高中化学竞赛能力提升77 Fixed.docx

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中学化学竞赛试题资源库——酸碱理论

A组

酸碱质子理论认为，酸给出质子后变成碱，碱接受质子后成酸，酸＝碱＋质子，此式中右边的碱是左边的酸的共轭碱，左边的酸是右边的碱的共轭酸。

既能给出质子又能接受质子的物质为两性物质。

酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。

超酸是指酸性比普通无机酸强106～1010倍的酸。

魔酸（HSO3F—SbF5）是已知最强的超酸，它是一种很好的溶剂，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。

．NH3的共轭酸是

ANH4＋BNH2－CHCONH2D－NH2

．下列物质中不具有两性的是

ANH3BNaHCO3CH2ODNa3PO4

．下列各组物质在一定条件下发生的反应不属于中和反应的是

ANH3＋H2OBNaHCO3＋HCl

CH2＋CuOD（NH4）2S＋NaOH（产生气体）

．对H2SO4溶于魔酸中所表现出的性质的叙述正确的是

A表现出强酸性B表现出弱酸性

C表现出碱性D1molH2SO4可电离出2molH＋

．最近有人用一种称为“超酸”的化合物H（CB11H6Cl6）和C60反应，使C60获得一个质子，得到一种新型离子化合物[HC60]＋[CB11H6Cl6]－。

这个反应看起来很陌生，但反应类型上却可以眼下列一个化学反应相似，你认为该反应是

AMg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑BNaOH＋HCl＝NaCl＋H2O

CNH3＋HCl＝NH4ClDH2O＋CH3COOH

H3O＋＋CH3COO－

．人们对酸碱的认识，已有几百年的历史，经历了一个由浅入深、由低级到高级的认识过程。

（1）目前中学课本中的酸碱理论是1887年阿仑尼乌斯提出的电离理论。

试用电离方程式表示氨的水溶液呈弱碱性的原因__________________________________________。

（2）1923年丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳莱提出了质子理论。

凡是能够释放质子（H＋）的任何含氢原子的分子或离子都是酸；凡是能与质子（H＋）结合的分子或离子都是碱。

按质子理论，下列粒子在水中既可看作酸又可看作碱的是_______（填写序号）。

A．CH3COO－B．NH3C．H2OD．HSO3－E．OH－F．NO3－

（3）1923年路易斯提出了广义的酸碱理论。

凡是能给出电子对而用来形成化学键的物质都是碱；凡是能和电子对结合的物质都是酸。

如：

H＋＋[︰OH]－→H︰OH

酸（电子对接受体）碱（电子对给予体）反应产物

试指出下列两个反应中的酸或碱：

①F—＋H2O

HF＋OH—，该反应中的碱是________（填“F－”或“H2O”）。

②H3BO3＋H2O

H＋＋B（OH）4—，该反应中的酸是_______（填“H3BO3”或“H2O”）。

B组

．与水的电离（2H2O

OH－＋H3O＋）相似，液氮中也存在着极微弱的电离，但这种电离程度比水的电离程度还要弱。

下列有关叙述中不正确的是

A液氮不导电

B液氮冷却得到的晶体为离子晶体

C液氨中的NH2－、NH3、NH4＋肯定具有相同的电子数

DNH2－和OH－为等电子体

．下列反应中，属于液氨的酸碱反应的是

ANaNH2＋NH2Cl＝NaCl＋N2H4BCaO＋2NH4Cl＝CaCl2＋2NH3＋H2O

CBiN＋3NH4Cl＝BiCl3＋4NH3DNH4Cl＋NaNH2＝NaCl＋2NH3

．液氨溶解金属钠后成为蓝色的导电能力很强的溶液，其颜色被认为是电子的氨合e－（NH3）n引起的。

若放置后，蓝色逐渐褪去，蒸发褪色后的溶液得到白色氨基钠（NaNH2），反应的化学方程式为：

2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2↑，下列说法中不正确的是

A溶液褪色的速率与逸出氢气的速率成正比

B液氨中有如下平衡：

2NH3

NH4＋＋NH2－

C液氨是一种非电解质，在水中才能电离

D碱金属的液氨溶液是一种强还原剂

．当将金属钠溶解在液氨中时，能形成一种兰色的液氨溶液，兰色据认为是生成了电子氨化物e（NH3）n－的缘故，其生成可用以下的反应式表示：

Na＋nNH3＝Na＋＋e（NH3）n－，小心蒸去氨气可得白色固体NaNH2，而且有以下反应发生：

2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2↑，下列说法不正确的是

A液氨不能发生电离B液氨能电离出NH4＋和NH2－

C钠的液氨溶液是强的还原剂D蒸发钠的液氨溶液时兰色会逐渐褪去

．液氨溶解碱金属后成为蓝色的导电能力很强的溶液，其颜色被认为是电子的氨合物［e（NH3）n－］引起的，若放置蓝色逐渐褪去，蒸发褪色后的溶液可以得到白色的氨基钠（NaNH2），反应为：

2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2，据此有关说法不正确的是

A溶液褪色速率与逸出氢气的速率相对应

B液氨中有电离过程：

2NH3＝NH4＋＋NH2－

C碱金属的液氨溶液是强还原剂

D液氨是一种非电解质，在水中才能电离

．下列反应中，属于液氮中的酸碱反应的是

ANaNH2＋NH2Cl＝NaCl＋N2H4BCaO＋2NH4Cl＝CaCl2＋2NH3＋H2O

CBiN＋3NH4Cl＝BiCl3＋4NH3DNH4Cl＋NaNH2＝NaCl＋2NH3

．在－50℃时，液氨可发生如下电离2NH3

NH4＋＋NH2－，两种离子的平衡浓度均为1×10－15mol/L，下列有关叙述正确的是

A此温度下，液氨的离子积为1×10－15

B在液氢中放入NaNH2，则液氨的离子积数值将增大

C在此温度下，液氮的离子积数值为1×10－30

D在液氨中放入NH4Cl，则液氨中的[NH4＋]将大于[NH2－]

．实验表明，液态时，纯硫酸的导电性强于纯水。

已知液态电解质都能像水那样自身电离而建立电离平衡（即像H2O＋H2O＝H3O＋＋OH－那样），且在一定温度下都有各自的离子积常数。

问在25℃时，纯硫酸的离子积常数K和水的离子积常数KW关系为

AK＞KWBK＝KWCK＜KWD无法比较

．1966年的圣诞节前，在欧拉（1994年度诺贝尔化学奖获得者）的实验室里，一名研究人员将一支快燃尽的蜡烛头扔到一装有化合物SbF5·HSO3F溶液的容器里，结果蜡（烛）很快溶解了；用核磁共振仪研究发现有大量的叔丁基正碳离子（CH3）3C＋生成（以前这种离子很难大量得到）。

此研究结果表明化合物SbF5·HSO3F具有

A超强氧化性B超强还原性C超强酸性D超强碱性

．在COCl2＋AlCl3＝COClAlCl4的反应中，COCl2是

A布朗斯特碱B布朗斯特酸C路易斯碱D路易斯酸

．根据酸碱的质子理论，“凡是能给出质子[H＋]的分子或离子都是酸；凡是能结合质子的分子或离子都是碱。

”按这个理论，下列微粒：

①HS－，②CO32－，③HPO42－，④NH3，⑤OH－，⑥H2O，⑦HCO3－，⑧HAc，⑨KHSO4

（1）只属于碱的微粒是：

；

（2）只属于酸的微粒是：

；

（3）属于两性的微粒是：

。

（填编号）。

．在测定液态BrF3电导时发现，20℃时导电性很强，说明该化合物在液态时发生了电离，存在阴、阳离子。

其他众多实验证实，存在一系列明显离子化合物倾向的盐类，如KBrF4、（BrF2）2SnF、ClF3·BrF3等。

由此推断液态BrF3电离时的阴阳离子是

．纯液态IF5的导电性比预估的要强的多。

试指出在该体系中存在的物种为____、、；所对应的几何构型为、、。

．纯硫酸的粘度大约是水的50倍，一般离子在纳硫酸中迁移速度非常慢，但_____离子和离子在硫酸中的迁移速度非常快，其速度恰似水中的离子和离子的迁移速度，这些离子在各自溶剂中之所以迁移速度非常快，是因为。

．从某些性质看，NH3和H2O，NH4＋和H3O＋，OH－和NH2－，NH2－和O2－两两相似。

（1）试写出乙酸在液态氨中的形式。

在水溶液中CH3COOH

CH4＋CO2，则乙酸在液态氨中的相应反应的方程式为。

（2）在液态氟化氢中，SbF5成为导电强的溶液，其离子方程式为，生成的两种物质的几何构型为，。

．试用反应方程式表示在液态BrF3中用KBrF4滴定SnBr2F10会出现电导最低。

．PCl5极易水解，将PCl5投入液氨中也能发生氨解，写出PCl5氨解反应方程式。

．从某些方面看，氨和水相当，NH4＋和H3O＋（常简写为H＋）相当，NH2－和OH－相当，NH2－（有时还包括N3－）和O2－相当。

（1）已知在液氨中能发生下列二个反应

NH4Cl＋KNH2＝KCl＋2NH2

2NH4I＋PbNH＝PbI2＋3NH3

请写出能在水溶液中发生的与上二反应相当的反应方程式。

（2）完成并配平下列反应方程式（M为金属）：

M＋NH3→

MO＋NH4Cl→

M（NH2）2→

．从某些方面看，NH3和H2O相当。

试回答：

（1）用简要的文字和相应的电离及化学方程式解释，为什么在液氨体系中可用NH4Cl去滴定NaNH2；

（2）氨可形成多种离子，其中N2H5＋，N2H62＋是由中性分子结合质子形成的（类似NH4＋），因此有类似于NH4＋的性质。

试写出N2H62＋在强碱溶液中反应的离子方程式：

；

（3）若液氨相当于地球上的水以满足木星上生物生活的需要，假如那里的生命分子也是以碳链为骨架的话，那么木星上生物体内与地球上生物中葡萄糖分子结构相当的化合物是（写结构简式）。

．酸的强弱除与本性有关外，还与溶剂有关，如HAc和HF在水溶液为弱酸，且酸性HAc＜HF；若在液氨中两者皆为强酸，这种效应称为拉平效应。

（1）HAc、HF在液氮中呈强酸性的原因是。

（2）某些溶剂对酸有区分效应，为区分HCl、HCIO4、H2SO4、HNO3的酸性强弱，应选用下列何种溶剂？

AH2OB液氮C冰醋酸D乙二胺

上述四种酸在你所选用的试剂中，酸性最强的是。

（3）在液氨中，NaAc＋HCl＝NaCl＋HAc这一反应能否发生？

为什么？

．参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：

在液态BrF3中用KBrF4滴定Br2PbF10，过程中出现电导最低点。

写出有关反应式。

．美国化学家皮尔逊（B．G．Pearson）于1963年从大量的酸碱反应和酸碱组合物的性质中，总结出的一种经验规则。

即软酸与软碱易生成稳定的化合物，硬酸与硬碱也易生成稳定的化合物，交界的酸碱不论对方是软是硬都能反应，所生成的化合物的稳定性相差不大。

并对路易斯酸碱分别归类。

酸有三类：

①硬酸；特点是接受电子的原子体积小，正电荷高，没有易变形和易失去的电子；②软酸，特点是接受电子的原子体积大，正电荷低或等于零，有易变形或易失去的电子；③交界酸，保持价电子的能力介于硬酸与软酸之间的酸。

碱亦有三类：

（1）硬碱，特点是给电子原子不易失去电子，电负性高；难变形，不易被氧化；②软碱，特点是给电子原子易失去电子，电负性小，易极性变形；③交界碱，性质介于软碱与硬碱之间的碱。

（1）将下列路易斯酸碱填入表格中：

H＋、BF3、CO、NH3、O2－、OH－、Na＋、Mg2＋、S2－、Cl－、Cu＋、Hg2＋、I2、I－

路易斯酸

路易斯碱

硬酸（碱）

软酸（碱）

交界酸（碱）

Fe2＋、Zn2＋、Pb2＋、SO2

Br－、NO2－、SO3－

（2）用该理论解释HF比HI稳定。

（3）Cu2＋与NH2CH2COOH生成配合物的稳定性比CH3COOH生成配合物的稳定性，原因；Pb2＋与RSH生成配合物的稳定性比ROH生成配合物的稳定性，原因。

（4）为什么Ag和Cu的常见矿是硫化矿，而Al和Ca则分别以氧化物和碳酸盐形式存在?

．在强酸性的非水溶液，如SbF5的HF溶液中通入H2S气体，结果只得到一种晶体A。

经分析，A的阴离子具有八面体结构，阳离子与PH3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）在上述反应中，H2S起着什么作用？

（3）A物质能对石英有腐蚀作用，问A的哪一种离子对石英具有腐蚀作用？

（4）如何贮存A？

C组

．强酸溶解于水中，是以离子形式存在于水溶液中；可溶性金属氢氧化物溶解于水，也是以离子形式存在于水溶液中。

除了离子的不同外，这两个过程还有什么根本不同？

．

（1）指出酸的强度与浓度的区别。

（2）指出弱碱与不溶碱的区别。

．画出“氢氧化氨”分子的点电子结构图，说明其为什么不能以弱碱的形式存在，并解释为什么氨在水溶液中呈现出弱碱性？

．写出HS－的共轭酸。

．写出下列过程的净离子方程式，并指出哪个反应的总反应物反应量不到理论量的2%，哪个反应的总反应物反应量超过理论量的98%？

（1）HC2H3O2＋H2O

（2）C2H3O2－＋H2O

（3）C2H3O2－＋H3O＋（4）NaOH＋HC2H3O2

（5）NaC2H3O2＋HCl（aq）（6）HCl（g）＋H2O

（7）Cl－＋H3O＋（8）Cl－＋H2O

（9）NH4＋＋NaOH（10）NH4＋＋OH－

（11）NH3＋H2O（12）NH3＋H3O＋

（13）NH3＋HCl（aq）（14）Na＋＋OH－

．写出下列各酸的共轭碱。

（1）HCN

（2）HCO3－（3）N2H5＋（4）C2H5OH

．写出下列各碱的共轭酸。

（1）HC2H3O2

（2）HCO3－（3）C5H5N（4）N2H5＋

．写出下列酸的共轭碱的化学式：

（a）HCN，（b）HCO3－，（c）N2H5＋，（d）C2H5OH，（e）HNO3。

．写出下列碱的共轭酸的化学式：

（a）HC2H3O2，（b）HCO3－，（c）C5H5N，（d）N2H5＋，（e）OH－。

．氨基酸主要以＋NH3CH2COO一的形式存在：

（1）写出其共轭碱，

（2）写出其共轭酸。

．已知2BeF2与2F一反应生成2BeF42－，则在这一反应中Lewis酸、碱分别是什么？

．与水作溶剂相比，乙酸在下列溶剂中是较弱酸还是较强酸？

（1）联氨（N2H4），

（2）二氧化硫（SO2），（3）甲醇（CH3OH），（4）液态氢氰酸（HCN），（5）液态硫酸（H2SO4）。

．在BeF2和2F－生成BeE42－的反应中，哪一个反应物是Lewis酸，哪一个是Lewis碱？

．液态NH3与水一样，是两性溶剂。

写出其自电离作用的方程式。

．在水溶液中C6H5NH2是一种有机弱碱，说明在什么溶剂中C6H5NH2能够成为一种强碱。

．写出HX在水中的离解方程式，并标出所有的酸和碱。

．

（1）解释为什么HClO4，HClO3，HClO2的酸性依次降低？

（2）ClO4－，ClO3－，ClO2－之间碱性的相对强度如何？

（3）对比⑴中的情况，说明为什么H3PO4，H3PO3，H3PO2的酸性相对强度变化不大？

．在某溶剂中，硝酸的共轭酸失去一水分子。

试用Lewis酸碱理论解释，产物仍然是一个酸？

．下列哪个反应是Lewis酸碱反应？

NH3＋2BF3→H3N︰2BF3Cl＋S→Cl2＋＋S2－

．在苯的稀溶液中，加入等物质的量的（C4H9）3N和HCl生成一种具有偶极矩的物质。

在同样的溶液中加入等物质的量的（C4H9）3N和SO3，生成一种具有几乎相同偶极矩的物质。

问所生成的极性物质有什么特性？

HCl和SO3有什么相同的特点？

．如何用Lewis酸碱理论来解释SO32－和S反应生成S2O32－？

．在有机化合物的燃烧分析中，固体NaOH被用于吸收来自燃烧气体中的CO2。

试以Lewis酸理论说明该反应。

．某一反应可用酸催化，在水中0.1M酸溶液的催化活性按以下顺序递减：

HCl、HCOOH和HC2H3O2。

在无水氨中发生同样的反应时，0.1M的三种酸溶液的催化活性却相同。

试给予合理解释？

．某一反应用酸催化，发现在水中0.1mol/L的HCl，HCOOH，HC2H3O2的催化作用依次降低，而在液态氨中0.1mol/L的这三种酸的催化作用却一样。

试作解释。

．液氨轻微电离。

在－50℃，它的离子积KNH3＝［NH4＋］［NH2－］＝10－30。

试求出每mm3纯液氮中有多少氨化物离子（NH2－）？

．在－50℃时，1L液氢中溶解氯化铝和氨基钠各10.0g。

试求该溶液中按离子的摩尔浓度（参见上题条件）？

．完成方程式（反应体系内有4mol离子）：

HNO3＋2H2SO4（100%）＝__________＋_________＋_________

．完成反应方程式：

在100%H2SO4中，1molH3BO3和6molH2SO4反应生成6mol（离子）：

．完成在100%H2SO4中该反应方程式：

I2（7mol）和HIO3（1mol）、H2SO4（8mol）生成产物16mol（离子）。

．指出下列物质在液氨中的酸碱行为：

CH3OOH、CH3CH2OH、H2NCONH2、NaH。

．指出下列物质在100%H2SO4中的酸碱行为，写出有关化学反应式。

CH3COOH、HClO4、H2NCONH2、SO3

．将SO3晶体溶解在硝酸中，发生了什么化学反应？

写出有关化学反应方程式。

．写出下列各反应的方程式。

（1）在液氨中，氨基钾与苯胺作用。

（2）往浓H2SO4－HNO3体系中通入HCl气体，生成NO2Cl。

．在苯的稀溶液中，加入等物质的量的（C4H9）3N和HCl生成一种具有偶极矩的物质。

在同样的溶液中加入等物质的量的（C4H9）3N和SO3，生成一种具有几乎相同偶极矩的物质。

问所生成的极性物质有什么特性？

HCl和SO3有什么相同的特点？

．如何用Lewis酸碱理论来解释SO32－和S反应生成S2O32－？

．某一反应用酸催化，发现在水中0.1mol/L的HCl，HCOOH，HC2H3O2的催化作用依次降低，而在液态氨中0.1mol/L的这三种酸的催化作用却一样。

试作解释。

．氨基酸主要以＋NH3CH2COO一的形式存在：

（1）写出其共轭碱，

（2）写出其共轭酸。

．已知2BeF2与2F一反应生成2BeF42－，则在这一反应中Lewis酸、碱分别是什么？

．已知液体SO2和纯水的导电性相近，实验测得两者的比电导值分别为3×10－3Ω一1cm一1和8×10－3Ω一1cm一1。

试用简要的文字和化学方程式给出解释为什么液体SO2中，可用Cs2SO3去滴定SOCl2？

．非水滴定下列物质，哪些宜用酸性溶剂，哪些宜用碱性溶剂？

并说明依据。

醋酸钠、乳酸钠、苯甲酸、苯酚、吡啶、水杨酸

．在非水滴定中，为标定甲醇钠的浓度，称取苯甲酸0.1666g，消耗甲醇钠溶液8.95mL，求甲酸钠的物质的量浓度。

．低温下，Na溶于液态NH3的反应式为：

Na＋（m＋n）NH3＝Na（NH3）m＋＋e（NH3）n－

氨合钠离子［Na（NH3）m＋］为无色物，氨合电子［e（NH3）n－］（一般浓度时）为深蓝色。

取两根惰性电极分别作阴、阳电极，插入Na的液氨溶液中进行电解。

请写出阴阳两极的电极反应方程式。

．

（1）根据酸碱质子理论，在硫酸中硝酸是一种弱碱，又知硫酸的一水合物是一种稳定的物质，写出N2O3与发烟硫酸反应的化学方程式。

（2）将铜溶于N2O4的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成一种气体，写出这个制备反应的化学方程式。

．10cm30.20mol/LNH4＋的（绝对）乙醇溶液和10cm30.20mol/LC2H5ONa的（绝对）乙醇溶液混合。

求所得溶液（20cm3）中NH4＋的浓度。

附：

（绝对）乙醇的电离常数K＝8.0×10－20，NH4＋的电离常数Ka＝1.0×10－10。

．酸碱的溶剂理论认为：

酸是能给出表征溶剂特征的阳离子的物质，碱则是能给出表征溶剂特征的阴离子的物质。

（1）液态2SO2存在着SO2

SO2＋＋SO32－平衡。

在液态SO2中，Cs2SO3和SOCl2可以相互滴定，写出该反应的化学方程式。

（2）二乙基锌Zn（C2H5）2在干冰的温度下可与SO2反应，写出该反应的化学方程式。

（3）PCl5、NbCl5和UCl6在液态SO2中可以发生溶剂分解反应，写出它们的化学反应方程式。

（4）在液体SO2中，NH4SCN和SOCl2反应类似于水溶液中的什么反应？

写出该化学反应方程式。

（5）当亚硫酸四甲基铵的液体SO2溶液，加到AlCl3的液体SO2溶液中时，生成白色沉淀。

当继续加入过量的亚硫酸四甲基铵时，沉淀又重新溶解了，写出沉淀的生成和溶解的化学反应方程式。

这与水溶液中的什么反应类似？

（6）在液态SO2中还可以发生氧化还原反应。

写出C2H5ONO与KI，C2H5ONO与N3－在液态SO2中反应的化学方程式。

．酸碱的概念在化学上非常普遍，人们多次以各种方式给它们下定义。

其中最常见的定义有：

质子定义——凡是提供质子的分子或离子是酸，凡能接受质子的分子或离子是碱；溶剂定义——凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸，凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱；Lewis（路易斯）定义——酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体。

试回答下列问题：

（1）在BrF3溶剂中，BrF2AsF6属于哪类物质？

试说明之。

（2）纯硫酸具有高沸点、高粘度，所以在外电场作用下，一般离子在纯硫酸中的迁移速度很慢，试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别快，并解释你的推测。

（3）H3PO3与碱反应仅形成两种类型的盐，这说明H3PO3是几元酸？

画出其结构式并写出固体H3PO3加热时的分解方程式。

（4）当SbF5加到氟磺酸中，获得一种超酸（superacid），试写出有关反应式来说明超酸的形成。

超酸体系能否在水溶液中形成？

试说明你的结论（注：

超酸的酸性比强酸如HNO3、H2SO4的浓水溶液大106～1010倍）。

参考答案（77）