化学竞赛高一校本教材.docx
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化学竞赛高一校本教材
化学竞赛（高一）（校本教材）
喻华编著
上海市洋泾中学
前言
化学竞赛活动，对学生来说，可以拓宽视野，激发学习化学的兴趣，培养科学的思维方法和分析解决问题的能力；对教师而言，通过化学竞赛，可以激发老师不断完善自我，全方位提高自身素质，做到有研究的教学，重视基础，重视学生群体发展，重视学生个性特长发展，大力推进素质教育，促进高一化学教学质量大面积的提高。
本教材就是为了适应高一化学竞赛活动辅导而编写的。
书的内容分三部分。
第一部分为基础知识。
因为高一学生所学化学知识教少，一开始还不能进行专题训练，必须把高一高二的基础知识给学生快速上一遍。
第二部分为能力培养，特点是以培养观察能力、思维能力和自学能力为主线，突出启迪思维，指导学习方法，开拓解题思路，以求增强学生分析解决问题的能力。
第三部分是化学实验，培养学生的动手能力。
第一部分基础知识
第一章物质的量
第一节物质的量
第二节气体摩尔体积
第三节物质的量浓度
第二章卤素
第一节氯气
第二节卤族元素
第三节物质的量应用于化学方程式的计算
第三章氧族元素
第一节氧族元素
第二节二氧化硫
第三节硫酸
第四节环境保护
第四章氮族元素
第五章碳族元素
第六章碱金属
第一节钠
第二节钠的化合物
第三节碱金属元素
第七章镁铁铝
第八章物质结构元素周期律
第一节原子结构
第二节元素周期律
第三节元素周期表
第四节化学键
第五节非极性分子和极性分子
第九章化学反应及其能量变化
第一节氧化还原反应
第二节离子反应
第三节化学反应中的能量变化
第二部分能力培养
第一章观察能力
第二章思维能力
第三章自学能力
第三部分学生实验
第四部分化学计算
选做实验一趣味实验
选做实验二制取蒸馏水
选做实验三天然水的净化
选做实验四海带成分中碘的检验
选做实验五阿伏加德罗常数的测定
附录I相对原子质量表
附录II部分酸、碱和盐的溶解性表（20ºC）
附录III元素周期表
第二章卤族元素
一、知识点
卤族元素主要是指F、Cl、Br、I等几种元素,即元素周期表中第七主族元素,这些元素的原子结构特征是最外层电子层有7个电子,内层电子均饱和,这是一族典型的非金属元素,并随核电荷数的递增,电子层数的增加,其非金属性依次减弱。
二、例题精选
例1.新制氯水中有Cl2HClOH2O分子和H+Cl-ClO-OH-离子,若向氯水中加入食盐晶体,溶液的PH值将增大;若要增加氯水中ClO-的浓度,可以加入含OH-离子的物质,若要增加氯水中HClO的浓度,可加入CaCO3
Cl2+H2O==H++Cl-+HClO①
HClO==H++ClO-②
H2O==H++OH-③
酸性强弱关系:
HCl>H2CO3>HClO
例2:
G,Q,X,Y,Z均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的分子式（或化学式）,但知道在一定条件下发生氧化还原反应时具有如下转化关系（未配平）电解
①G─→Q+NaCl ②Q+H2O──→X+H2
③Y+NaOH──→G+Q+H2O ④Z+NaOH─→Q+X+H2O
这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为:
（B）
（A）Q,G,Z,X,Y（B）G,Y,Q,Z,X （C）G,Y,Z,Q,X（D）Z,X,G,Y,Q
分析：
①G─→Q+NaCl Q>G
电解
②Q+H2O─→X+H2 X>Q
③Y+NaOH─→G+Q+H2O Q>Y>G
④Z+NaOH─→Q+X+H2O X>Z>Q G
例3:
不同卤原子之间能形成卤素互化物,其通式可表达为XX’n,（n=1,3,5,7）。
这种互化物大多数不稳定，易发生水解，如果BrFn跟水反应时物质的量之比为3:
5,生成溴酸、氢氟酸、单质溴和氧气,则下列叙述正确的是:
（A）此卤素互化物的分子式为BrF3
（B）此卤素互化物的分子式为BrF5
（C）每摩尔BrFn跟水完全反应可生成等物质的量的Br2和O2
（D）BrFn的许多性质类似于卤素单质,有强还原性
分析：
3BrFn+5H2O=HBrO3+3nHF+Br2+O2
1+3n=10
n=3
例4:
0.31g磷与Cl2完全反应生成PClx和PCly的混合物,已知PClx和PCly的物质的量之比为2:
3,将此混合物全部溶于水配成500ml溶液,取此溶液10ml与足量的AgNO3溶液反应,得到120.54mgAgCl沉淀,求X、Y的值。
解:
nP==0.01mol
PClx:
0.01mol×2/5=0.004mol
PCly:
0.01mol×3/5=0.006mol
由氯原子守恒即PClx和PCly中Cl原子的物质的量等于AgCl中Cl-的物质的量
得 0.004xmol+0.006ymol==0.042mol
化简得2X+3Y=21,其中X,Y必须为正整数。
讨论:
X Y
1 19/3
不合理
2 17/3
3 5 合理
X=3Y=5
答:
在化学式PClx和PCly中,x等于3,y等于5
三、思考题:
1.实验室制取氯气的化学方程式是___________________________,因为氯气___________而不能散放在空气中,多余的Cl2一般用__________来吸收,反应的化学方程式为______________________________________
2.溴化碘的化学性质类似于卤素单质,它与水反应的化学方程式为IBr+H2O＝HBr+HIO,下列有关IBr的叙述不正确的是（）
（A）IBr是共价化合物
（B）在很多反应中IBr是强氧化剂
（C）IBr与水反应时既不作氧化剂也不作还原剂
（D）IBr跟NaOH稀溶液反应生成NaI,NaBrO和H2O
3.在密闭容器中盛有H2,O2,Cl2混和气体,用电火花引爆,这三种气体正好完全反应,冷却至室温后所得溶液的浓度为25.62%,则容器中原有H2，O2、Cl2的物质的量之比为（）
（A）6:
3:
1（B）9:
6:
1（C）10:
6:
1（D）13:
6:
1
4.SCN-离子与Cl-、Br-、I-等卤素离子性质相似,都可以和AgNO3溶液反应生成沉淀,利用这个性质,可以测定NaBr和NaCl混合物的组成,现称取样品0.3675g,溶于水后加入0.2000mol/LAgNO3溶液30.00mL,再加入少量的Fe3+溶液作指示剂,然后用0.1000mol/L的NH4SCN溶液去滴定过量的Ag+,当滴至溶液显红色时即到达终点,这时共用去NH4SCN溶液20.00mL
⑴写出滴定时SCN-与Ag+和Fe3+反应的离子方程式
⑵计算样品中NaCl和NaBr的物质的量之比。
第三章氧族元素
一、知识点
氧族元素为元素周期表中第ⅥA族元素，包括O、S、Se、Te、Po等元素,其原子结构特征是最外层电子层均含有6个电子,内层电子数均饱和,体现出较强的非金属性,且随核电荷数的增加,原子半径的增大,其非金属性依次减弱而金属性逐渐增强。
中学化学中重点研究了硫及其化合物的有关知识，其知识结构体系如下：
二、范例剖析:
例1:
在下列变化中硫酸显示什么性质或起什么作用?
⑴固体NaCl与浓硫酸共热制HCl高沸点难挥发性和酸性
⑵铜片跟浓硫酸在加热条件下反应强氧化性和酸性
⑶利用硫酸除去金属表面的氧化物酸性
⑷浓硫酸与碳加热反应强氧化性
⑸浓硫酸与蔗糖混和,蔗糖变黑且放出刺激性气体脱水性和强氧化性
⑹浓硫酸使铁、铝钝化强氧化性
⑺乙酸、乙醇与浓硫酸混和制乙酸乙酯作脱水剂和催化剂
⑻苯与浓硫酸共热制苯磺酸作磺化剂
例2:
下列实验中溶液的PH值的变化曲线与右图相符的是（B）
（A）向H2S饱和溶液中通入过量的SO2
（B）向H2SO3饱和溶液中通入过量的H2S
（C）向澄清石灰水中通入过量的CO2
（D）向MgCl2,AlCl3的混和液中加入过量的NaOH溶液
分析：
本题中图像主要有两个特征：
（1）PH值先增大后减小最终不变
（2）起始状态的PH值小于最终状态的PH值
（A）2H2S+SO2＝3S↓+2H2O SO2+H2O＝H2SO3
（B）H2SO3+2H2S＝3S↓+3H2O
（C）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O CaCO3+H2O+CO2＝Ca（HCO3）2
CO2+H2O=H2CO3
（D）MgCl2+2NaOH＝Mg（OH）2↓+2NaCl AlCl3+3NaOH＝Al（OH）3↓+3NaCl
Al（OH）3+NaOH＝NaAlO2+2H2O
例3:
将H2S和O2的混合气体在120℃温度下,装入密闭容器中,在高温下使之燃烧,已知全部H2S和O2都参加了反应,反应后容器内恢复到120℃时,测得压强为反应前的3/4,则原混和气体中H2S和O2的物质的量之比为:
（A）
A.1:
1 B.1:
2 C.2:
1 D.3:
2
分析：
2H2S+O2＝2S+2H2O压强为原来的2/3
2H2S+3O2=2SO2+2H2O压强为原来的4/5
因为2/3<3/4<4/5，所以生成物为S、SO2和H2O
设硫化氢的物质的量为a,氧气的物质的量为b。
则可得：
得a=b所以a:
b=1:
1
例4:
将一定量的H2S气体缓慢通入300mL0.4mol/L的NaOH溶液中,然后在减压低温条件下蒸干,得到5.36g固体（不含有结晶水）通过计算判断固体的组成及各组成的物质的量。
解:
原NaOH的物质的量为0.350.4=0.12mol则原NaOH溶质的质量为0.12540=4.8g
若NaOH全部反应转化Na2S,则其质量为0.12578/2=4.86g
若NaOH全部反应转化NaHS,则其质量为0.12556=6.72g
由于4.86g<5.36g<6.72g,说明所得固体为Na2S与NaHS的混合物。
设Na2S与NaHS的物质的量分别为X与Y
由钠离子守恒得：
2X+Y=0.12…
（1）
由质量关系得：
78X+56Y=5.36…
（2）
解
（1）
（2）得
X=0.04mol即Na2S为3.12g
Y=0.04mol即NaHS为2.24g
总结：
一、根据S的化合价的高低,判断其氧化性或还原性
-20+4
H2SSSO2具有还原性既有氧化性又有还原性
+6
H2SO4具有氧化性
二、H2S
1.臭蛋味毒性
2.可燃性（可能有三种情况）
3.还原性:
能被多种氧化剂氧化如:
KMnO4、H2SO4（浓）、HNO3（浓稀）、SO2、Cl2、Br2、I2、Fe3+等
三、SO2
1.具有酸性氧
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