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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第20讲 赛前指导综观近几年的全国化学竞赛试题，无论是从选拔功能上，还是从试题构造及题型上都发生了深入的变更，在很大程度上，已渐渐演化成智力竞赛（或实力竞赛）。因此，参赛选手单有概念、理论等学问的积累（哪怕这些学问面再广、再深）也是无济于事的。重要的在于有灵敏的思维实力，有找寻、捕获信息核对信息加工的实力，有很好的想象力和创建力，再加上良好的心理素养的协作，才能取胜。本讲我们就来分析一下近几年赛题的特点，实力要求以及应试对策。一、近几年来我国化学竞赛试题的特点1、试题对实力考察力度加大，选拔功能更强了我国化学竞赛始终以普及科学学问、激发青少年科学爱好、促进化学教学改革、探究发觉科学人才的途径为目的，同时，也有选拔高校免试保送生和选拔参与国际化学奥林匹克竞赛的选手的功能。单从选拔功能上看，近几年的赛题有了新的变更：（1）化学试题严密联络消费、生活实际；（2）化学试题联络化学开展前沿；（3）化学试题关注社会热点问题；（4）化学试题广泛联络其他科学与技术。这些变更使得侧重于考察化学学问的立意转变成为以考察竞赛选手实力为主的立意，即主要考察竞赛选手的创建性思维实力。试题尽可能使竞赛选手身处生疏情景，利用原有的学问根底，提取、加工、理解新情境下的信息，提出解决问题的方案、战略和策略，形成学问，开展学问，以到达考察竞赛选手学、识、才三者统一的程度。这将使赛题的选拔功能更强，有助于吸引和选拔更多资优学生参与化学竞赛。2、试题构造合理，题型更新了我国化学竞赛试题最开场的主流试题是构成题。这种题型是由题干和若干个问题组成，题干供应解题或形成试题的信息，问题的提出和排列则是由命题人依据竞赛选手的学问和实力程度细心构筑而成的，故名构成题。一般而言，问题按先易后难的依次编排，最难的问题常常仅占该题总分的1/5左右，但该试题常常流于学问的罗列，试题设置或并列或递进，造成很大的随意性，而且大多数试题以考察学问的深浅度为主，也不利于选拔创新人才。为解决上述问题，近年来化学竞赛试题中渐渐削减了构成题，取而代之的是一种新的主流试题“科学猜谜题”，且权重越来越大。所谓“科学猜谜题”有别于通常意义上的猜谜嬉戏，其“谜面”是在试题中建构未知学问信息，猜谜人化学竞赛选手的智力强弱表如今能否用已有的学问来理解这些信息，并对这些信息进展加工、分析、综合，最终创建性地形成谜底，即得出答案。一般“科学猜谜题”是竞赛选手不知道的学问，是竞赛选手依据信息得出的“新学问”（有可能其学问细微环节对竞赛选手而言还不甚明了，但这些都不阻碍解题）。由于“科学猜谜题”的谜底常常出乎意料，它考察竞赛选手“推理破案”的实力，考察的是“形成性”和“创建性”的学问，往往用已有的形式来套反而得不出答案，因此很能考察竞赛选手的创建性思维的程度，即考察思维的严密性、准确性、深入性和全面性，同时也能做到试题的公正性，有利于选拔人才。该题型思索容量虽大，但应答书写少，也有利于评卷时削减误差。下面我们一起来看两道科学猜谜题：【例1】（1997年全国化学竞赛初赛试题）次磷酸H3PO2是一种强复原剂，将它参加CuSO4水溶液，加热到4050，析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反响后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证明A是一种六方晶体，构造类同于纤维锌矿（ZnS）组成稳定；A的主要化学性质如下：（1）温度超过60，分解成金属铜和一种气体；（2）在氯气中着火；（3）与盐酸反响放出气体。写出A的化学式。写出A的生成反响方程式。写出A与氯气反响的化学方程式。写出A与盐酸反响的化学方程式。【解题思路】整个试题围围着A是什么物质。可以把有关的信息用如下的图形来综合：首先可以把A写成MX。其中的M是铜是无疑的，因A经加热分解可以得到铜（M=Cu）。X是什么？这是本题的难点。先依据MX具有ZnS的构造，是M：X11的组成，A只可能是CuS，CuP，CuO和CuH等等，明显，只有CuH才是与其他信息对应的，若是CuS或CuO，生成反响中就找不到被强复原剂（NaH2PO2）复原的元素，若是CuP，与铜和磷的化合价冲突（按化合价，应是Cu3P或者Cu3P2，均不是ZnS的组成），所以A是CuH。假如选手以为A是Cu、Cu2O、CuH2PO3、Cu3P、Cu3P2、CuH2P、CuHP等等物质，与A的晶体构造属ZnS型（11的MX）冲突，更无后面所述的几种化学性质，不行取。解决了A是什么（本题的关键），其余的问题引刃而解。【答案】1CuH24CuSO43H3PO26H2O4CuH3H3PO44H2SO432CuH3Cl22CuCl22HCl4CuHHClCuClH2【思索】在第3小题和第4小题的两个反响中CuH都是做复原剂，但氧化产物不同？第3小题中的氧化剂Cl2是一种强氧化剂，CuH中的两种元素均可被氧化成高价态。而盐酸是一种弱氧化剂，且Cu+与Cl结合可难溶物CuCl或配离子CuCl2（Cu+ 在盐酸中不会发生歧化反响）因此溶液中无Cu2+ 生成。为什么Cu+在盐酸中不会发生歧化反响呢？【引申拓展】本题涉及到Cu+和Cu2+互相转化的学问。从离子构造看，Cu+的d轨道为全充溢构造(3d10)，比Cu2+(3d 9 )稳定，因此，固态Cu2+的化合物加热时可转化为Cu+ 的化合物。例如：2CuCl2=2CuCl+Cl2 4CuO=2Cu2O+O2在水溶液中，由于Cu+ 的水合热(582kJ·mol-1比Cu2+水合热（2121kJ·mol-1）小的多，故Cu+ 在溶液中不稳定，易歧化生成Cu2+和Cu。2Cu+= Cu2+Cu（平衡常数K=1.48×106）上述反响仍存在可逆性，当有沉淀剂或协作剂存在时，将发生逆歧化反响。例如：Cu2+ + Cu +2X=2CuX（X = Cl、Br、I）当卤素离子过量时，还可以发生下列协作反响：CuX +（n1）X= CuX n (n1) （n =2、3、4）或：Cu2+ + Cu +2nX = 2CuX n (n1) 【例2】 (2000年全国化学竞赛初赛试题) 1999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CC、CC和CC三种键，并发觉其CC键比寻常的CC短。1X的分子式是_ 2请画出X的可能构造。【解题思路】（1）依据相对分子质量及元素百分含量可计算出X中含C、H的原子个数：C原子数= 64×= 5H原子数 = 64×= 4所以X的分子式为C5H4（2）X分子中同时存在CC、CC和CC三种键，所以X可能有如下两种构造：或H2CCCHCCH，但后者有5种化学环境不同的碳原子，所以后者不符合题意。【答案】1C5H42如右图注：只有一种可能构造；重键位置必需正确，而键角和立体构造则不必要求。【思索】为什么X中的CC键比寻常的CC键短呢？在三元环中，CC键中C原子实行sp2杂化，但三元环中键角必需为60°，此时杂化轨道不能沿着键轴方向最大重叠，碳环之间只得形成一个弯曲的键，使整个分子像拉紧的弓一样有张力。这个弯曲的键导致环内CC、CC均弯短。二、从题型看对实力的要求1、关于化学方程式的书写与配平（1）怎样书写无机化学方程式这一题型通常是让你书写和配平方程式，但又不干脆告知你反响物、产物是什么，而是将它们隐含在给出的化学事实、试验现象、产物性质、氧化复原状态中，从而考察参赛选手的信息综合、逻辑推理实力。下面通过详细事例谈一下这类题目的解题方法。【例3】（1997年全国化学竞赛初赛试题）用黄铜矿炼铜按反响物和生成物可将总反响可以写成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2事实上冶炼反响是分步进展的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反响生成矿渣；硫化亚铜与氧气反响生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反响生成铜。1写出上述各个分步反响（，）的化学方程式。2给出总反响方程式的系数。3据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反响是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。4最近我国学者发觉，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2 (空气)反响, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，本钱降低了很多。试验结果如下：沸腾炉温度/560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28答复如下问题：（1）CuFeS2和O2主要反响的方程式为（2）实际消费过程的沸腾炉温度为 600620。限制反响温度的方法是（3）温度高于600620生成物中水溶性Cu（%）下降的缘由是【解题思路】本题以黄铜矿的利用为背景，把三个独立的反响编在一起，要求学生对不同条件下的不同问题做出解答。问题1 本题的第一部分比拟简洁，写四个分步反响的方程式的考核点只是把题面的表述转换成化学方程式，但题面并没有指诞生成物中的硫的形态。依据中学化学学问，可以想见它是SO2，这应当不会写错。其中第四个反响就是所谓“冰铜”反响，比拟特殊，但试题已经告知大家反响产物的含铜物质应当只有一种，即金属铜，这就降低了难度，可见应答时恒久不应分开试题供应的学问背景。问题2 配平总方程式的系数，比拟费事，考察机敏。配平的方法很多，条条大路通罗马。比拟简洁的是不管黄铁矿里的铜、铁和硫应当是什么价态的，假设铁是2价的，铜也是2价的，硫是2价的，这样，铁在反响后价态不变，就省事多了。这种假设不会出现错误，其缘由是氧化复原的电子得失总数是肯定的。问题3 也是写方程式，依据给出的信息，不难首先得出这样的结论：反响得到的溶液由CuSO4和Fe2(SO4)3组成。因为有氧气参与反响，铜和铁均应成水溶液中的稳定高价，这应当不会弄错。这个反响的关键是产物里要添硫酸根，为此，题面对反响的条件作了说明：酸性溶液；但为避开示意过多，没有说要加硫酸。问题4 比前面的试题更推动一步，推断CuFeS2和O2反响的主要产物的信息是以表格中的数据的形式间接地呈现的。首先要推断出“水溶性铜”和“酸溶性铜”所示意的物质。“水溶性铜”只能是CuSO4,“酸溶性铜”应当包括“水溶性铜”和铜的氧化物。然后再视察有关数据，发觉560600温度范围内，“水溶性铜”的含量均较大（高于80%），说明反响后铜主要以CuSO4的形态存在，这与题目中提示的最终得到CuSO45H2O的消费目的相吻合。从表中数据还可以得知，“水溶性铜”的含量在560600温度范围内随温度的上升而增大，当温度高于600以后，其含量随温度的上升而削减；而“酸溶性铜” 的含量却随温度的上升始终保持增大，这说明：在600以上，一部分CuSO4发生了分解反响转化为铜的氧化物，且温度越高CuSO4的分解率越大，这为解答本题第3小问做好了打算。值得留意的是，在560600温度范围内，“酸溶性铁”的含量均低于10%（题目没有必要再列出“水溶性铁”的含量）这说明反响后的铁不是以硫酸盐为主要存在形态，而只可能以氧化物为主要存在形态，这与题目中提示的“溶解、除铁”的消费步骤相吻合。铁以那种价态的氧化物存在呢？类比中学课本中黄铁矿在沸腾炉中焙烧的反响产物，便可做出正确的选择。【答案】12CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2FeSO2FeOSO2FeOSiO2FeSiO32Cu2S3O22Cu2O2SO2Cu2S2Cu2O6CuSO222CuFeS22SiO25O22Cu2FeSiO34SO234CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O4（1）4CuFeS217O24CuSO42Fe2O38SO2（2）限制参加CuFeS2的速度，因CuFeS2与O2反响放热。（3）CuSO4CuOSO3【思维误区】第4小题是解答本题主要难点。不少学生认为Fe2O3属于碱性氧化物，易溶于酸中，对表中数据说明的“酸溶性铁”的含量很少的信息感到无所适从，只好仿照第3小题写成Fe2(SO4)3（“水溶性铁”）而导致错误。其实，氧化物的酸溶性随煅烧或烧结温度上升而下降是一个普遍现象。例如用作炼钢炉衬里的氧化镁就是经过高温烧结的酸溶性很差的氧化物，还可以举出的典型物质是刚玉（Al2O3），用作坩埚等高温容器，酸溶性极差。这些化学学问对要参与化学竞赛的中学生来说是应当知道的，不要以为碱性或两性金属氧化物都易溶于酸（热力学上要溶，动力学上不溶！）。【例4】（1999年全国化学竞赛初赛试题）市场上出现过一种一氧化碳检测器，其外观像一张塑料信誉卡，正中有一个直径不到2cm的小窗口，露出橙红色固态物质。若发觉橙红色转为黑色而在短时间内不复原，说明室内一氧化碳浓度超标，有中毒危急。一氧化碳不超标时，橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分：亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8Si(Mo2O7)6·28H2O、CuCl2·2H2O和PdCl2·2H2O（注：橙红色为复合色，不必细究）。1CO与PdCl2·2H2O的反响方程式为： 。2题1的产物之一与CuCl2·2H2O反响而复原，化学方程式为： 。3题2的产物之一复原的反响方程式为： 。【解题思路】本题理论联络实际，很好的考察了参赛选手思维的整体性、逻辑性和创建性等思维品质。题目供应了一氧化碳检测器的检测方法和化学成分，并通过三个互相关联的问题为解答本题供应了思索程序和验证方法。“复原”两字是本题的“题眼”，题目中重复出现了四次，既供应了方法，又示意了产物。第一个问题的关键是：CO和PdCl2·2H2O谁是氧化剂？当然有两种正好相反的假设，假设1，得到C和某种高价钯化合物，假设2，得到CO2和金属钯。哪一个假设正确？要从第二问得到启示。明显，第二问须要应试者自己得出结论的首先是CuCl2·2H2O不行能是复原剂，只可能是氧化剂，因为在水体系里铜的价态不能再上升。假如应试者没有这种根本思路，就无助于对第1问两种假设的选择。有了这种思路，必定对“题1的产物之一”对准C和Pd。问：其中哪一个可以跟CuCl2·2H2O反响？中学课本上探讨过碳的氧化，运用的都是强氧化剂，如空气中的氧气、浓硫酸、浓硝酸等，而且都需加热，可见碳不是强复原剂，把它氧化不那么简洁，应当解除，于是“定音”，假设2是正确的，这是一箭双雕，既答了第1问，又答了第2问。当然，第2问又存在两种可能，铜被复原得铜（I）呢还是得铜（0）。怎样推断？须要第3问来扶植，第3问要求写出第2问中产物之一被复原，自然是指铜（I）或铜（0）的复原。先不必问氧化剂是谁，应试者就清晰，铜（I）比铜（0）易复原，即简洁被氧化。由此选择了铜（I）为第2问的答案，完成第2问的解答。再接着思索第3问：使铜（I）复原为铜（II）运用了什么试剂？首先要明确，它肯定是氧化剂（你明确吗？），然后从器件化学组成中去找，找不到（有人会认为存在2Cu+2H+2Cu2+H2的反响吗？），于是被逼到“华容道”上去了，只能选择空气中的氧气，别无它路，全题得解。当然，解完后应回忆器件的整个化学组成来探讨它们各自的作用，但试题没有设问，留给应试者自己思索。【答案】1化学方程式COPdCl2·2H2OCO2Pd2HClH2O2化学方程式Pd2CuCl2·2H2OPdCl2·2H2O2CuCl2H2O3化学方程式4CuCl4HCl6H2OO24CuCl2·2H2O【思维误区】很多学生以为钯可以跟CO生成羰基化合物，因此，前两个反响全做错了。这或许就应了学得太多反而不利的说法。想问题应当全面，解题应留意运用“上下求索、左右逢源、前后照应”的策略思想才行。依据CO和PdCl22H2O的性质分析，两者可能发生两类反响协作反响和氧化复原反响。假设发生协作反响，Pd2+与CO生成羰基化合物（Pd2+作中心离子，CO作配位体），再假设此羰基化合物也能与CuCl22H2O反响生成Cu2+（过渡金属离子）和CO组成的羰基化合物而使PdCl22H2O“复原”，但在第三个反响中，检测器里再找寻不到使CuCl22H2O“复原”的物质了。这条路走进了“死胡同”，应马上转向。所以说，假如不能见机行事，即使在试题上写明第一个反响是氧化复原反响，这种错误也不能避开。【例5】在碘化钾和硫酸的溶液里参加过氧化氢，放出大量不溶于水的无色气体（现象是从溶液内部析出大量小气泡），同时，溶液呈现棕红色，可使淀粉变蓝。写出化学方程式。【解题思路】 此题粗粗看来是很简洁的。反响体系的组成很简洁，因此不难推断出题面供应的反响现象的本质：可使淀粉变蓝的棕红色产物是单质碘，而不溶于水的无色气体是氧气。于是，很多同学便毫不犹豫地写出如下的化学方程式：H2O2+KI+H2SO4I2+O2+K2SO4+？然后试图通过视察法来配平，这时，发觉H+没有去处，便有的同学便接着犯错误，把未配平的上式先改写成离子方程式：H2O2+2I= I2+O2+2H+上式用视察法便“配平”了，于是大大地增加了自己的信念，此题太简洁了！以上是我们发觉的典型错误。而有的同学，在试图用视察法来配平遇到困难时便警觉起来氧化复原反响是电子得失反响。这里，碘离子是复原剂，它被H2O2氧化成单质碘，失去电子；H2O2就应当是氧化剂得到电子，本身被复原，即：-1氧化态的氧复原成-2氧化态这就发觉了自己的错误：在自己写的化学方程式里，I和H2O2都被氧化了，那么，谁是氧化剂呢？为了找寻氧化剂，很多同学掉入了难以自拔的陷阱有的同学选硫酸，于是+6氧化态的硫被复原了他忘了：浓硫酸才是氧化剂，在很多氧化复原反响里参加硫酸只起酸化的作用，即供应H+，使溶液保持酸性，而SO42是一个非氧化性酸根离子，在一般状况下，呈氧化复原惰性！有的同学选H+，于是H+被复原成H2。恰恰，H2是难溶于水的无色气体他错了：一般而言，只有强复原剂（例如在金属活动依次表里排在氢前面的活泼金属等）才能把氢离子复原成氢气。从题面也可以发觉这种想法是错误的：在硫酸（H+）参加时并未发生I氧化成I2的反响，而I无疑是一个比O更强的复原剂。应变实力强的同学则决然地从“陷阱”里跳出他醒悟到：H2O2是氧化剂，它复原成-2氧化态的氧；H2O2和I离子反响不会放出O2！那么，O2是如何产生的呢？从来没有人讲过，在一个化学试验里同时视察到的现象肯定是出于同一个化学反响。其实，在这个貌似简洁的试验现象后面隐藏着两个化学反响：一个是H2O2把I离子氧化成I2，本身复原成水的反响；另一个是碘对H2O2的分解（歧化）的催化反响。碘是过氧化氢分解反响的催化剂。其可能的机理是：H2O2把碘氧化成它的正氧化态的物种（例如HIO）后者有强氧化性，可将H2O2氧化成氧气，而自身复原成单质碘（依据电极电位可以更好地理解：电对I2HIO的电极电位正好介于H2OH2O2和H2O2O2的电极电位之间）。【答案】 H2O2+2KI+H2SO4 = I2+2H2O+K2SO4 （1） 2H2O2 = O2+2H2O （2）【启示】1、电子得失是氧化复原反响的本质。在一个氧化复原反响里，不能只有失去电子的氧化剂，而没有得到电子的复原剂，或者相反。2、同时视察到的现象不肯定出于同一个反响。3、H2O2的分解反响是一个歧化反响。它可以被很多催化剂加速。在这里，催化剂是一个电极电位在数值上处于H2OH2O2和H2O2O2两个电极电位的数值之间。于是便有如下的周而复始的循环反响：例如： H2O2+I2=2HIO+）H2O2+2HIO=I2+O2+2H2O 2H2O2=O2+2H2O又例如：H2O2+2Fe2+2H+=2Fe3+2H2O+） H2O2+2Fe3+=O2+2Fe2+2H+ 2H2O2=O2+2H2O4、SO42离子一般而言是氧化复原惰性的。在很多氧化复原反响里，参加硫酸水溶液学问为了供应H+，使溶液呈酸性。5、可以附带指出：H2O2对于I离子的氧化反响只有在酸性溶液里才能发生。有的书上把这个反响写成：H2O2+2KI=I2+2KOH 这是错误的。不信，可以用试验来证明。6、当O（或者O2）被复原成O2时，O2离子不能在水溶液里稳定存在，肯定以某中含氧化合物的方式存在。在大多数状况下，若溶液呈酸性，O2离子与H+离子结合生成H2O，若溶液呈碱性，O2离子和H2O反响生成2OH。但是，当O2离子可以形成其他含氧化合物时，便另当别论了。例如： 4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O7、应当通过练习驾驭只得知主要产物的氧化复原反响的配平。（2）氧化复原方程式的配平试题形式多种多样，有化学方程式的配平，有离子方程式的配平；有只填系数的，还有“残缺”方程式的配平。但总的原则是：“电子有得必有失”、“得失电子数相等”及“物质不灭”。即电子守恒与质量守恒。该题型要求参赛学生应具备灵敏的视察实力、严密的分析实力和敏捷的思想方法。类型1：一般氧化复原方程式的配平【例6】1986年化学家首次用非电解法制得单质氟，反响的化学方程式如下，请予配平。 K2MnF6 SbF5 F2 KSbF6 MnF3【解题思路】一般氧化复原方程式的配平要领：先标化合价，再看谁变更，升降要相等，数值两穿插。即： K2Mn+4F6-1 SbF5 F20 KSbF6 2 Mn+3F3 2 1类型2：“残缺”方程式的配平这类方程式的配平技巧很多，现分类说明：干脆视察填入化学反响前后，原子的种类和数目不会增减，即反响物中有某元素，生成物中肯定有这种元素，反之亦然。配平 KMnO4 + NaNO2 + K2SO4 + MnSO4 + NaNO3 + H2O生成物MnSO4、K2SO4中有SO42，H2O中又有H原子，而题中现有两种反响物无法供应这些原子团，必需由“ ”中物质供应。据此可确定填入KHSO4或H2SO4。配平过程填入若给出的方程式两边元素种类完全一样，可以在配平过程中以nH2O去平衡另一边多出的n个氧和2n个氢原子。配平 3As2+3S3 -2+28 HN+5O3 + 6H3As+5O4 + 9H2S+6O4 + 28N+2O (4 + 24) 3检查H、O，可知左边少8个H，4个O，即“ ”中应填入4H2O应用规律填入同一反响，若有一种元素化合价上升，必有另一种元素化合价降低。应用这个规律可填入缺少的氧化剂、复原剂、氧化产物、复原产物。配平 SO2 + + H2O Br + + 。通过视察，首先确定左边的“ ”中物质含Br，而常见含Br的物质有Br2等。Br2Br化合价降低，必有化合价上升的元素存在，联络具有复原性，其中S+4S+6。因反响体系有H2O，不能以形式存在，只能是H2SO4。留意到原方程式右边写出的是Br，示意了写离子方程式，故右边二空应填H+ 和SO42依据性质填入配平 Cl2 + Cl + ClO + 。 由已知的反响物和生成物，立刻联想到Cl2与NaOH的反响，所以，左边填入OH，右边填入H2O.分析电子得失填入H+和SO42。配平 NH4NO3 N2 + H2O + 。反响中:NH4NO3 N2，N3N0，失3e，N+5N0得3e，若电子得失只发生在N3N+5之间，且二者完全参与电子得失的话，电子得失无法相等。要保证电子得失相等，只有两种可能：一是有一部分N+5未被复原，即在“口”中填入HNO3；另一可能是NO3中O2也部分被氧化，即在“ ”中填入O2。A 通过计算填入。在热酸溶液中，2.53gKNO3正好氧化9.52gFeCl3，KNO3被复原为N的氧化物，在“ ”填入适宜的物质完成该反响的方程式：KNO3 + FeCl2 + HCl KCl + FeCl3 + + H2O分析和解答：氮有多种氧化物，究竟是何种氧化物？可通过计算求出N+5化合价降低的数值来确定。设KNO3的N+5在反响中降低x价，依据电子得失相等有：x =×1 求出x = 3。即N+5在反响中降低3价变为N+2，“ ”中应填入NO。B 逻辑分析填入填空 2A口B口 + 2C口 4 + 1 。 （生成物都是双原子分子）类型3：氧化复原反响离子方程式的配平这类方程式的配平可采纳离子电子法（适用于溶液中氧化复原反响的配平）离子电子法配平氧化复原反响的根本原则：反响前后原子个数相等 氧化剂得电子数与复原剂失电子数相等。下面以详细例子说明配平的详细步骤：完成并配平反响式 KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 答：第一步：依据试验事实写出氧化剂和复原剂的主要产物MnO4 + SO32 + H+ Mn2+ + SO42 +第二步：将上面方程式分解为两个半反响式，即氧化剂的复原反响和复原剂的氧化反响。MnO4 + Mn2+ +SO32 + SO42+然后再分别配平这两个半反响式。先配平、原子外的原子数，酸性条件以+和2配平、原子数；再配平电荷数。 nO4+e Mn2+ + 4H2O SO32 + H2O SO42 + 2H+ + 2e第三步：调整半反响的计量数，使氧化剂和复原剂得失电子数相等上例中反响×反响×即得失电子数相等。第四步：将调整计量数后的反响和反响合并成氧化复原反响式：MnO4+ 6H+ + 5SO32 = 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42 这就是已配平的离子方程式第五步：配上异号离子得符合题目要求的方程式：2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O完成并配平反响式 MnO4 + SO32 （强碱性条件）答：配平步骤同前，留意反响是在强碱性条件下进展，MnO4被SO32复原为MnO42同时留意碱性介质中是以OH和H2O来配平H、O原子数的。 MnO4 + e MnO42 ×2 SO32 + 2OH SO42 + H2O + 2e ×12MnO4+ SO32+2OH = 2MnO42+ SO42+ H2O完成并配平中性条件下nO4与SO32的反响方程式。答：配平步骤同前，留意在中性（或弱碱性）条件下，MnO4被复原为MnO2水合物沉淀。同时留意反响物一侧加H2O，产物一侧加H+或OH来配平H、O原子个数。 MnO4+ 2H2O + 3e MnO2 + 4OH ×2 SO32 + H2O SO42+ 2H + + 2e ×32MnO4 + 3SO32+ H2O = 2MnO2 + 2OH+ 3SO42该反响式说明，反响后溶液pH值上升。2、探讨物质的异构现象凡其化学组成一样，只是因为原子间的连接方式或空间排列方式不同而引起的构造和性能不同的现象，总称为物质的异构现象。就其物质的类型来说可以是有机物，也可以是无机物。当然更多的是无机协作物的异构现象。就其异构种类而言，最主要的几何异构和旋光异构两大类。近年来，异构现象在合成化学、立体化学和生命科学中越来越显示出它的重要性。很多药物有其生物活性或药理作用仅是其中特定的异构体反式（或顺式）、右旋（或左旋），常常不是两种异构体都有生理作用的。因此，对化合物异构现象的探讨也越来越引起人们的爱好。无疑，这一内容当然会反映到奥赛系列的试题类型中来。通过这类题型，更可以测试参赛者的立体化学学问，空间想象力和思维实力。【例7】（1998年全国化学竞赛初赛试题）某芳香烃A，分子式C9H12。在光照下用Br2溴化A得到两种一溴衍生物（B1和B2），产率约为11。在铁催化下用Br2溴化A也得到两种一溴衍生物（C1和C2）；C1和C2在铁催化下接着溴化则总共得到4种二溴衍生物（D1、D2、D3、D4）。（1）写出A的构造简式。（2）写出B1、B2、C1、C2、D1、D2、D3、D4的构造简式。【解题思路】A是“芳香烃”，至少要有一个苯环。按分子式C9H12，已不行能有比苯环更高级的芳香环，例如萘的分子式是C10H8，已超过9个碳。因此，C9H12是有烃基侧链的苯的衍生物是无疑的了。问题是：侧链有几个？侧链的组成？粗想起来，以下全部构造好像都是可能的：但分析试题供应的信息之一光照下得到2种一溴衍生物，不必细想，就可以马上解除掉上列的2和7，因为2、7无疑只能得到一种一溴衍生物。3也可解除，因为当溴取代三个甲基中的一个氢就可得到3种一溴衍生物，超过2种。假如选手以为7的一溴衍生物不止一种，就说明没有一溴代只发生在侧链的-碳上的根本学问（作为竞赛选手，这个学问还是应当有的）。1式也可以得到2种一溴代衍生物，但1溴代甲基2，3二甲基苯的产率跟2溴代甲基1，3二甲基苯的产率不会相等，不符合2种一溴衍生物的产率相等的信息。于是只剩下4、5、6三种可能性。然后再分析另一个信息芳香环上的氢被溴取代得到2种一溴衍生物。这又须要选手有芳香环上的氢被取代的定位学问烃基是一种邻对位定向基团（这个学问是中学化学学问的自然延长，也应当不成问题。例如，甲苯的硝化，中学化学教科书上是有的，学生在学习时是不是问过：为什么不得到间位的硝基甲苯？当然，好像应当有更进一步的学问：邻位和对位取代的几率是否相等？）。不过，此题事实上没有这个学问也还过得去，因为4、5两种烷基苯的一溴代衍生物不止2种，于是，就可以认定只有6是A了。而且，用一溴衍生物再溴化得到二溴衍生物的信息来验证，只有A形成的B1和B2接着溴化可总共得到4种二溴衍生物：以上分析告知我们，参与化学竞赛是必需有课外活动对课堂学问作适当补充为根底的，只靠按中学化学大纲进展的课堂教学是难以在竞赛中获得优胜的。然而，在课外活动里补充的化学学问只限于中学化学的自然生长点，不须要大量补充高校化学来到达高校化学本科低年级的学问程度。【答案】（1） A （2）B1 B2 C1C2 【引申拓展】不饱和度的一般计算方法分子中每产生一个C=C或C=O或每形成一个单键的环，就会产生一个不饱和度，每形成一个CC，就会产生2个不饱和度，每形成一个苯环就会产生4个不饱和度。碳原子数目一样的烃、氢原子数目越少，则不饱和度越大。（1）依据有机物化学式计算若有机物化学式为CnHm，则 =注：若有机物为含氧化合物，因为氧为二价，C=O与C=C“等效”，故在进展不饱和度计算时可不考虑氧原子。如CH2=CH2、C2H4O、C2H4O2的均为1。有机物分子中的卤素原子取代基，可视作氢原子计算碳的同素异形体，可把它视作m = 0的烃，按上式计算。如足球烯C60，= 61。（2）依据有机物分子构造计算= 双键数 + 叁键数×2 + 环数注：苯分子可看成有一个环和3个双键。如：= 2，化学式为C6H10；：= 3，化学式为C8H12O3 ：= 6，化学式为C7H6N2（3）立体封闭有机物分子（多面体或笼状构造）不饱和度的计算其成环的不饱和度比面数少1。如立方烷 面数为6，=5。棱晶烷 面数为5，= 4 金刚烷 面数为4,=3【例8】 (1998年全国化学竞赛初赛试题)1932年捷克人Landa等人从南摩拉维亚油田的石油分馏物中发觉一种烷（代号A），次年借X-射线技术证明了其构造，竟是由一个叫Lukes的人早就预言过的。后来A被大量合成，并发觉它的胺类衍生物具有抗病毒、抗震颤的药物活性，开发为常用药。下图给出三种已经合成的由2，3，4个A为根本构造单元“模块”像搭积木一样“搭”成的较困难笼状烷。（1）请依据这些图形画出A的构造，并给出A的分子式。（2）图中B、C、D三种分子是否与A属于一个同系列中的4个同系物？为什么？（3）假如在D上接着增加一“块”A“模块”，得到E，给出E的分子式。E有无异构体？若有，给出异构体的数目，并用100字左右说明你得出结论的理由，也可以通过作图来说明。【解题思路】（1）这是一道看图识字式的考察选手的空间想象力和推理实力的试题。试题说B、C、D是用A搭积木式搭成的笼状烷，就应当想象得出它们都是以A为母体共用椅式六元环形成的，因此就能推出A的构造式为，并由此得到A的分子式为C10H16。（2）在中学化学中，没有同系列的定义，而只有同系物的概念，有的人以为同系列的级差必需像直链烷烃那样是CH2。这当然是一种误会。最简洁的例子是苯、萘、蒽，它们也可以写出一个通式，也有一样的构造特点，也有一个级差，但不是CH2而是C4H2，你能说它们不是一个同系列吗？中学化学教科书上讲的同系物，它只说了一种最简洁的状况，其实，在组成上具有一个通式，构造相像，化学性质也相像，相邻物质间的差为肯定值的一系列化合物称为同系列。A、B、C、D在构造上具有一样的特征，在组成上总是相差一个(C4H4)级差，可以用一个通式来表示：C4n6H4n12，n1，2，3，4，符合同系列的定义，因此它们是一个同系列。（3）用通式就可以推论再增加一个积木母体A，就得到化学式为C26H32的E。E有没有