高中化学经典例题详解

高中化学经典例题详解丹东市第一中学高一十六班化学2（一）基本概念和基本原理[例1]道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中．包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这三个论点中，不确切的是（A）只有③（B）只有①③（C）只有②③（D）①②③[解析]从现代物质结构观点看，道尔顿原子学说的三个论点都是不确切的、对于①．现代科学已经知道．原子是由原子核和核外电子组成的。原子核内又有质子和中子、在化学反应中．原子可以得到和失去电子；在核反应中原子核可以裂变和聚变。对于②，由于元素存在同位素，它们在质量和物理性质上存在差异、至于③原子核相对于原子来说是很小的，它的直径约是原子的万分之一，它的体就只占原子体积的几千亿分之一。电子在核外较大的空间内作高速运动说明原子核与电子之间具有一定的距离。[答案]（D）[评述]考查运用现代物质结构理论评价科学史中的道尔顿原子学说的能力与分析能力。[例2]（1996年全国）下列离子方程式不正确的是（A）氨气通入稀硫酸中：NH3＋H+＝NH4+（B）二氧化碳通入碳酸钠溶液中：CO2＋CO32-＋H2O＝2HCO3—（C）硫酸铝溶液跟偏铝酸钠溶液及应：3223)(463OHAlOHAlOAl（D）氯气通入冷的氢氧化钠溶液中：2Cl2＋2OH—＝3Cl－＋ClO—＋H2O[解析]首先根据离子反应规律判断反应物与生成物的表示式（分子式、离子式），四个反应都正确，符合离子方程式书写要点，氧气、二氧化碳、氯气用分子式，氢氧化铝、水是弱电解质也用分子式，只有可溶性强电解质用离子符号。然后根据质量守恒判断也符合。对于选项（C），可以用离子电荷守恒判断，AI3+与AlO2在溶液中发生双水解反应产物是电中性的Al（OH）3，因此反应中Al3+与AlO2的物质的量之比应为1：3，才能使反应前后离子电荷守恒。至于选项（D），是氧化还原反应，氧化剂、还原剂都是Cl2中的Cl原子，但其中氧化剂得电子总数为3（3个0Cl得3个电子转化为3个Cl—即3eCl30Cl—），而还原剂失电子总数只有1（OClCle10）。不符合电子守恒，因此不正确。对于溶液中的氧化还原反应，除了根据离子反应规律：氧化还原反应规律判断反应实质与可能性，结合离子反应书写要点判断表达式、是否符合质量守恒之外，还特别要注意电子得、失总数是否相等。常见的离子方程式正误判断中，往往不正确的居多（2～3），而本题选的不正确选项只有一个，也导致失误。[答案]（D）[评述]本题属考查离子方程式书写的传统题。但本题要求找不正确的。（理解、较容易）[例3]X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、CZn—、dRm—四种离子的电子层结构相同（a，b，C，d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（A）a-c＝m-n（B）a-b＝n-m丹东市第一中学高一十六班化学3（C）c－d＝m＋n（D）b－d＝n＋m[解析]根据这四种微粒具有相同电子层结构即具有相同的核外电子数，分别按阳离子的核外电子数为：质子数（原子序数）——离子所带电荷数阴离子则为：质子数十离子所带电荷数，由此得：a－m＝b－n＝c＋n＝d＋m然后分别根据选项涉及之元素审视，选项（A）涉及a－m＝c＋n，变形后为a－c＝m＋n，（A）不正确；选项（B）涉及a－m＝b－n，变形后为a-b＝m-n，也不正确；选项（c）涉及c+n＝d＋m，变形后为c－d＝m－n，仍不正确；只有选项（D），涉及b－n＝d＋m，变形后为b－d＝m＋n，与选项（D）结论一致。[答案]（D）[评述]本题需掌握有关原子的组成及质子数、核外电子数与微粒所带电荷数的相互关系。（理解，中等难度）[例4]下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型化合物的是（A）6和8（B）16和8（C）12和9（D）11和6[解析]本试题涉及的是前18号元素，这是复习中应熟悉的元素，应立即将序号与元素相对应，就能作出判断。选项（A）是碳和氧能形成CO2，选项（B）是硫与氧也能形成SO2；（C）是镁和氟能形成MgF2；选项（D）是钠和碳不能形成AB2型化合物。[答案]（D）[评述]对元素在周期表的位置及其相互化合规律（构、位、性关系）的知识的考查。此类试题是近年来的常见试题，有时还强调属于离子型或共价型的某类化合物，为此作如下归纳：短周期元素两两形成化合物的类型与组合如下：类型ABAB2A2BAB3A2B3A3B2离子型ⅠA与ⅦAⅡA与ⅦAⅡA与ⅦAⅠA与ⅥAⅢA与ⅦAIIIA与ⅥAⅡA与ⅤA共价型H与ⅦAⅣA与ⅥAH与ⅥAVA与HB与ⅥA特例CO、NOSO2、NO2、CaC2N2OSO3N2O3有时还会涉及三种元素形成的化合物（非金属元素形成的含氧酸或盐、金属元素形成的碱），为此对各主族元素最高氧化物对应水化物的通式归纳如下：族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA通式MOHM（OH）2M（OH）3H3MO3HMO2H2RO3H4RO4HRO3H3RO4H2RO4HRO4（理解、中等难度）[例5]反应2X（气）＋Y（气）2Z（气）+热量，在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，产物Z的物质的量（n2）与反应时间（t）的关系如右图所示。下述判断正确的是（A）T1＞T2，p1＜p2（B）T1＜T2，P1＞p2丹东市第一中学高一十六班化学4（C）T1＞T2，P1＞p2（D）T1＜T2，p1＜p2[解析]首先分析反应：这是一个气体的总物质的量减小（体积减小）、放热的可逆反应，低温、高压对反应有利，达平衡时产物Z的物质的量n2大，平衡点高，即图示曲线T2、p1。再对比图示曲线T2、p2，温度相同，压强不同，平衡时n2不同（pl时的n2＞P2时的n2），由此分析p1＞p2，再从反应速率验证，T2、P1的曲线达平衡前斜率大（曲线陡）先到达平衡，也说明压强是p1＞p2（增大反应压强可以增大反应速率）。然后比较曲线T2、p2与T1、p2，此时压强相同，温度不同，温度低的达平衡时n2大，平衡点高（曲线T2、p2），由此判断温度T1＞T2；再由这两条曲线达平衡前的斜率比较，也是T1、p2的斜率大于T2、p2，T1、p2先到达平衡，反应速率大，也证明T1＞T2。由此分析得出正确的判断是T1＞T2，p1＞p2，选项（C）的结论正确。[答案]（C）[评述]本题是对于正反应是气体体积减小、放热的可逆反应，温度、压强与产物的物质的量的关系、反应速率的逆向思维能力与对图象的观察能力的综合考查。（理解、较难）[例6]若室温时pH＝b的氨水与pH＝a的盐酸等体积混合，恰好完全反应，则该氨水的电高度可表示为（A）10a+b-12%（B）10a+b-14%（C）1012-a-b%（D）1014-a-b%[解析]分析中首先根据强酸盐酸的pH值（－lg［H＋］）推出盐酸的物质的量浓度。即：CHCl＝［H+］＝10-a（molL－1）………………………（1）又酸、碱中和反应时，不论强、弱，只有所含可电离的H+、OH—的物质的量相等时，才能恰好完全反应，由此可推出一元弱碱氨水的浓度为C氨水=10－a，对于弱电解质存在以下关系：［OH－］＝c·α＝10-a·α……………………………（2）另一方面由水溶液中[H+]·[OH—]＝10-14，及氨水中：pH=－lg［H+］＝14－pOH＝14十lg[OH—]得[OH—]=10b－14………………………………………（3）代入（2）式得：10b-14＝10-a·αa＝10b-14/10-a=10a＋b-14×100%＝10a+b－12%[答案]（A）[评述]考察溶液pH值的概念，弱电解质的电离平衡及电离度的概念，以及它们之间的相互关系等综合思维能力。（综合应用，较难）[例7]实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：ePbSOSOPb2424正极：OHPbSOeSOHPbO24242224今若制得Cl2O.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是丹东市第一中学高一十六班化学5（A）O．O25mol（B）O．O5Omol（C）O．1Omol（D）0．2Omol［解析］首先需将铅蓄电池的负极反应变形为：Pb－2e＋SO24＝PbSO4（电子移项），从而得出电池放电时转移电子数与消耗H2SO4的关系：2e-2H2SO4即e-H2SO4；再根据电解饱和食盐水反应：确定放出Cl2与转移电子数的关系：Cl2～2e。今制得0.050molCl2，需转移O.1Omol电子，因此消耗H2SO40．O1Omol。只有原理清晰，才能思维畅通迅速作出判断。[答实]（C）[评述]考查了原电池与电解池知识的综合应用及思维的灵活性、敏捷性。（理解，中等难度）[例8]在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH值之间应满足的关系是[评述]本题着重考查pH值的概念与计算，考查方式是把特殊和具体的问题与普遍、一般的规律结合起来，检查逻辑思维与逆向思维能力，即考查思维的严密性与整体性，在阅读中必须分析出题干中“两种溶液混合后溶液呈中性”是本题主要的解题线索。根据这一线索进行逆向思索，它意味着混合前的两种溶液中，酸溶液中H+离子的物质的量与OH—离子的物质的量相等。据题设，则有：10[H+]酸=［OH－］碱。进行思维转换，同一种溶液（碱溶液）中，H+离子浓度与OH—离子浓度乘积等于水的离子积，25℃时Kω=1×10-14，因此上式可变换为：10[H+]酸=][10114H将方程两边分别取负对数，并稍作整理。1－pH酸=pH碱-14移项后得：pH酸+pH碱=15另一解法：10［H+］酸＝［OH－］碱碱酸][101][1014HH移项［H+」酸·［H+］碱=10-15取负对数pH酸十pH碱=15［答案］强酸的pH值与强碱的pH值之和等于15。[评述]将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，结合化学基础知识通过计算解决化学问题是思维能力培养的重要方面，本题就是典型例证。在测试中发现有的同学根据负指数运算推导：［H+］强酸/［OH－］强碱＝1／10则10－pH强酸／10pOH强碱＝1/1010×10—pH强酸＝10pOH强碱＝10)14(pH强碱1－pH强酸=-（14－pH强碱）pH强酸＋pH强碱=15丹东市第一中学高一十六班化学6（综合应用，较难）[例9]在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：H2（g）＋Br2（g）＝2HBr（g）已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（见下表“已知”项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的质量分数不变，对下列编号（1）～（3）的状态，请填写表中空白：编号起始状态平衡时HBr的物质的量（mol）H2Br2HBr已知120a（1）240（2）10.5a（3）m)2(mnn[解析]在分析中要注意到题设情景：（1）容器体积固定；（2）反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）是一个气体体积不变的反应（压强将不影响平衡）；（3）编号（1）～（3）和已知状态达到相同的平衡状态（各组分的质量分数不变）；（4）达平衡时HBr在混合气中的含量为a／3（由已知状态推导）。这样对于编号（1）起始状态相对于已知情况相当于压强增大一倍。因此平衡不移动，达平衡时HBr的量可以由：342ax（反应前、后气体总量不变）得：x＝2a对于编号（2），可以先由平衡时HBr的含量不变，设体系中总的物质的量为y，则：35.0ayay＝1．5（mol）再结合等效代换（按方程式系数关系），相当于HBr起始为O时，H2、Br2各为O.5mol，这样，为满足气体物质的总量为1．5mol和当起始HBr为O，H2：Br2＝1：2（已知起始状态）只能是H2为O（O．5－O．5＝O），Br2为O．5mol（1－O．5＝O．5）。编号（3），先设HBr起始量为x，平衡量为y，通过等效代换转换为