初中化學競賽講稿

初中化學競賽講稿物質(zhì)構(gòu)成奧秘第1講構(gòu)成物質(zhì)的基本微?！肿印⒃?、離子●知識拓展1、宏觀物質(zhì)一般是指肉眼能看得見的物質(zhì)；微觀粒子是指分子、原子、離子、中子、電子等真實存在但肉眼又不能看見的物質(zhì)。2、同種元素的原子和離子具有相同的質(zhì)子數(shù)，但具有相同質(zhì)子數(shù)的微粒不一定屬于同種元素。（1）具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的不同分子（稀有氣體為單原子分子）：①He和H2分子中的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都為；②Ne、CH4、NH3、H2O、HF分子中的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都為；③Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2分子中的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都為；（2）具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的不同離子：①H3+、和Li+中的質(zhì)子數(shù)都為；電子數(shù)都為；②Na+和NH4+中的質(zhì)子數(shù)都為；電子數(shù)都為；③OH－和F－中的質(zhì)子數(shù)都為；電子數(shù)都為；（3）具有相同核外電子數(shù)但質(zhì)子數(shù)不同的微粒：①核外具有2個電子的微粒：H2、He、Li+、Be2+等；②核外具有10個電子的微粒：Ne、O2－、OH－、F－、Na+、Mg2+、Al3+等；③核外具有18個電子的微粒：Ar、S2－、Cl－、K+、Ca2+等；（4）質(zhì)子數(shù)相同但電子數(shù)不同的微粒（同種元素的原子和離子）如：Na與Na+、Cl與Cl－、Fe與Fe2+和Fe3+3、原子的相對原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)4、原子核外電子排布的初步規(guī)律（1）在含有多個電子的原子里，原子的核外電子是分層排布的。電子層第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層K層L層M層N層O層P層Q層（2）核外電子分層排布的初步規(guī)律（每個電子層最多排列的電子數(shù)為2n2個，n為電子層數(shù)）①電子總是最先排在離核最近的第一層中，第一層（K層）最多不超過個電子；②第二層（L層）最多不超過個電子；③最外層最多不超過個電子，（當K層為最外層時，最多排2個電子）。倒數(shù)第二層最多不超過18個電子?！竦湫屠觥纠?】有一種用實際參加化學反應(yīng)的離子符號來表示化學反應(yīng)的式子叫離子方程式，在離子方程式中，反應(yīng)前后的電荷是守恒的。現(xiàn)有如下離子方程式：RO3n—＋F2＋2OH—＝RO4—＋2F—＋H2O，由此可知在RO3n－中，元素R的化合價是（）A．＋4B．＋5C．＋6D．＋思路點撥：在離子方程式中，反應(yīng)前后的電荷守恒，所以有：n+2＝1+2，得：n＝1RO3n—離子即RO3—。RO3—離子帶1個負電荷，說明原子團RO3的化合價為-1價。通常情況下氧元素顯-2價，設(shè)R的化合價為x，則有：x+(-2)×3＝-1,解得x＝+5。需要注意的是，原子團不是化合物，其相應(yīng)的化合價也不等于0。答案：B【例2】1~18號元素中X元素的原子最外層只有1個電子，Y元素的原子的第三層有6個電子，Z元素的第二層也有6個電子，在化合物中只有Z元素的化合價為負。由這三種元素組成的化合物的化學式可能是（）A、XYZ4B、X2YZ3C、X3YZ4D、XYZ思路點撥：X元素的化合價為+1價；Z元素第二層上有6個電子，Z氧元素，化合價為-2價；Y元素原子的第三層上有6個電子，Y即硫元素，其化合價有-2、+4、+6幾種情況。根據(jù)化合物中元素正負化合的代數(shù)和等于0的規(guī)律，求出四個選項中Y的化合價分別為：+7、+4、+5、+5，因此只有答案B符合題意。答案：B【例3】下列說法肯定錯誤的是（）A、某K層上只有一個電子B、某原子M層上電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍C、某離子M、L層上電子數(shù)均為K層上電子數(shù)的4倍D、某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等思路點撥：核外電子是分層排布的，電子層通常用K、L、M、N、O、P、Q來表示，K層即第一層，依次類推。K層上只有一個電子的是氫原子；L層是第三層，最多可排18個電子，M層上最多可排8個電子，若M層上電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍，則M層上應(yīng)該排32個電子，不符合電子排布規(guī)律。K層上電子最多排2個，M、L層上電子數(shù)為K層的4倍，即均有8個電子，該原子是氬（Ar）。氧離子（O2-）的最外層上有8個電子，其原子核內(nèi)有8個質(zhì)子，即核電荷數(shù)為8。答案：B【例4】常溫常壓下，10mL某氣態(tài)物質(zhì)含有2.68×10個分子，而在這些分子里又含有8.04×10個原子，則判斷該物質(zhì)是一種（）A．單質(zhì)B．化合物C．混合物D．以上都有可能思路點撥：2.68×10×3=8.04×10，說明該氣態(tài)物質(zhì)平均每個分子中有3個原子，符合此條件的單質(zhì)有臭氧（O3）等；符合此條件的化合物有二氧化碳（CO2）等；很明顯，當臭氧（O3）和二氧化碳（CO2）混合在一起時，也符合此條件。故三種情況皆有可能。答案：D【例5】等電子體具有原子數(shù)目相同、電子數(shù)目相同的特征。下列各組中物質(zhì)屬于等電子體的是（）A．NO和O2+B．CO和N2C．NO2和CO2D．SO2和ClO2思路點撥：由題意知，同時滿足“原子數(shù)目相同、電子數(shù)目相同”兩個條件的粒子（包括分子、原子、離子）稱為等電子體。ABCDNOO2+CON2NO2CO2SO2ClO2原子數(shù)22222222電子數(shù)7+88×2-16+87×27+8×26+8×216+8×217+8×2因此，原子數(shù)目相同、電子數(shù)目相同的粒子分別是NO和O2+、CO和N2兩組，即屬于等電子體的正確答案是A、B。答案：AB【例6】原子的核電荷數(shù)小于18的某元素X，其原子的電子層數(shù)為n，最外層電子數(shù)為2n+l，原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是2n2－1。下列有關(guān)X的說法中不正確的是()A．X能形成化學式為X(OH)3的堿B．X可能形成化學式為KXO3的含氧酸鉀鹽C．X原子的最外層電子數(shù)和核電荷數(shù)肯定為奇數(shù)D．X能與某些金屬元素形成化合物思路點撥：由于核電荷數(shù)小于18，則電子層數(shù)n可能為1、2、3。電子層數(shù)（n）1（K層）2（L層）3（M層）核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)（2n2－1）1717最外層電子數(shù)（2n+l）357符合此條件的原子無氮（N）氯（Cl）由上述分析可知，X元素是氮（N）或氯（Cl）。它們分別可形成KNO3、KClO3兩種含氧酸鹽；也可形成Mg3N2、NaCl等化合物；從表示可以看出，N、Cl的最外層電子數(shù)和核電荷數(shù)都為奇數(shù)；B、C、D均正確?；瘜W式為X(OH)3的堿中，X應(yīng)該金屬元素。答案：A【例7】X和Z是由A、B、C三種元素（A、B、C均為1～18號元素）形成的兩種化合物。已知元素A在兩種化合物中的質(zhì)量分數(shù)分別為29.1%和17.0%，且B、C的質(zhì)量比在兩種化合物中是相同的。已知化合物X的化學式為A2B2C3，Z的化學式為A2BxCy。它的溶液跟鹽酸混合時有氣體和淺黃色沉淀生成，該氣體是形成酸雨的主要原因。則元素A是、B是、C是（填元素符號），Z的化學式為思路點撥：本題對初中學生來說難度較大。由“化合物的溶液跟鹽酸混合時有氣體和淺黃色沉淀生成，且該氣體是形成酸雨的主要原因”可以判斷該氣體是SO2，淺黃色沉淀是單質(zhì)S。從而得出化合物中含有硫、氧兩種元素。初中沒有接觸過硫代硫酸鈉，但可以按照硫酸鹽（如Na2SO4）的元素排列規(guī)則初步確定B是硫元素，C是氧元素，這樣X的化學式就轉(zhuǎn)化為A2S2O3，Z的化學式就轉(zhuǎn)化為A2SxOy。已知元素A在兩種化合物中的質(zhì)量分數(shù)分別為29.1%和17.0%，（以a代替A的原子質(zhì)量）在X中：2a/（2a＋64+48）＝29.1％，解得：a=23，即確定元素A是鈉元素。在Z中：46/（46+32x+16y）＝17.0％因為B、C的質(zhì)量比在兩種化合物中是相同的，所以有：2b︰3c＝xb︰yc，46/（46+32x+16y）＝17.0％x︰y＝46/（46+32x+16y）＝17.0％x︰y＝2︰3，聯(lián)立解方程組：得：x=4y=6即X的化學式為：Na2S2O3；Z的化學式為：Na2S4O6答案：Na；S；O；Na2S4O6【例8】現(xiàn)有X、Y、Z三種元素，其中X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子；Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍；X與Z形成的化合物的分子式為ZX3，每個分子內(nèi)有10個電子?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出Z元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______；X分別與Y、Z形成的微粒中，具有5個原子核的分子是；具有5個原子核的離子微粒為_______。（2）某些常見物質(zhì)可用來合成新材料，如利用高溫高壓法使石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸?。科學家認為Y、Z元素可形成一種比金剛石更硬的化合物，后來人們在實驗室成功合成了含有這些元素的化合物(制作晶體薄膜材料)，這種化合物的化學式是______________；試推測合成這種化合物所需的條件是____________________。思路點撥：（1）X原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子，則X是氫原子；Y原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，即第二層上有4個電子，其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6，是碳原子；X與Z形成的化合物的分子式為ZH3，每個分子內(nèi)有10個電子，可知Z原子核外有7個電子，則其質(zhì)子數(shù)為7，是氮原子。氫（H）與碳（C）形成的具有5個原子核的分子是CH4；氫（H）與氮（N）具有5個原子核的離子微粒為NH4+。（2）從碳、氮的原子結(jié)構(gòu)可以看出，碳原子最外層上有4個電子，氮原子最外層上有5個電子，相比較而言，氮原子得電子的能力比碳原子強，當碳、氮形成化合物時，碳顯+4價，而氮則顯-3價，形成的化合物化學式為C3N4。由題中信息“石墨在高溫高壓下轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽旖饎偸保珻3N4是一種比金剛石更硬的化合物，可推測合成這種化合物所需的條件也應(yīng)該是高溫高壓。答案：（1）；CH4；NH4+；（2）C3N4；高溫高壓【例9】現(xiàn)有部分常見元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表：元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)X由它形成的某種單質(zhì)氣體的密度約為空氣的1.1倍Y歷史上道爾頓曾用⊙來作為它的元素符號，它的單質(zhì)是最輕的氣體Z由它組成的某種單質(zhì)是細鱗片狀的很軟的固體，有金屬光澤和滑膩感WK層和M層電子數(shù)之和等于L層的電子數(shù)（1）元素X和Y能形成原子個數(shù)比為1∶1的化合物，其化學式為______________。（2）寫出元素Z組成的這種單質(zhì)的一種用途_________________________________。（3）元素W可形成一種單質(zhì)，其式量為256，該單質(zhì)的化學式為_____________。思路點撥：空氣的平均相對分子質(zhì)量為29，X氣體單質(zhì)的密度約為空氣的1.1倍，則該氣體的相對分子質(zhì)量也是空氣相對分子的1.1倍，29×1.1≈32，故X氣體是氧氣，X是氧元素；最輕的氣體是氫氣，故Y是氫元素；由題給信息知Z是碳元素；W元素的原子有三個電子層，K層上有2個電子，L層上有8個電子，由于K層和M層電子數(shù)之和等于L層的電子數(shù)，因此M層上有6個電子，W是硫元素。（1）O、H兩種元素組成原子個數(shù)比為1∶1的化合物是H2O2；（2）碳元素形成的單質(zhì)有石墨、金剛石、C60，從“細鱗片狀的很軟的固體，有金屬光澤和滑膩感”等特征推知該單質(zhì)是石墨。（3）設(shè)硫單質(zhì)的化學式為Sx，則有：32x＝256，x＝8，故化學式為：S8答案：（1）H2O2（2）作潤滑劑或電極（3）S8【例10】有核電荷數(shù)小于18的A、B、C、D四種元素，A元素組成的單質(zhì)是清潔的能源；B單質(zhì)的體積在空氣中占21％；C原子有3個電子層，最內(nèi)層電子數(shù)是最外層的2倍；D元素是農(nóng)作物生長所需要的營養(yǎng)元素，其組成的單質(zhì)可以被豆科植物的根瘤菌吸收、利用。（1）寫出B、D元素的名稱：B，D。（2）寫出A、B可能形成化合物的化學式、。（3）寫出由A、B、D三種元素組成的兩種化合物之間發(fā)生中和反應(yīng)的化學方程式。（4）活潑性強的金屬氫化物的化學式可表示為MHn，它與水劇烈反應(yīng)生成堿和A的單質(zhì)，請寫出C的氫化物與水發(fā)生反應(yīng)的化學方程式。思路點撥：A元素形成的單質(zhì)是清潔的能源，可知A是氫元素；空氣中體積分數(shù)占21％的氣體是氧氣，故B是氧元素；C原子有3個電子層，最內(nèi)層上（即第一層）有2個電子，由于“最內(nèi)層電子數(shù)是最外層的2倍”，則最外層（即第三層）上只有1個電子，為鈉元素。豆科植物的根瘤菌吸收、利用