高中化学竞赛无机化学
高中化学无机化学竞赛辅导课件.ppt
• d区元素的化合物
• 离子极化对ds区元素化合物性质的影响
•
颜色
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溶解
•
HgF2 HgCl2 HgBr2 HgI2 水解性质
• Hg2+ 与卤素及拟卤离子形成的配合物 HgX42-
• HgNH2X
4) 常见配位化合物及配位数 Cu(I) Cu(NH3)2+ CuCl3- Cu(CN)43Cu(II) 配位数通常为4 CuCl42- Cu(NH3)42+ Cu(CN)42Ag(I) 配位数通常为2 Ag(NH3)2+ Ag(S2O3)23- Ag(CN)2Zn(II) 配位数为4和6 ZnCl42- Zn(NH3)42+ Zn(NH3)62+ Cd(II) 常见配位数为4 Hg(II) 配位数为4 与卤素和类卤离子
• 氢键
•
强弱次序：
F—H ···F > O—H ···O > O—H ···N &g ···Cl > O—H ···S
特点： 是特殊的分子间作用力
具有方向性和饱和性
晶体结构
1. 晶格和点阵、晶胞 晶系：立方 四方 正交 单斜 三斜 三方 六方
2. 金属晶体—堆积 非密置层的堆积：简单立方和体心立方 密堆积：立方密堆—面心立方 六方密堆—六方晶胞 空间利用率及配位数
• 离子晶体 • CsCl 负离子成简单立方堆积，正离子占据立方体间隙。
NaCl 负离子成面心立方堆积，正离子占据八面体体间隙。
ZnS 负离子成面心立方堆积，正离子占据四面体间隙。
• 分子晶体
• 共价晶体
•
金刚石和石墨的结构
• 离子极化 • 离子的极化能力 • 离子的变形性 • 离子极化对键型和晶型的影响
高中化学竞赛 无机化学10
④反应限度 [问题]电池电动势与热力学的自由能变有何联系? ∵ △G=Wf(有用功) 有用功) 若只作电功,则 -Wf=C×ε=nFε =C× ∴ -△G=nFε -△G=nF △G=-nFε G=- 标态下,△GΘ=-nFεΘ △ 又∵ △GΘ=-RTnK ∴ -RTnK =-nFεΘ -RT nK RT nK =- 由εΘ可计算K K 例:借助φΘ 确定AgCl的Ksp φ AgCl(s) Ag++Cl-
[强氧化型]1+[强还原型]2 [弱氧化型]2+[弱还原型]1 强氧化型] +[强还原型] 弱氧化型] +[弱还原型]
"对角线方向相互反应"规则(自己思考) 例:在含Cl 例:在含Cl-,Br-,I-混合液中,选用何种氧化剂只 氧化I 氧化I-为I2 ③判断反应产物 判断反应产物; [前提]不考虑反应速度,水溶液中,标准态.
例:已知Cu Cu的 例:已知Cu+/Cu的φΘ=0.52v,KspCuCl=10-6; 求:CuCl/Cu的 φΘ /Cu的 2. 酸度对的影响 对有H+,OH-参与的电极反应,溶液酸度的变化对φ有 φ 影响. PH——电势图:将恒温恒浓下, PH与φ的关系作 φ的关系作图. 纵坐标为φ,横坐标为 φ,横坐标为PH,其关系必为一条直线,截 距为φΘ,斜率为-A×0.05915/n A为H+的计量系数 φ / [分析]线上方为氧化型的优势区,线下方为还原型优 势区,线上为平衡状态.(不要求) [应用]预测物质在水中的稳定区域(不要求)
四,电极电势的意义和应用
φΘ为还原电位,即发生还原反应,故其电位的代数 值越大,该电对中氧化型的氧化能力越强.
1. 意义:表征了电对中氧化型的氧化能力和还原型的 还原能力. 2. 应用: ①氧化,还原能力的判断 金属活动顺序表. ②判断氧化还原反应自发进行的方向. ε>0 ε= φ(+)-φ(-)
2024版化学竞赛无机化学绝密
针对不同题型的备考方法指导
选择题答题技巧
针对选择题的特点，提供有效的答题技巧，如 排除法、对比法等，帮助考生提高答题速度和
准确率。
填空题答题策略
总结计算题的解题步骤和常用方法，如守恒法、 差量法等，帮助考生提高计算能力和解题效率。
计算题解题方法
分析填空题的特点和常见陷阱，给出相应的答 题策略，指导考生如何快速准确地完成填空。
提供精准计算的方法和技巧， 如近似计算、巧算等，帮助考 生提高计算速度和准确性。
04
复查与验算技巧
强调复查和验算的重要性，给 出相应的技巧和方法，帮助考 生确保答案的正确性。
05
无机化学前沿领域介绍与展望
新型无机材料研究进展
1 2
新型超导材料 探索高温超导材料，提高能源利用效率和电子设 备性能。
感谢您的观看
THANKS
氧化物的分类与性质
金属氧化物、非金属氧化物（酸性、碱性、两性），氧化物的稳 定性与反应性。
氢氧化物的制备与性质
碱金属、碱土金属、过渡金属氢氧化物的制备，氢氧化物的酸碱性、 溶解度、稳定性。
盐类的水解与反应
盐类水解的原理，影响盐类水解的因素，盐类与酸、碱、盐的反应。
配位化合物及其性质
配位化合物的基本概念
01
化学反应的热力学
理解化学反应的热力学基本概念， 如反应热、焓变、熵变和自由能 变等，掌握热力学第二定律和吉 布斯自由能判据。
02
03
氧化还原反应
掌握氧化还原反应的基本概念， 如氧化数、氧化剂和还原剂等， 理解氧化还原反应的配平方法和 电极电势的应用。
04
02
无机化合物性质与反应
氧化物、氢氧化物及盐类
配体、中心原子、配位数、配位键。
高中化学竞赛 中级无机化学 酸碱强度
二、气态二元氢化物酸度的判定
气态二元氢化物的酸性特征可以利用该类化合 物的质子特征来描述。即
H = D + Ip - Ea
•
D 是从气态分子氢化物中移走一个氢原
子所需要的能量，即为X-H解离能；
• EA是Hn-1X（g）的电子亲和能；
• IP是氢原子的电离能。
例5. 判断Fe3+与X-形成配合物时稳定性最大的 是[FeF]2+还是[FeBr]2+,为什么?
• 分析问题：
结合的难易用软硬酸碱理论来判断 答： Fe3+电荷高、半径小为硬酸，F-的半径小于Br-的半 径，所以F-的硬度大于Br-的硬度，Fe3+易与F-结合 形成稳定的配合物，故稳定性最大的是[FeF]2+。
总述:
• 在同一族内，二元氢化物水溶液酸性变化
趋势与气相的变化趋势相同，即从上到下 酸性增强。 • 同一周期从左到右，水溶液的酸性增加更 显著，但相应气相氢化物酸性增加却并不 如此明显。 ΔH hyd 与X半径成反比。
四、二元氢化物的取代产物
二元氢化物的取代产物可用其通式 HARn 来表示，
它们相对酸度可用下式反应来衡量： HARn→H++ARn这一过程的能量变化包括下面两个过程：
θ 如硫酸 (O)2S(OH)2 ( m=2, n=2 )的 pKa 3 ，
1
而 pKaθ 2 。这些规则的成功可由下表提供的实例
2
得到支持，估算值与实验值之间的误差仅约±1。
m=0
m=1
m=2
m=3
六、路易斯酸碱强度
1、 Lewis酸强度的概念
高中化学竞赛无机1第一章 化学基础知识
第一章 化学基础知识1. 1. 01 理想气体模型的基本假定：气体分子的自身体积可以忽略，分子可看成有质量的几何点；气体分子间的作用力可以忽略，分子与分子之间、分子与器壁之间的碰撞，可认为是完全弹性碰撞，即碰撞过程中无动能损失。
高温、低压下的实际气体很接近理想气体。
1. 1. 02 理想气体状态方程：理想气体状态方程 pV = nRT中，若压力 p 以Pa 为单位，体积 V 以m 3为单位，温度 T 以K 为单位，物质的量 n 以mol 为单位，则比例系数R = 8.314 J•mol －1•K －1。
R 称为摩尔气体常数。
pV 之积可以看成一种功。
若理想气体状态方程中体积 V 的单位变为 dm 3，而其余物理量的单位不变，则 R = 8.314 103 Pa•dm 3•mol －1•K －1，这个R 值用于处理压力与浓度的关系时，十分方便，如用在下面的公式中p = —— RT p = c RT 式中 c 是以 mol•dm －3 为单位的浓度。
1. 1. 03 混合气体和组分气体：由两种或两种以上的气体混合在一起组成的体系，称为混合气体。
组成混合气体的每种气体，都称为该混合气体的组分气体。
1. 1. 04 组分气体的摩尔分数：若第i 种组分气体的物质的量用n i 表示，混合气体的物质的量用n 表示，则—— 称为第i 种组分气体的摩尔分数，用 x i 表示。
显然有 1. 1. 05 组分气体的分压：混合气体的体积称为总体积，用 V 总 表示。
当第i 种组分气体单独存在，且占有总体积时，其具有的压力，称为该组分气体的分压。
若第i 种组分气体的分压，用 p i 表示，则有下面理想气体的状态方程式成立p i V 总 = ni R T 1. 1. 06 组分气体的分体积：n in nV混合气体所具有的压力，称为总压，用 p 总 表示。
当第i 种组分气体单独存在，且具有总压时，其所占有的体积，称为该组分气体的分体积。
全国高中化学竞赛真题汇总
全国高中化学竞赛真题汇总高中化学竞赛是一项极具挑战性和专业性的学科竞赛，对于热爱化学、追求知识深度和广度的学生来说，是一个展示自己才华和实力的舞台。
以下是为大家汇总的一些全国高中化学竞赛的真题，希望能对准备参赛的同学们有所帮助。
一、无机化学部分真题 1：已知某元素 X 的原子序数为 25，其＋2 价离子的电子构型为 Ar3d5。
请回答下列问题：（1）写出元素 X 的名称和元素符号。
（2）预测元素 X 的常见氧化态。
（3）比较元素 X 的＋2 价离子和＋3 价离子的稳定性，并说明原因。
这道题主要考查了原子结构和元素周期表的相关知识。
对于原子序数为 25 的元素，我们可以通过电子构型来确定其为锰（Mn）。
锰常见的氧化态有＋2、＋4、＋6、＋7 等。
在＋2 价和＋3 价离子中，由于＋2 价离子的 3d 轨道半充满，结构相对稳定，所以＋2 价离子比＋3 价离子更稳定。
真题 2：给出下列化合物的名称：K2PtCl6、Co(NH3)6Cl3。
这道题考查了配合物的命名。
K2PtCl6的名称为六氯合铂（Ⅳ）酸钾，Co(NH3)6Cl3 的名称为三氯化六氨合钴（Ⅲ）。
二、有机化学部分真题 1：完成下列反应方程式：（1）CH3CH2CH=CH2 ＋HBr →（2）CH3CH2OH ＋PBr3 →对于第一个反应，根据马氏规则，氢原子会加到含氢较多的双键碳原子上，所以产物为 CH3CH2CHBrCH3。
第二个反应中，PBr3 可以将醇羟基转化为溴原子，产物为 CH3CH2Br。
真题 2：用化学方法鉴别以下化合物：苯甲醛、乙醛、丙酮。
鉴别这三种化合物可以利用醛基的特殊反应。
首先，分别加入银氨溶液（托伦试剂），能产生银镜反应的是苯甲醛和乙醛，无现象的是丙酮。
然后，向产生银镜反应的两种物质中加入斐林试剂，加热后产生砖红色沉淀的是乙醛，不产生沉淀的是苯甲醛。
三、物理化学部分真题 1：在 298 K 时，反应 2A ＋B → C 的速率常数 k ＝ 10×10^（－3) L·mol^（－1)·s^（－1)。
高中化学竞赛 无机化学6
高中化学竞赛无机化学6高中化学竞赛中的无机化学部分，是一个充满挑战与趣味的领域。
在这其中，第六部分的知识更是涵盖了众多关键的概念和原理。
首先，让我们来聊聊原子结构。
原子是构成物质的基本单位，了解其结构对于理解化学性质至关重要。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成，而电子则围绕着原子核高速运动。
质子的数量决定了元素的种类，而原子的质量主要由质子和中子共同决定。
电子在不同的能级轨道上运动，其分布遵循特定的规律。
比如，能层、能级、原子轨道等概念，都是理解电子运动状态的重要基础。
说到化学键，这可是无机化学中的重点。
离子键是通过阴阳离子之间的静电作用形成的，通常在活泼金属与活泼非金属之间形成。
共价键则是原子之间通过共用电子对形成的，分为极性共价键和非极性共价键。
金属键则存在于金属单质中，是由金属阳离子和自由电子之间的相互作用形成的。
这些不同类型的化学键决定了物质的物理性质和化学性质。
比如离子化合物通常具有较高的熔点和沸点，而共价化合物的性质则较为多样。
元素周期表是无机化学的重要工具。
在高中化学竞赛中，对元素周期表的深入理解是必不可少的。
同一周期的元素，从左到右，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
这些规律有助于我们预测元素的性质和化合物的形成。
再来看看无机化合物。
氧化物是其中的一大类，包括酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物等。
酸和碱的性质和分类也是重要的考点。
强酸强碱在溶液中完全电离，而弱酸弱碱则部分电离。
盐的种类繁多，有正盐、酸式盐和碱式盐等。
了解它们的水解规律对于判断溶液的酸碱性非常关键。
化学反应速率和化学平衡也是竞赛中的重点。
影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等。
而化学平衡则是一个动态平衡，当外界条件改变时，平衡会发生移动。
通过勒夏特列原理，我们可以判断平衡移动的方向。
在无机化学的实验部分，各种实验操作和实验现象需要我们熟练掌握。
高中化学竞赛无机化学计算题
无机化学计算题化学热力学：1．高价金属的氧化物在高温下容易分解为低价氧化物。
以氧化铜分解为氧化亚铜为例，估算反应分解的温度。
该反应的自发性是焓驱动的还是熵驱动的？温度升高对反应自发性的影响如何？解：4CuO===2Cu2O＋O2△r Hθm(298K)＝2△fHθm(298K，Cu2O)＋△fHθm(O2)-4△fHθm(298K，CuO)＝2×(-169)＋0－4×(-157.3)＝291.2kJ·mol-1△r Sθm(298K)＝2Sθm(298K，Cu2O)＋Sθm(298K，O2)-4Sθm(298K，CuO)＝2×93.3＋205.138－4×42.7＝220.94J·mol-1·K-1分解时：△rGθm≤0即△rHθm(298K)-T△r Sθm(298K)≤0∴T≥△r Hθm(298K)/△r Sθm(298K)＝1318K在此反应中，△r Hθm(298K)>0，△rSθm(298K)>0，故该反应的自发性是熵驱动的。
温度升高，此反应更易朝着正反应方向进行。
2.银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象。
（1）设空气中H2S气和H2气“物质的量”都只达10-6mol，问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气?温度达到多高，银器表面才不会因上述反应而变黑?（2）如果考虑空气中的氧气加入反应，使反应改为2Ag(s)+H2S(g)+1/2O2(g)==Ag2S(s)+H2O(l)，该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生?通过计算来回答。
温度对该反应自发性的影响如何?附：298K下Ag2S的标准生成焓和标准熵分别为-31.8kJ·mol-1和146J·mol-1·K-1解：（1）2Ag(s)+H2S(g)==Ag2S(s)+H2(g)298K时，△r Hmθ=△fHθm(Ag2S)-△fHθm(H2S)=-31.8-(-20.63)kJ·mol-1 =-11.17kJ·mol-1△r Smθ=130.684+146-205.79--2×42.55J·K-1·mol-1=-14.206J·K-1·mol-1△r Gmθ=△rHmθ-T△rSmθ=-6.94kJ·mol-1△r Gm=△rGmθ+RT ln[(p(H2)/pθ)/(p(H2S)/pθ)]=△r G mθ=-6.94kJ·mol-1要使反应不发生，则△r Gmθ≥0T≥△r Hmθ/△rSmθ=787K即温度高于787K银器表面才不会因上述反应而变。
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无机化学
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1-1. 过渡元素的价电子层结构.
(n-1)d1~10ns1~2 (Pd:4d105s0) d电子数较多.d电子可部分或全部成键. d轨道未充满可接受孤电子
无机化学
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1-2过渡元素的原子半径和电离势.
过渡元素原子半径比较小,电离势不如主族有规律: 同一周期,从左→右 r↓ ⅦB , Ⅷ最小 , 然后↑未
充满,d的屏蔽效应↓、z↑、r↓.到了ⅡB全充满d屏蔽 ↑、z↓ 、 r↑
同一族 .五、六周期的r相似–––镧系收缩，离子 半径变化相似 较小,
无机化学
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过渡元素的电离势的变化规律与原子半径变 化有关: 同一周期从左→右 I↑ ⅦB , Ⅷ最大, 然后又逐渐减小.
见p1047 表21––7.
无机化学
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1–3. 过渡元素的氧化态.
由于d电子的部分或全部参加成键,所以过渡 元素的氧化态一般从+Ⅱ~与族数
相同的最高氧化态.见p1049 表21–8. 同一周期.从左→右 氧化态↑ ⅦB 最高,然后
↓. 同一族.自上而下,高氧化态比较稳定,而主族
低氧化态比较稳定;
无机化学
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1–4.单质的性质
1.物性:
2. 重要化合物.
TiO2,白色粉末,不溶于水、酸,可溶于HF,热的浓H2SO4 TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O TiO2作颜料,催化剂,化妆品.
无机化学
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2-2.钒. 3d34s2
1. 单质：
银白色金属.较硬(>钢).常温下不溶于稀酸,可溶于
HNO3、王水、热的浓
H2属SO反4形,在成O合2存金在.
下
熔
融
强
碱
,
加
热
时
与
大
多
数
非
金
2.重要化合物.
V2O5 橙黄色~深红色晶体,有毒,微溶于水,为强氧化 剂.
V2O5+6H++2Cl– 2VO2++ Cl2+3H2O
V2O5作催化剂(SO2氧化)及有机合成.
无机化学
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§14-3铬、钼、钨 [(n-1)d5ns1]
同一族自上而下酸性减弱;(氧化态相同)； 同一种元素氧化态↑酸性↑.
如: MnO2 Mn2O3 MnO3 Mn2O7 碱性 弱碱 两性 酸性
无机化学
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1-6. 过渡元素水合离子的颜色
由于含有d电子且轨道未充满; d电子可吸 收可见光发生电子跃迁使立志显示出互 补色.
无机化学
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1-7.过渡元素的配位性质
d轨道未充满,可接受配体提供的孤电子对 而表现出较强的配位能力.
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1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.
大多数有磁性.(与其含有未成对d电子有关) 根据未成对电子数 n可判断配位情况确定
高自旋或低自旋.
无机化学
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例题:
某中心离子在八面体弱磁场n=4.9BM,n=4,而在八 面体强场n=0BM，n=0.
③与非金属反应. ④易形成合金
无机化学
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3-2.重要化合物
1.CrO3 2.Cr2O3 3.重铬酸盐 4.铬酸盐(CrO24- ) 5.钼酸盐.
无机化学
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CrO3
Cr2O3
1.CrO3暗红色晶体,酸酐,强氧化剂
洗
液
K2Cr2O7(s)+2H2SO4( 浓 )=2KHSO4+2CrO3+
H2O
由此推导出中心离子的d电子数为6,即可能是Co3+ 或Fe2+
∵弱场
高自旋
强场
∴与事实相符.
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低自旋
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§14-2. 钛、钒
2-1.钛. 3d24s2 2-2.钒. . 3d34s2
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2-1.钛. 3d24s2
1.单质：银白色金属.ρ=4.506g .cm-3(铁的一半)
较高机械温度,表面致密氧化膜,有良好的抗腐蚀性,制造 飞机、坦克有关设备.
3-1.单质 3-2.重要化合物
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3-1.单质
①都是银白色金属,熔沸点很高,铬的硬度最大,表面易 形成致密的氧化膜,具有一定耐腐蚀性,一旦膜被破坏 则易溶于稀H2SO4中,不溶于HNO3和H3PO4 .钼钨可 溶于HNO3+HF中,高温下铬、钼、钨
② 与 酸 反 应 Cr( 无 氧 化 膜 ), 可 溶 于 稀 HNO3 、 H2SO4, Mo、W可溶于HNO3+HF
第十四章过渡元素 ⅣB-ⅦB Ⅷ
§14-1 过渡元素的通性 §14-2 钛、钒 §14-3 铬、钼、钨 §14-4 锰 §14-5. 铁、钴、镍
§14-1.过渡元素的通性
1-1. 过渡元素的价电子层结构. 1-2. 过渡元素的原子半径和电离势. 1-3. 过渡元素的氧化态. 1-4. 单质的性质 1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性. 1-6. 过渡元素水合离子的颜色. 1-7. 过渡元素的配位性质 1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.
K+Na+NH+ 盐 易 溶 ,Hg+ 、 Ba2+ 、 Pb2+ 盐 难
溶.
2CrO
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2H
Cr2O72- +H2O
黄
橙红
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5.钼酸盐.
(NH4)2MoO4 ( NH4)3PO4·12MoO3 ·6H2O↓ 黄色
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§14-4 .锰3d54s2
4-1.单质 4-2. 重要化合物.
(NH3)2Cr2O7
Cr2O3+N2+4H2O
2.Cr2O3绿色粉末.Cr2O3不溶于酸和碱,作催化剂
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3. 重铬酸盐.
如K2Cr2O7、(NH3)2Cr2O7 。大多易溶于 水,在酸性介质中为强氧化剂:
Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H 2O
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4.铬酸盐(CrO24- )
M具有较强还原性；
还原性：第一过渡系列 > 第二 < 第三(同族↓)而
主族同一族自上而下还原性↑,表现在； ①与酸反应. 第一过渡系列与稀酸； ②与活泼非金属反应.
其中Sc,La的还原性较强,在空气中迅速被氧化, 在水中反应放出H2，也能溶于酸 。
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1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性
同一周期从左→右 酸性↑ 碱性↓. 如:Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 碱性 两性 酸性 强酸性
①由于过渡元素的r较小,所以密度、硬度 较大，熔沸点较高.
②由于含有较多d电子,能级交错,所以具有 金属光泽,导电导热性大多有磁性.
③由于金属晶体是通过金属键结合的，所 以过渡金属具有良好的延展,机械加工性; 其中W的熔沸点最大(22-57g.cm3)
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2.化性.
大多数 M n 较小甚至为反值. M