竞赛辅导无机化学1.3溶液知识点素材

  • 格式：doc
  • 大小：1011.50 KB
  • 文档页数：11

§1-3 溶液 Solutions 一、一些基本概念（Some Basic Concepts） 1．分散系(Dispersion system) (1) 一种或几种物质的质点分散在另一种物质的质点中所形成的体系，称为分散系。分散系中又分为： 分散相(dispersion phase) ： 被分散的物质称为分散相 分散介质(dispersion medium)： 容纳分散相的物质称为分散介质 (2) 分类(Classification)： a．均匀分散系(homogeneous dispersion system) b．不均匀分散系(heterogeneous dispersion system) (3) 分散相直径： d < 1nm 溶液 ， d = 1～100nm 溶胶 ， d > 100nm 悬浊液、乳浊

液。 2．溶液(Solutions) (1) 溶液是均匀的分散系。它包括分散相─溶质(solute)，分散介质─溶剂(solvent)。 (2) 溶液的种类(kinds of solution) Table 1.1 Examples of Solutions State of Solution State of Solvent State of Solute Example

Gas Gas Gas Air Liquid Liquid Gas Oxygen in water Liquid Liquid Liquid Alcohol in water Liquid Liquid Solid Salt in water Solid Solid Gas Hydrogen in palladium Solid Solid Liquid Mercury in silver Solid Solid Solid Silver in gold 3．溶解(Dissolve) (1) 溶解过程是物理化学过程。固体盐的溶解常伴随热效应，两种液体之间的混合常伴随体积变化，也伴随热效应。 (2) 溶解度（solubility） a．溶解平衡是一个动态平衡(dynamic equilibrium)。 b．饱和溶液的浓度也可以认为是溶解度。溶解度除了用g/100g H2O表示， 还可用 mol·dm3 ， % 表示。 c．在室温下，s ＞10g/100g H2O称为易溶，s在1~10g/100g H2O称为可溶，s在0.1g ~ 1g/100g H2O 称为微溶，s＜0.1g/100g H2O称为难溶。绝对不溶的物质是没有的。 d．影响溶解度的因素： (i) 内因：“相似相溶”：H2O (polar solvent)－离子化合物（Ionic compounds）,水－极性分子（polar molecule）相溶较好 non-polar solvent –non-polar molecule 相溶较好 (ii) 外因：温度(temperature)和压强(pressure) 温度：Solid：温度升高，溶解度有增大，有不变，有减少； Liquid：温度升高，溶解度增大。 ∵ 温度升高液体分子间距增大， ∴ 分子易互溶 Gas：温度升高，溶解度减少。 压强：压强增大时，对固体、液体溶解度变化不大，但对气体的溶解度影响很大。 4．享利定律（Henry’s law）－气体溶解定律 (1) 叙述：在一定温度和一定体积的液体中，所溶解的气体质量与该气体的分压成正比。例如：0℃、1atm的CO2的溶解度：s0 = 0.335g / 100ml H2O，0℃、2 atm的CO2的溶解度：s0 = 0.670g/100ml H2O

(2) 解释：当气体的压强增加n倍，那么气体进入液体的机会也增加n倍，所以气体溶解的质量也增加n倍。故亨利定律与其它气体的分压无关。例如：1atm的纯氧在水中的溶解度是空气中氧气的4.7倍，因为空气中氧的分压2Op= 0.21atm。所以若气相中有几种气体，则各种气体的溶解度皆与其分压成正比。 (3) 数学表达式：kH = p / x (kH：Henry’s constant) p是被溶解气体的分压（以mmHg为单位），x是溶解的气体在溶液中所占的物质

的量分数。 由于亨利定律有几种不同的叙述方式，浓度，压强都可以用不同的单位，所以在用公式时，特别要注意亨利定律常数kH的单位。 在我们这个表达式中，摩尔分数 (x) 是无量纲的，气体分压 (p) 的单位用mmHg柱，所以kH的单位也应是mmHg柱。 Sample Exercise：20℃时，氧气溶解在水中的亨利定律常数为2.95×107mmHg柱，在通常大气中，氧分压为0.21atm，此时有多少摩尔氧气溶在1000g水中？

Solution：2O0.21760160(mmHg)p， 7H2.9510(mmHg)k 由亨利定律 22OOpkx，得226OO7160/5.42102.9510xpk

222

OOO1000/18nxn

2O1000/18

n

 2O(1),n ∴ 264O10005.42103.011018n (mol) (4) 亨利定律只适用于溶解度小、且不与溶剂相互作用的气体。HCl、NH3等气体与水有相互作用，所以它们都不服从亨利定律。 二、溶液的浓度（The Concentrations of Solution） 1．溶液浓度表示法 (1) 质量分数（m/m）：(mass fraction, mass percentage)，ppm(parts per million)，ppb(parts per billion) 饮水中的砷含量不得超过0.05ppm（= 0.05mg/1L H2O） (2) 体积物质的量浓度（M = n / V）Molarity： 物质的量浓度（M） = moles of solute/liters of solution (3) 质量物质的量浓度（n / 1000g H2O）Molality： 质量物质的量浓度（m） = moles of solute / kilograms of solvent 当溶液很稀时，ρ = 1，所以1kg溶剂近似看作1L溶液，则M ≈ m (4) 摩尔分数（xi）Mole fraction of component: 摩尔分数xi = n i / n = moles of component/total moles of all components (5) Normality (N)（当量浓度） 当量浓度（N） = n × moles of solute/liters of solution 在酸碱反应中，n等于参加反应的H＋或OH－数目，在Ox-Red反应中，n等于1mol物质氧化数的总改变值。离开化学反应讲当量浓度，是毫无意义的。 2．各种浓度之间的换算（Units exchange ） 上面的(1)换算成(2)和(5)必须知溶液的密度，(2)、(5)之间的互换必须知化学反应方程式。 3．各种不同纯度试剂的表示： 优级纯：Guarantee reagent（G. R.） 分析纯：Analytical reagent（A. R.） 化学纯：Chemical reagent（C. R.） 实验试剂：Laboratory reagent（L. R.） 三、稀溶液的依数性（Colligative Properties of Dilute Solution） Colligative 来自拉丁语：colligare，意为团结、一起的意思。依数性指的是仅仅与溶液中微粒的个数有关的性质，而与溶质的种类无关。 1．溶液的蒸气压降低（Lowering the vapor pressure）──稀溶液依数性的核心 (1) 在一定温度下，向纯溶剂中加入难挥发性的溶质，此溶液的蒸气压仍然是溶剂的蒸气压。 (2) 在一定温度下，溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压。 (3) 拉乌尔定律：1880年法国化学家拉乌尔（Raoult）通过实验发现：溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数有关：

△00pppxp剂溶质剂，称为Raoult’s law. 其中0p剂为在某温度下纯溶剂蒸气压，p为同一温度下溶液蒸气压。 对于只有一种难挥发溶质的溶液：x质 + x剂 = 1 △00(1)pppxp剂溶剂剂，故 0pxp剂剂

这是一种更常用的形式。文字叙述为：在一定温度下，某难挥发性溶质的溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。

(a) (b) Fig. 1.16 An aqueous solution and pure water in a closed environment. (a) Initial stage, (b) After a period of time, the water is transferred to the solution. Sample Exercise 1：Glycerin, C3H8O3, is a nonvolatile nonelectrolyte with a density of 1.26g/ml at 25℃. Calculate the vapor pressure at 25℃ of a solution made by adding 50.0ml of glycerin to 500.0ml of water. The vapor pressure of pure water at 25℃ is 23.8 torr.

Solution： Moles of C3H8O3 = 501.2692.1 = 0.684（mol）

Moles of H2O = 500118 = 27.8（mol） 976.0681.08.278.27OH2x )torr(2.238.23976.00OHOHOH222pxp 如果难挥发性的非电解质溶质的溶液很稀时，则nn剂质

剂质剂质质质nnnnnx ， 而 1kgnm质质溶剂 ， 等式两边乘以M剂

质剂质剂质剂质xnnMnMm

/1000， 把x质mM质剂代入Δp式中

得△0pxpMpmKm质剂剂剂质质 （00,CCKMpTp剂剂剂时,） 即在一定温度下，某难挥发、非电解质稀溶液的蒸气压下降与其质量物质的量浓度成正比。严格来讲，这个定律只适合理想溶液（ideal solution）。在受到理想气体的启发下，人们也抽象出一种理想溶液： a．在理想溶液中，各组分分子是如此相似，以致它们之间的相互作用情况完全一致； b．当各组分分子混合时，不会产生热效应和体积变化。 所以拉乌尔定律的实质是理想溶液中分子的挥发和相应纯液体中的分子完全一样。 (4) 两种挥发性成分组成的溶液(two volatile components)，其溶液上方的蒸气压（pT） 如果两种挥发性液体混合成一种溶液，例如C6H6 (benzene)和C7H8（toluene）的混合，没有热效应和体积变化，称为理想溶液，那么这两种液体以任何比例相混合，其溶液均服从拉乌尔定律。即 p1 = x1p10 ， p 2 = x2 p 20

合集下载

2015年高中化学竞赛辅导无机化学11.3溴分族知识点素材

2015年高中化学竞赛辅导无机化学11.3溴分族知识点素材

§11-3 溴分族 Bromine Subgroup （Br、I、At） 一、General Properties 1．溴分族元素的氧化态为1、+1、+3、+5、+7，其中1和+5 氧化态最稳定。 2．AtIBr、、电离势和电子亲合能都减小，碘、砹有两性。 3．溴、碘存在于海水中，砹需要人工合成：At ,2n)Bi(2118520983，t1/2 = 8.3hr 二、The Simple Substance 1．D (x2)随Z（原子序数）的增大而减小，这是由于原子半径随Z的增加而增大，核对外层电子（成键电子对）的吸引力减弱，电子云重叠小，所以离解能减小。 Br2 (液) I2 (固) At2 (固) 这是由于随原子半径的增大，极化率增强，分子间作用力增加的缘故。 X2在水中的溶解度也相应减小 冷却X2·8H2O（clathrate） X2易溶于 alcohol, benzene, ether and carbon disulfide, etc. 2．Redox properties 从F2→I2氧化性减弱，还原性增强。 3I2 + 10HNO3(浓) 6HIO3 + 10NO + 2H2O 3．Disproportionation X2 + H2OHX + HXO Cl2 Br2 I2 K 4100.3 9100.4 23100.5

在碱性条件下，歧化反应很容易进行（动力学因素）： Br2 + 2OH－Br－ + BrO－ + H2O 0℃ 3I2 + 6OH－5I－ + 3IO + 3H2O 0℃－80℃ 即I2歧化时无IO－存在，因此可以定量得到3IO 4．Preparation： 2NaX + MnO2 + 2H2SO4X2 + MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O（此法不适用于制备碘） 2KBr + Cl22KCl + Br2 三、The Compounds: 1．[ 1 ] O.S. (1) 溴化物和碘化物有离子型、离子－共价型、共价型 (2) solubility：AgX、AuX、CuX、PbX2等难溶 (3) 由于Br－、I－半径大，所以与中心离子的配位数就小。例如UF6、UCl6，而只有UBr4、UI4 (4) hydrolysis KBr、NaI（离子型）不水解。 BBr3、PI3（共价型）水解：BBr3 + 3H2OH3BO3 + 3HBr PI3 + 3H2OH3PO3 + 3HI (5) interaction KBr + AlBr3K[AlBr4]，2KI + HgI2K2[HgI4] (6) HX a．酸度： HX HF HCl HBr HI pK a 3.1 7.1 9.1 10.7 这是由于从HF→HI的H－X键强度减小，酸度增加 b．从HF→HI还原性增强 2HBr(g) + H2SO4(浓)Br2(g) + SO2(g) + 2H2O(l) 8HI(g) + H2SO4(浓)4I2(g) + H2S(g) + 4H2O(l) 对于反应：2HX(g) + H2SO4(aq)X2(g) + SO2(g) + 2H2O(l)

2015年高中化学竞赛辅导无机化学10.3碱土金属及其化合物知识点素材

2015年高中化学竞赛辅导无机化学10.3碱土金属及其化合物知识点素材

§10-3 碱土金属及其化合物Alkali-earth Metals and their CompoundsBeryllium (Be) Magnesium (Mg) Calcium (Ca) Strontium (Sr) Barium (Ba) Radium (Ra) 一、通性（General Properties ） 1．碱土金属显示+2氧化态 2．性质递变规律与碱金属一致 二、Beryllium and its Compounds1．性质与Al 相似(diagonal resemblance)，是典型的两性金属(amphoteric metal)，在通常情况下，不形成简单离子，而形成正、负配离子。

在自然界中，以绿柱石(beryl)：Be 3Al 2(SiO 3)6，硅铍石(phenacite)：Be 2SiO 4存在。

某些透明（transparent ）、有颜色的掺合物（admixture ）称为宝石（gem stone ）。

绿宝石：g reen emeralds 海蓝宝石：bluish aguamarines 2．The simple substance(1) 铍密集的六方金属晶体，表面易形成氧化层，减小了金属本身的活性 (2) 与非金属反应 2BeO + O 22BeO ，Be + SBeS ，3Be + N 2Be 3N 2(3) 两性Be + 2H 3O ++ 2H 2O [Be(H 2O)4]2++ H 2↑ Be + 2OH － + 2H 2O[Be(OH)4]2- + H 2↑Be 对冷的浓HNO 3和浓H 2SO 4起钝化作用(passivation)。

(4) 与金属反应：Be 与d 区元素反应生成MBe 12、MBe 11，也可作为合金添加剂 (alloyingadditive)，使合金耐腐蚀，增加强度和硬度。

(5) Be 与C 反应，生成碳化物Be 2C （与Al 4C 3同类），而其它碱土金属的碳化物都是MC 2型。

高中化学竞赛知识点

高中化学竞赛知识点

高中化学竞赛知识点有机是大头,命名结构性质都可以出题,还可以和配合物晶体结合,有机化学北大出的要求的都要掌握,再做做关于合成、性质的题,推荐丁漪出的化学竞赛教程最好用解答的那本,好好研究一下;结构式重点和难点;有多做一些分子结构配合物结构的题,基本的知识掌握了,这两块应该没太大问题;晶体很难,即使做很多题也不一定可以掌握,但基本的份不可以丢;原子结构已经很多年没有考了,如果再考肯定考分析信息的能力,应该不会很难; 滴定每年会有一道大题;而且越来越重视,如果运气好只是一道高中就会的计算,但运气不好的化就会遇到分析化学里的内容; 化学平衡考的比较简单,但要有备无患; 电化学可能会出难题,多看一下无机化学,会有启发; 有效数字不可以不注意,大学和高中的要求不同,改卷老师都遵循大学的标准,只有规范才能不丢无谓的分; 物理化学和溶液已经多年未考,但热力学的内容是决赛里的难点,看自己有没有必要学这个了; 作为一个过来人,还有几个建议:如果你是分析型的;就多做一些题,做题可以让水平提高很多,如果是记忆型的,就多看看书,尤其是有机无机,虽然每年都出一些新信息,但它的模型在书上都能找到;最后祝你取得好成绩;附化学竞赛大纲一般不会改动说明: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本化学竞赛的内容;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所涉及的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;初赛基本要求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;浓度和溶解度的单位与换算;溶液配制仪器的选择;重结晶方法以及溶质/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;胶粒的基本结构;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;5. 原子结构核外电子的运动状态: 用s、p、d等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;6. 元素周期律与元素周期系周期;1~18族;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;金属与非金属在周期表中的位置;半金属类金属;主、副族的重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及其主要形体;铂系元素的概念;7. 分子结构路易斯结构式;价层电子对互斥模型;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;共轭离域体系的一般性质;等电子体的一般概念;键的极性和分子的极性;相似相溶规律;对称性基础限旋转和旋转轴、反映和镜面、反演和对称中心;8. 配合物路易斯酸碱;配位键;重要而常见的配合物的中心离子原子和重要而常见的配体水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨、酸根离子、不饱和烃等;螯合物及螯合效应;重要而常见的配合反应;配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的关系定性说明;配合物几何构型和异构现象的基本概念和基本事实;配合物的杂化轨道理论;用杂化轨道理论说明配合物的磁性和稳定性;用八面体配合物的晶体场理论说明TiH2O63+的颜色;软硬酸碱的基本概念和重要的软酸软碱和硬酸硬碱;9. 分子间作用力范德华力、氢键以及其他分子间作用力的能量及与物质性质的关系;10. 晶体结构分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体;晶胞定义、晶胞参数和原子坐标及以晶胞为基础的计算;点阵晶格能;配位数;晶体的堆积与填隙模型;常见的晶体结构类型:NaCl、CsCl、闪锌矿ZnS、萤石CaF2、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、金红石、二氧化硅、钙钛矿、钾、镁、铜等;11. 化学平衡平衡常数与转化率;弱酸、弱碱的电离常数;溶度积;利用平衡常数的计算;熵混乱度的初步概念及与自发反应方向的关系;12. 离子方程式的正确书写;13. 电化学氧化态;氧化还原的基本概念和反应式的书写与配平;原电池;电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应;标准电极电势;用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱;电解池的电极符号与电极反应;电解与电镀;电化学腐蚀;常见化学电源;pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的说明;14. 元素化学卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝;碱金属、碱土金属、稀有气体;钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨;过渡元素氧化态;氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性;常见难溶物;氢化物的基本分类和主要性质;常见无机酸碱的基本性质;水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出不包括特殊试剂和一般分离方法;制备单质的一般方法;15. 有机化学有机化合物基本类型--烷、烯、炔、环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物以及磺酸的命名、基本性质及相互转化;异构现象;加成反应;马可尼科夫规则;取代反应;芳环取代反应及定位规则;芳香烃侧链的取代反应和氧化反应;碳链增长与缩短的基本反应;分子的手性及不对称碳原子的R、S构型判断;糖、脂肪、蛋白质的基本概念、通式和典型物质、基本性质、结构特征及结构表达式;16. 天然高分子与合成高分子化学的初步知识单体、主要合成反应、主要类别、基本性质、主要应用;。

高中化学竞赛辅导无机元素练习题

高中化学竞赛辅导无机元素练习题

六、H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。1979年化学家将H2O2滴入到SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。
（1）确定A的结构简式。写出生成A的化学反应方程式。
（2）在室温或高于室温的条件下，A能定量地分解，产生B和C。已知B的阳离子的价电子总数比C的价电子总数少4。试确定B的结构简式，写出B中阴、阳离子各中心原子的杂化形态。
3为什么NF3常温不水解，而NCl3常温可以水解？写出水解产物。
九、回答下列关于磷的问题：
高中化学竞赛练习（无机化学主族元素）
第一章卤素
一、于酸性溶液中混合等物质的量的KBrO3和KI，生成哪些氧化还原产物，它们的物质量的比是多少？
(2)用漂白粉漂白物料时，常采用以下步骤：将物料浸入漂白粉溶液，然后暴露在空气中；将物料浸在稀盐酸中；将物料浸在大苏打溶液中，最后取出放在空气中干燥；试说明每一步处理的作用，并写出有关的反应方程式。
（2）石硫合剂在空气中与H2O及CO2作用又生成具有杀虫作用的S，写出分步的反应方程式。
四．氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。
1．氯化亚砜分子的几何构型是；中心原子采取杂方式，
是(等性、不等性)杂化。
2．写出亚硫酸钙和五氯化磷共热，制备氯化亚砜反应的化学方程式
3．氯化亚砜在有机化学中用作氯化剂，写出乙醇和氯化亚砜反应的化学方程式
1.写出N2O4在登月飞船的液体推进系统中所发生主要反应的方程式；
2.说明N2O4分子中N原子的杂化方式和成键情况；
3.画出偏二甲肼的构型。
4.写出我国长征系列火箭二元推进剂反应的化学方程式。
5.偏二甲肼可用二甲胺被亚硝酸氧化、再用锌还原来制备，写出各步反应方程式。