高中化学竞赛辅导班全部辅导讲义[全套]化学竞赛解题方法

化学竞赛试题的特点特点之一：与生产、生活科技前沿相联系（2004年全国高中学生化学竞赛）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160kJ/mol（N2的键能为942kJ/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：。（中国化学会2001年全国高中学生化学竞赛）今年5月底6月初，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用的警告。据报道，在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化学知识作出如下判断（这一判断的正确性有待证明）：当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是和。当另一种具有（性质）的液态洁污剂与之混合，可能发生如下反应而产生氯气：特点之二：题目信息量大，但书写量小特点之三：注重物质的空间构型今年3月发现硼化镁在39K呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图5－1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。5－1由图5－1可确定硼化镁的化学式为：。5－2在图5－l右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。特点之四：考查学生的知识，更考查学生的能力2001题题最近报道在－100℃的低温下合成了化合物X，元素分析得出其分子式为C5H4，红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环境却有2种，而且，分子中既有C－C单键，又有C＝C双键。温度升高将迅速分解。X的结构式是：2000题31999年合成了一种新化合物，本题用X为代号。用现代物理方法测得X的相对分子质量为64；X含碳93.8%，含氢6.2%；X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在C—C、C＝C和C≡C三种键，并发现其C＝C键比寻常的C＝C短。1．X的分子式是____（2分）2．请画出X的可能结构。（4分）CHHCCCHHCCHHCCHCCHCCCCCHHHH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]－。回答如下问题：10－1以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应相比拟，后者是：。10-2上述阴离子[CB11H6Cl6]－的结构可以跟图10－1的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，[CB11H6Cl6]－离子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根轴旋转360°/5的度数，不能察觉是否旋转过。请在图10－1右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子。HCB接受新知识的能力处理加工信息的能力第4题（10分）去年报道，在－55℃令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一离子化合物（C），测得Xe的质量分数为31％，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中有B的苯环。C是首例有机氙（IV）化合物，－20℃以下稳定。C为强氟化剂和强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到B。4－1写出C的化学式，正负离子应分开写。答：4－2根据什么结构特征把C归为有机氙比合物？答：4－3写出C的合成反应方程式。答：4－4写出C和碘的反应。答：4－5画出五氟化碘分子的立体结构：答：XeFFFFFFFFFBFFFFFFFXeFFBFFFF空间思维和想象能力根据情景大胆假设能力乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A。核磁共振谱表明A分子中的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子里存在羰基，而且，A分子里的所有原子在一个平面上。A很容易与水反应重新变成乙酸。回答如下问题：1．写出A的结构式。2．写出A与水的反应方程式。3．写出A与氢氧化钠的反应方程式。4．写出A与氨的反应方程式，有机产物要用结构式表示。5．写成A与乙醇的反应方程式，有机产物要用结构式表示。化学竞赛试题的解题方法逆推法假设法分析法排除法类比法（1999）化合物C是生命体中广泛存在的一种物质，它的人工合成方法是：（1）在催化剂存在下甲醇与氨气反应得到A。（2）在催化剂存在下乙烯跟氧气反应得到B。（3）在水存在下A和B反应得到C。C的脱水产物的结构如下：写出C的合成反应的化学方程式，A、B、C要用结构式表示。CH2CHN(CH3)3OHCH2CHN(CH3)3OHCH3OH+NH3(CH3)3NCH2OHCH2N(CH3)3OHH2OCH2CH2+O2OCH2CH2+H2O逆推法NO2Fe,HCl,H2ONH2CH3NaClOCHCHABCDCHCHNH2NH2SO3HHO3SHNO3H2SO4H2SO4SO3CHCHNH2SO3HHO3SNH2NaClOSO3HNH2CH3CHCHNH2SO3HHO3SNH2CHCHNO2SO3HHO3SNO2Fe,HCl,H2ONaClOSO3HNO2CH3CHCHNO2SO3HHO3SNO2SO3HNO2CH3CH3NO2H2SO4,SO3CH3NO2CH3H2SO4HNO3不活泼金属的离子与锌反应：Xn++n/2Zn=n/2Zn2++X消耗Zn的质量(g)＝0.100×0.500×65.39×n/2＝1.63n得到X的质量(g)＝0.100×0.500×Mx＝0.05Mx反应后得到的固体质量增加(g)：0.05Mx－1.63n＝4.95设n=1,Mx=131.6；X=Xe,Csn=2,Mx=164.2；X=镧系n=3,Mx=196.8；X=Aun=4,Mx=229.4；X=锕系题示：X为不活泼金属,X为金，Y=AuCl3，AuCl3溶于盐酸生成HAuCl4得到的黄色晶体为HAuCl4·xH2O。某不活泼金属X在氯气中燃烧的产物Y溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中X的质量分数为50％。在500mL浓度为0.10mol/L的Y水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。X是；Y是；Z是。假设法(2002)六配位（八面体）单核配合物MA2(NO2)2呈电中性；组成分析结果：M21.68%,N31.04%,C17.74%；配体A含氮不含氧；配体(NO2)x的两个氮氧键不等长。5－1该配合物中心原子M是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。5－2画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。5－3指出配体(NO2)x在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。5－4除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位？用图形回答问题。设：A中含氮原子数为y,M的相对原子质量为MAnM:nN=21.68/MM:31.04/14=1：（2y+2）MA=19.56x(y+1)y＝1，MA=39.1(g/mol)，M=Ky＝2，MA=58.7(g/mol)，M=Niy＝3，MA=78.2(g/mol),M=Sey＝4，MA=97.8(g/mol),M=Tc由配体(NO2)x的两个氮氧键不等长，推断配体为单齿配体，配位原子为O，故配体为NO2-，因此，Ni的氧化数为+2。NOOMONOMMONOM例4（2000）最近，我国某高校一研究小组将0.383gAgCl，0.160gSe和0.21gNaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115℃，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所示），有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39g。1．写出合成A的化学方程式，标明A是什么？2．溶于水的物质有：_____________类比法3S＋6NaOH＝2Na2S＋Na2SO3＋3H2O2AgCl＋Na2S＝2Ag2S＋2NaCl4AgCl＋3S＋6NaOH＝2Ag2S＋Na2SO3＋4NaCl＋3H2O3Se＋6NaOH＝2Na2Se＋Na2SeO3＋3H2O2AgCl＋Na2Se＝2Ag2Se＋2NaCl4AgCl＋3Se＋6NaOH＝2Ag2Se＋Na2SeO3＋4NaCl＋3H2O类比歧化反应某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa如下表所示：1．请将各种气体的分子式填入上表。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。气体吸入气体呼出气体792747584821328154684037326676265分析法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102°，偶极矩0.78×10－30C·m；对比：氨的键角107.3°，偶极矩4.74×10－30C·m）；1．写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。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？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。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。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。NH3+F2====NH4+NF3CuNHHHNFFFH+Hg+2NF3===HgF2+N2F2NNFFNNFF2N2F2＋SnF4＝[N2F＋]2[SnF6]2－[N2F＋]2[SnF6]2－＝[N2F]＋[SnF5]－＋N2F2NFN+SnFFFFFFSnFFFFFNF3＋F2＋BF3＝NF4＋BF4－NF4＋＋H2O＝NF3＋HOF＋H＋2HOF＝2HF＋O2HOF＋H2O＝HF＋H2O2研究发现，钒与吡啶－2－甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，实验测得其氧的质量分数为25.7%，画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态。要给出推理过程。知识：吡啶－2－甲酸根的结构VO2+VO2+V2+V3+NCOO能力：分析，设配合物中吡啶－2－甲酸根为x2×16x244x+51=25.7%最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1︰3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。1．画出该新型超导材料的一个晶胞（碳原子用小球，镍原子用大○球，镁原子用大球）。2．写出该新型超导材料的化学式。（1999）锇的名称源自拉丁文，原义“气味”，这是由于锇的粉末会被空气氧化为有恶臭的OsO4（代号A，熔点40℃，沸点130℃）。A溶于强碱转化为深红色的[OsO4(OH)2]2–离子（代号B）,向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的颜色转为淡黄色。C十分稳定。C是A的等电子体，其中锇的氧化态仍为＋8。红外图谱可以检出分子中某些化学键的振动吸收。红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有的吸收。C的含钾化合物是黄色的晶体，与高锰酸钾类质同晶。（8分）（1）给出C的化学式。（2）给出A、B、C最可能的立体结构。分析法铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液,热至50℃后冷至0℃，析出暗棕红色晶体A。元素分析报告：A含Cr31.1%，N25.1%，