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文檔簡介

1、一、氧化還原反應1概念:有_或有_(得失或偏移)的反應。2實質(zhì):發(fā)生了_轉(zhuǎn)移。3特征:反應前后某些元素的_發(fā)生了變化(也是判斷是否為氧化還原反應的依據(jù))。元素化合價升降 電子轉(zhuǎn)移電子化合價第1頁/共66頁4基本概念之間的關(guān)系第2頁/共66頁5氧化還原反應與四種基本反應類型的關(guān)系圖 132第3頁/共66頁二、常見的氧化劑和還原劑1 氧化劑是所含元素_( 或得到電子) 的反應物。氧化劑被還原。常見的氧化劑:活潑的非金屬單質(zhì):F2、 2 還原劑是所含元素_( 或失去電子) 的反應物。還原劑_。常見的還原劑有:活潑的金屬單質(zhì):K、Na、Mg、Al 等;一些非金屬單質(zhì):H2、C;元素處于低價的化合物:C

2、O、SO2、H2S、Fe2。3具有中間價態(tài)的物質(zhì)既有氧化性,又有還原性,一般情況下主要表現(xiàn)某一方面Cl2、O2;高價酸:HNO3、濃H2SO4、HClO4;高價鹽:Fe3、KMnO4、K2Cr2O7;過氧化物:Na2O2、H2O2。 化合價升高的性質(zhì)。如:Fe2、SO2(還原性為主)、 H2O2(氧化性為主)?;蟽r降低被氧化第4頁/共66頁三、電子轉(zhuǎn)移的表示方法1雙線橋法:得失電子分開注明,從反應物指向生成物(同種元素)注明得失及電子數(shù)。體現(xiàn)“誰變誰”的思想。例:第5頁/共66頁2單線橋法:從被氧化(失電子,化合價升高)的元素指向被還原(得電子,化合價降低)的元素,標明轉(zhuǎn)移電子數(shù)目,不需標明

3、得失。體現(xiàn)“誰給誰”的思想。例:第6頁/共66頁3注意兩類特殊的化學反應(1)歧化反應:同種元素在反應中部分原子化合價升高,部分原子化合價降低。例:第7頁/共66頁(2)歸中反應:不同價態(tài)的同種元素的原子在反應中趨于中間價態(tài),解此類題最好將該元素的不同價態(tài)用數(shù)軸標出,變化的區(qū)域只靠攏,不重疊。例:第8頁/共66頁【基礎(chǔ)導練】)。1(雙選)下列有關(guān)氧化還原反應的敘述錯誤的是(A失氧的物質(zhì)被還原,得氧的物質(zhì)被氧化B失氧的物質(zhì)是還原劑,得氧的物質(zhì)是氧化劑C氧化劑發(fā)生氧化反應,還原劑發(fā)生還原反應D氧化反應和還原反應必須同時發(fā)生解析:本題弄清下列對應關(guān)系即可:失氧被還原發(fā)生還原反應作氧化劑,得氧被氧化發(fā)

4、生氧化反應作還原劑。BC第9頁/共66頁2下列敘述正確的是()。A在氧化還原反應中,肯定有一種元素被氧化,另一種元素被還原B元素由化合態(tài)變成游離態(tài)時,它可能被氧化,也可能被還原C失電子難的原子,獲得電子的能力一定強D有單質(zhì)參加或生成的反應一定屬于氧化還原反應解析:A 項中被氧化和被還原可以是同一種元素;C 項中稀有氣體得失電子都難;D 項中同素異形體之間的轉(zhuǎn)化就屬于非氧化還原反應。B第10頁/共66頁3在氧化還原反應中,水作為氧化劑的是()。 解析:A項中H2OH2,氫元素化合價降低,所以H2O是氧化劑。B 項中發(fā)生氮元素自身氧化還原反應,H2O 既不是氧化劑,也不是還原劑。同 B 類似,C

5、項中 Na2O2 既是氧化劑,又是還原劑,H2O 沒有元素化合價的變化。D 項 F2 將 H2O 中的氧原子氧化成 O2,H2O 作還原劑。A第11頁/共66頁4(2011 年廣東惠州調(diào)研)ClO2 是一種常用的預防“禽流感”的消毒劑,可通過以下反應制得(未配平):KClO3H2C2O4H2SO4ClO2K2SO4CO2H2O。下列說法正確的是()。 解析:在該反應中, Cl 元素的化合價54,C 元素的化合價34,硫酸只表現(xiàn)酸性,消耗 1 mol KClO3 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 1 mol,故 A、B、D 都錯。CAH2SO4作氧化劑BClO2是氧化產(chǎn)物CH2C2O4被氧化D每消耗1 mol K

6、ClO3就有2 mol電子轉(zhuǎn)移第12頁/共66頁5 被稱為萬能還原劑的 NaBH4 能溶于水并和水反應:)。NaBH42H2O=NaBO24H2。下列說法中正確的是(A被氧化的元素與被還原的元素質(zhì)量比為 1 4BNaBH4 既是氧化劑又是還原劑CNaBH4 是還原劑,H2O 是氧化劑D硼元素被氧化,氫元素被還原解析:NaBH4 和 NaBO2 中的 B 元素均是3 價,NaBH4 中H 元素是1 價,所以 NaBH4 是還原劑,H2O 是氧化劑,故 C項正確。C第13頁/共66頁考點 1 氧化性、還原性強弱的比較氧化性是物質(zhì)得到電子的性質(zhì)。還原性是物質(zhì)失去電子的性質(zhì)。氧化性、還原性的強弱取決于

7、得、失電子的難易程度,與得、失電子數(shù)目的多少無關(guān)。常用判斷方法如下:1從元素的價態(tài)考慮(1)最高價態(tài)只有氧化性,如Fe3、H2SO4、KMnO4等;(2)最低價態(tài)只有還原性,如金屬單質(zhì)、Cl、S2等;(3)中間價態(tài)既有氧化性又有還原性,如Fe2、S、SO2等。第14頁/共66頁2依據(jù)元素在周期表的位置判斷(1)同一周期從左到右:金屬單質(zhì)的還原性依次減弱,非金屬單質(zhì)的氧化性逐漸加強。(2)同一主族從上到下:金屬單質(zhì)的還原性依次增強,非金屬單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。 單質(zhì)氧化性:F2Cl2Br2I2S;離子還原性:S2IBrClF。 單質(zhì)還原性:NaMgAl;離子氧化性:Al3Mg2Na。第15頁/共

8、66頁3根據(jù)金屬的活動性順序表來判斷4通過氧化還原反應比較對于反應:氧化劑還原劑氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑還原產(chǎn)物。5通過與同一物質(zhì)反應的產(chǎn)物比較如:2Fe3Cl2=2FeCl3,F(xiàn)eS=FeS ,可得出氧化性:Cl2S。第16頁/共66頁6反應原理相似的不同反應中,反應條件要求越低,說明氧化性或還原性越強。如:鹵素單質(zhì)與 H2的反應,按F2、Cl2、Br2、I2 的順序反應越來越難,反應條件要求越來越高,則可得出氧化性:F2Cl2Br2I2。7對同一元素而言,價態(tài)越高,可能其氧化性越強,如:Fe3Fe2Fe;價態(tài)越低,氧化性越弱,如S2SHClO2HClO3HC

9、l4)第17頁/共66頁律。陰離子失電子順序(即還原性強弱順序):S2IBrCl8根據(jù)電化學原理(1)據(jù)原電池電極反應:負極金屬比正極金屬活潑(還原性強)。(2)據(jù)電解池中放電順序,先得(或失)電子者氧化性(或還原性)強。陽離子得電子順序(即氧化性強弱順序):參考第 3 點規(guī)第18頁/共66頁9外界因素的影響(1)溫度:溫度高時,氧化劑的氧化性和還原劑的還原性均增強。如濃 H2SO4具有強氧化性,熱的濃H2SO4比冷的濃H2SO4氧化性要強。(2)濃度:濃度大時,氧化劑的氧化性和還原劑的還原性均(3)酸堿性:如 KMnO4 在酸性溶液中表現(xiàn)強氧化性。增強。如濃H2SO4具有強氧化性,稀硫酸只有

10、H顯示弱氧化性。第19頁/共66頁【例 1】(2011 年上海高考)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種新型的自來水處理劑,它的性質(zhì)和作用是()。A有強氧化性,可消毒殺菌,還原產(chǎn)物能吸附水中雜質(zhì)B有強還原性,可消毒殺菌,氧化產(chǎn)物能吸附水中雜質(zhì)C有強氧化性,能吸附水中雜質(zhì),還原產(chǎn)物能消毒殺菌D有強還原性,能吸附水中雜質(zhì),氧化產(chǎn)物能消毒殺菌思路指導:考慮元素的價態(tài)對氧化性與還原性的影響,并且要區(qū)分水的消毒與凈化。解析:高鐵酸鉀(K2FeO4)中Fe的化合價是6 價,具有強氧化性,其還原產(chǎn)物 Fe3水解生成氫氧化鐵膠體,能吸附水中雜質(zhì)。答案:A第20頁/共66頁少量 FeSO4溶液,可發(fā)生如下兩個反應:2

11、Fe2H2O22H【變式訓練】1(2009 年廣東高考,雙選)常溫下,往 H2O2 溶液中滴加說法正確的是()。=2Fe32H2O,2Fe3H2O2=2Fe2O22H。下列AH2O2的氧化性比Fe3強,其還原性比Fe2弱B在H2O2分解過程中,溶液的pH逐漸下降 C在H2O2分解過程中,F(xiàn)e2和Fe3的總量保持不變DH2O2生產(chǎn)過程要嚴格避免混入Fe2第21頁/共66頁答案:CD 解析:結(jié)合A、B兩個方程式根據(jù)氧化性、還原性強弱比較規(guī)律得:氧化性:H2O2Fe3,還原性:H2O2Fe2,A項錯;由2H2O2=2H2OO2知,分解過程中,F(xiàn)e2作催化劑,溶液pH不變,B項錯;Fe3或Fe2作催化

12、劑,所以其總量不變,C項正確;因為Fe2可導致H2O2分解,所以H2O2生產(chǎn)過程要避免混入Fe2,D項正確。第22頁/共66頁考點 2 氧化還原反應的規(guī)律及其應用1性質(zhì)判斷規(guī)律當元素具有可變化合價時,具有最高價元素的物質(zhì)只具有氧化性,具有最低價態(tài)元素的物質(zhì)只具有還原性,具有中間價態(tài)元素的物質(zhì)既具有氧化性又具有還原性。如:濃 H2SO4中的S 只具有氧化性,H2S 中的 S 只具有還原性,單質(zhì) S 既具有氧化性又具有還原性。2性質(zhì)強弱規(guī)律詳見考點 1。第23頁/共66頁3反應先后規(guī)律同一氧化劑與含多種還原劑(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時,首先被氧化的是還原性較強的物質(zhì);同一還原劑與含多種氧化劑

13、(物質(zhì)的量濃度相同)的溶液反應時,首先被還原的是氧化性較強的物質(zhì)。如:將 Cl2 通入物質(zhì)的量濃度相同的 NaBr和NaI的混合液中,Cl2首先與NaI反應;將過量鐵粉加入物質(zhì)的量濃度相同的Fe3和Cu2的混合溶液中,F(xiàn)e首先與Fe3反應;往FeBr2溶液中通入Cl2,Cl2首先與Fe2反應。第24頁/共66頁4價態(tài)歸中規(guī)律含不同價態(tài)同種元素的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應時,該元素價態(tài)的變化一定遵循“高價低價中間價”,而不會出現(xiàn)交錯現(xiàn)象。例:第25頁/共66頁5歧化反應規(guī)律發(fā)生在同一物質(zhì)分子內(nèi)、同一價態(tài)的同一元素之間的氧化還原反應,叫做歧化反應。其反應規(guī)律是:所得產(chǎn)物中,該元素一部分價態(tài)升高,一部分

14、價態(tài)降低,即“中間價高價低價”。具有多種價態(tài)的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可發(fā)生歧化反應,如:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。6電子轉(zhuǎn)移守恒規(guī)律只要是氧化還原反應,就必定會遵守電子轉(zhuǎn)移守恒規(guī)律,其外部特征表現(xiàn)為參加氧化還原反應的元素的化合價升降總數(shù)相等。此規(guī)律多應用于解氧化還原反應的計算題、氧化還原反應方程式的配平。第26頁/共66頁【例 2】(雙選)向NaBr、NaI、Na2SO3混合溶液中通入一定量的氯氣后,將溶液蒸干并充分灼燒,得到的固體剩余物可能是()。ANaCl、Na2SO4 BNaCl、NaBr、Na2SO4CNaCl、Na2SO4、I2 DNaCl、NaI、Na2

15、SO4答案:AB第27頁/共66頁【變式訓練】2(2012 年北京朝陽模擬)下列說法正確的是()。A高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應BCO2 和鈉在一定條件下可以得到金剛石和碳酸鈉,反應中氧化劑和還原劑之比是 3 4C現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體 SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是 NH4ClD從燃煤煙道灰中(含 GeO2)提取半導體材料單質(zhì)鍺(Ge),沒有發(fā)生氧化還原反應第28頁/共66頁解析:試管由普通玻璃制成,在高溫下熔融,工業(yè)冶煉硅應在耐高溫容器進行,A 項錯誤; 3 mol 二氧化碳參與反應,只有 1 mol 二氧化碳作氧化劑,氧化劑與 還 原 劑

16、 的 物 質(zhì) 的 量 之 比 為 1 4 , B 項 錯 誤 ; SiCl4 4H2O=H4SiO44HCl,HClNH3=NH4Cl(白煙),C 項正確;二氧化鍺中鍺顯4 價,提取鍺單質(zhì),需要還原劑氫氣、一氧化碳等,發(fā)生了氧化還原反應: D 項錯誤。答案:C第29頁/共66頁考點 3 氧化還原反應方程式的配平及計算1氧化還原反應方程式的配平(1)配平原則:得失電子守恒、原子守恒、電荷守恒。(2)配平步驟:一標(化合價)、二找(化合價的變化)、三定(根據(jù)化合價升降價數(shù)相等確定發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)的化學計量數(shù))、四平(用觀察的方法確定未發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)的化學計量數(shù))、五查(已配平的方程式

17、要滿足原子守恒、得失電子守恒,離子反應還應滿足電荷守恒)。實例:高錳酸鉀和濃鹽酸反應制氯氣。第30頁/共66頁標價態(tài)、找變化、指情況:第31頁/共66頁配平其他元素原子:2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2O。檢查。2氧化還原反應的計算電子轉(zhuǎn)移守恒法是依據(jù)氧化劑與還原劑得失電子數(shù)目相等這一原則進行計算的。電子轉(zhuǎn)移守恒法是氧化還原反應計算的最基本的方法。第32頁/共66頁【例 3】(2012 年河北衡水模擬)氧化還原反應在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途,貫穿古今。(1)下列生產(chǎn)、生活中的事例中沒有發(fā)生氧化還原反應的是()。第33頁/共66頁(2)水是人體的重要組成部分,是人體中

18、含量最多的一種物質(zhì)。而“四種基本反應類型與氧化還原反應的關(guān)系”也可用下圖表達。圖 133試寫出有水參加的符合反應類型的一個化學方程式:_,其中水為_劑。第34頁/共66頁(3)氯化銨常用作焊接。例如,在焊接銅器時用氯化銨除去銅 器 表 面 的 氧 化 銅 以 便 焊 接 , 其 反 應 為 : _CuO _NH4Cl_Cu_CuCl2_N2_H2O。配平此氧化還原反應方程式。該反應中,被氧化的元素是_(填元素名稱),氧化劑是_(填化學式)。反應中若產(chǎn)生 0.2 mol 的氣體,則有_ mol 的電子轉(zhuǎn)移。第35頁/共66頁解析:(1)煤的形成、太陽能電池工作、陶器燒制過程中都有氧化還原反應發(fā)生

19、,簡單機械織布為物理變化。(2)由圖可知,反應類型全部屬于氧化還原反應,則應該是置換反應。第36頁/共66頁1氧化還原反應方程式的配平技巧:(1)缺項類?;蛩鼈冸m參與反應,但元素化合價不變。確定方法:先配出氧化還原化學計量數(shù),后根據(jù)離子電荷守恒和原子個數(shù)守恒確定未知物??赡苋钡捻棧阂话闶欠磻橘|(zhì),通常是酸(H)、堿(OH)第37頁/共66頁(2)多變類。有兩種以上元素價態(tài)改變;存在于一種物質(zhì)中,其中兩種元素的價態(tài)同時升高或降低。配平技巧:整體法(把多種元素價態(tài)改變的分子作為整體,根據(jù)電子得失總數(shù)相等,即可配平)。(3)有機方程式配平的關(guān)鍵是確定 C、H、O 元素的化合價,一般 H 的價態(tài)1

20、 價,O 的價態(tài)2 價,最后確定 C 的化合價。第38頁/共66頁2氧化還原反應的計算方法:(1)計算依據(jù):電子轉(zhuǎn)移守恒,即得電子總數(shù)與失電子總數(shù)相等或化合價升降總數(shù)相等。(2)常見題型。計算氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比或質(zhì)量比。計算參加反應的氧化劑或還原劑的量。確定反應前后某一元素的價態(tài)。第39頁/共66頁【變式訓練】3完成并配平下列化學方程式:第40頁/共66頁第41頁/共66頁答案:A 解析:Cr元素由6價降到3價,F(xiàn)e元素由2價升到3價,由鉻元素守恒可知廢水中 反應中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為32 mol 3nx mol。由得失電子守恒知y3x,故B、C、D項正確;由鐵元素守恒可知消耗硫酸亞鐵

21、銨的物質(zhì)的量為n(1y) moln(3x1) mol,因此A項錯誤。第42頁/共66頁有關(guān)氧化還原反應的綜合考查考向分析氧化還原反應是高考的必考內(nèi)容。近幾年高考考題設(shè)計更加靈活多變,考查角度也更加新穎。其中,在選擇題中分析判斷物質(zhì)的氧化性、還原性及強弱比較和計算等題目不斷出現(xiàn)。非選擇題主要結(jié)合實驗中物質(zhì)的檢驗、鑒別、分離提純、計算等內(nèi)容,以實驗探究的方式考查氧化還原反應。這類題目不僅能夠考查考生對氧化還原反應知識的掌握,還能夠考查學生的發(fā)散思維能力以及實驗操作能力。第43頁/共66頁(1)請完成 SO2 與過量 NaOH 溶液反應的化學方程式:SO22NaOH=_。(2)反應 Cl2Na2SO

22、32NaOH=2NaClNa2SO4H2O 中的還原劑為_。 【典例】(2010年廣東高考)某科研小組用MnO2和濃鹽酸制備Cl2時,利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進行吸收處理。第44頁/共66頁提出合理假設(shè)。設(shè)計實驗方案,進行實驗。請在答題卡上寫出實驗步驟以及預期現(xiàn)象和結(jié)論。限選實驗試劑:3 moLL1H2SO4、1 molL1 NaOH、0.01 molL1KMnO4、淀粉KI溶液、紫色石蕊試液。實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:取少量吸收液于試管中,滴加 3 moLL 1 H2SO4至溶液呈酸性,然后將所得溶液分置于A、B試管中。步驟2:步驟3:第45頁/共66頁考查要點:以實

23、驗探究題為載體,考查氧化還原反應的基本概念及實驗設(shè)計的相關(guān)操作。思路指導:要設(shè)計出正確的實驗方案,首先得明確實驗目的,清楚各個實驗步驟及相應原理。注意把握溶液酸性環(huán)境的設(shè)置。在選用試劑時要考慮不能對要檢驗的離子造成干擾,在語言敘述時要注意試劑的用量(少量、適量、過量)的把握,表達時要寫清三個要點:操作現(xiàn)象結(jié)論。第46頁/共66頁第47頁/共66頁答案:(1)Na2SO3H2O(2)Na2SO3(3)只存在ClO實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟2:向A試管中滴加紫色石蕊試液12滴若先變紅后褪色,證明有ClO-,否則無步驟3:在B試管中滴加0.01 molL1 KMnO4溶液12滴若紫紅色褪去,證明有

24、,否則無第48頁/共66頁【突破訓練】 1(2010年天津高考)納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應用。 制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2xH2O,經(jīng)過濾、水洗除去其中Cl,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2。 用現(xiàn)代分析儀器測定TiO2粒子的大小。用氧化還原滴定法測定TiO2的質(zhì)量分數(shù):一定條件下,將TiO2溶解并還原Ti3,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3至全部生成Ti4。第49頁/共66頁請回答下列問題:(1) TiCl4水解生成TiO2xH2O 的化學方程式為:_。 (2)檢驗TiO2xH2O中Cl是否被除

25、凈的方法是:_。(3)下列可用于測定 TiO2粒子大小的方法是_(填字母代號)。a核磁共振法 b紅外光譜法c質(zhì)譜法d透射電子顯微鏡法第50頁/共66頁(4)配制 NH4Fe(SO4)2標準溶液時,加入一定量H2SO4的原因是_;使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外,還需要下圖 134 中的_(填字母代號)。圖 134第51頁/共66頁w g,消耗 c molL1 NH4Fe(SO4)2標準溶液V mL,則TiO2(5)滴定終點的現(xiàn)象是_。(6)滴定分析時,稱取 TiO2(設(shè)摩爾質(zhì)量為M gmol1)試樣 質(zhì)量分數(shù)表達式為_。(7)判斷下列操作對 TiO2 質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果的影響(填“偏

26、高”、“偏低”或“無影響”)。若在配制標準溶液過程中,燒杯中的 NH4Fe(SO4)2 溶液有少量濺出,使測定結(jié)果_。若在滴定終點讀取滴定管刻度時,俯視標準液液面,使測定結(jié)果_。第52頁/共66頁解析:(1)設(shè) TiCl4的系數(shù)為1,根據(jù)元素守恒,TiO2xH2O 的系數(shù)為 1,HCl 的系數(shù)為 4;再根據(jù) O 元素守恒,可知H2O的系數(shù)為(2x)。(3)核磁共振譜常用于測有機物中含有多少種氫原子;紅外光譜一般分析有機物含有何種化學鍵和官能團;質(zhì)譜法常用于測有機物相對分子質(zhì)量;透射電子顯微鏡可以觀察到微粒的大小。 (5)因為是用KSCN作指示劑,終點時NH4Fe(SO4)2不再與Ti3反應,與

27、SCN反應生成血紅色的Fe(SCN)3。第53頁/共66頁(7) NH4Fe(SO4)2 溶液濺出,則其實際的物質(zhì)的量濃度比原要配制的小,消耗的體積增大,使測得的 TiO2的百分含量偏高;若終點俯視滴定管,讀取的標準液體積比實際消耗的體積偏小,質(zhì)量分數(shù)偏低。第54頁/共66頁第55頁/共66頁題組一 氧化還原反應的基本概念1(2012 年山東濰坊檢測)下列說法正確的是()。A陽離子只有氧化性,陰離子只有還原性B失電子難的原子獲得電子的能力一定強C得到電子越多的氧化劑,其氧化性就越強D要實現(xiàn) Fe2Fe3的轉(zhuǎn)化,必須加入氧化劑又難失電子,B 項錯誤;氧化性強弱取決于得電子的能力強弱,而不是得電子數(shù)的多少,C 項錯誤。D解析:Fe2具有還原性,A項錯誤;稀有氣體既難得電子,第56頁/共66頁 2(2011

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