競賽指導(dǎo)

1、高中化學(xué)競賽,河南省太康縣第一高級中學(xué)----喬純杰,,【中國高中化學(xué)奧賽選手】,【世界各國高中化學(xué)奧賽選手】,【杰出的年輕科學(xué)家】,玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論誕生于1912年， 27歲。,1953年4月，沃森提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，25歲。,,海森堡：建立量子矩陣力學(xué),24歲。,牛頓：1665年發(fā)明微積分，22歲。,日本模式,美國模式,中國模式,人,眾,從,從權(quán)、從書、從舊。,【典型的文化模式】,,,,【中國人創(chuàng)新的思想障礙】,1.

2、中國長期的小農(nóng)經(jīng)濟, 形成了“小康即安”“小富即滿”的保守思想, 這是妨礙創(chuàng)新的思想根源。2. 中國文化中的神本主義文化, 即唯神、唯上、唯書束縛了中國學(xué)人創(chuàng)造性的發(fā)揚。3. 中國教育中的唯書教育與應(yīng)試教育妨礙了學(xué)生的自由與個性的發(fā)展，也就妨礙了創(chuàng)新。因此要加強個性教育、素質(zhì)教育與創(chuàng)造教育。4. 中國學(xué)人習(xí)慣于跟蹤不習(xí)慣于創(chuàng)新的一個重要原因是缺乏自信心，不敢質(zhì)疑和批判現(xiàn)存的知識體系，不敢提出創(chuàng)新的理論和方法。,近年來

3、化學(xué)競賽試題中逐漸減少了構(gòu)成題，取而代之的是一種新的主流試題——“科學(xué)猜謎題”，且權(quán)重越來越大。所謂“科學(xué)猜謎題”有別于通常意義上的猜謎游戲，其“謎面”是在試題中建構(gòu)未知知識信息，猜謎人——化學(xué)競賽選手的智力強弱表現(xiàn)在能否用已有的知識來理解這些信息，并對這些信息進行加工、分析、綜合。 一般“科學(xué)猜謎題”是競賽選手不知道的知識，是競賽選手根據(jù)信息得出的“新知識”，因此很能考查競賽選手的創(chuàng)造性思維的水平，即考查思維的嚴密性、

4、精確性、深刻性和全面性，同時也能做到試題的公正性，有利于選拔人才。,【高中化學(xué)競賽命題趨勢】,【高中化學(xué)競賽應(yīng)試對策】,1、準確定位自己，掌握大綱要求的基本知識 化學(xué)競賽是分層次的。每年9月舉行全國化學(xué)競賽初賽是中國化學(xué)會命題的。試題內(nèi)容的知識水平（指用于理解試題給出的信息，加工這些信息所需要的基礎(chǔ)知識，決不是指試題題面的內(nèi)容）不會超過中國化學(xué)會下發(fā)的競賽大綱初賽的水平。您如果只想?yún)⒓映踬?，不準備在初賽獲勝后繼續(xù)參加省里進行的參加冬

5、令營的選拔賽，你只要在業(yè)余時間掌握初賽大綱的內(nèi)容就可以了。如果充分研究大綱，有良好的洞察力和判斷力，再拿些過去幾年的初賽試卷研究研究，再加上適當(dāng)?shù)木毩?xí)，你必定能夠在初賽里取得好成績。 如果你的目標(biāo)定為沖擊冬令營，你就應(yīng)該把中國化學(xué)會下發(fā)的初賽大綱和決賽大綱都研究透了，而且很好地把握以往決賽試題。還應(yīng)該早日進行實驗訓(xùn)練。,正確的做法是：按部就班。根據(jù)自己的能力和水平來恰當(dāng)安排時間。例如，冬令營若能優(yōu)勝，到國家隊選手選拔賽，還有2個月，

6、你可以集中精力準備參加第三論搏殺，此前的理論學(xué)習(xí)過分超前，如果處理不當(dāng)，恐怕會影響其他學(xué)科的學(xué)習(xí)，會得不償失的。但化學(xué)實驗一定要盡早系統(tǒng)地訓(xùn)練。這就要你的學(xué)校和老師的支持。 化學(xué)競賽不要搞題海戰(zhàn)術(shù)?？锤傎悤系囊酝脑囶}或者一些人編制的試題，一定要判斷一下，這種試題會不會在今后的競賽中出現(xiàn)，如果會出現(xiàn)，將在哪一級競賽里出現(xiàn)。否則你就墮入云霧，覺得競賽的試題的知識內(nèi)容太深，自己夠不上！其實，這是被誤導(dǎo)了。請分清各級競賽的水平！請以競賽

7、大綱來判斷競賽的試題的水平是否適合你即將參加的競賽！,2、平時多看一些科學(xué)普及讀物、畫報、化學(xué)史料、科學(xué)家傳記書刊，多接觸一些生活、生產(chǎn)上的實際知識，了解化學(xué)發(fā)展的前沿領(lǐng)域的情況。 例如，人類社會經(jīng)歷了相當(dāng)長的“青銅時代”，證明銅是“常見元素”。 又如鉻，中學(xué)化學(xué)實驗室里就有許多含鉻的試劑，課本里說到強氧化劑時常提到重鉻酸鉀，有機化學(xué)、分析化學(xué)里也經(jīng)常用，說明它是常見的），不但要知道它的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)，還應(yīng)知道它的用途。

8、 化學(xué)本身就是一門緊密聯(lián)系實踐的學(xué)科，它有理論性的一面，更重要的是這些理論都是建立在眾多化學(xué)事實的基礎(chǔ)上，又要去指導(dǎo)進一步的實踐。所以化學(xué)聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際已成為國際化學(xué)教育發(fā)展趨勢上的一個顯著特點。,3、適時、適度地進行解題訓(xùn)練，注意思想方法和能力的培養(yǎng)。 在奧賽試題中，常常從實際應(yīng)用中提出一些問題，需要用深一層的原理去解釋我們還沒有直接感受到的事實；或者反過來，從別人的直接經(jīng)驗或?qū)嶒灁?shù)據(jù)中去總結(jié)新的規(guī)律等等，這當(dāng)中都有一個能

9、力要求問題。 第一，解題時運用了那些基本概念和理論，通過怎樣的思想方法，才把這題解出來的？開始遇到了什么障礙，這些障礙的性質(zhì)怎樣？以及為什么會產(chǎn)生的？ 第二，所得結(jié)果是否合理，結(jié)論說明什么意義？對于結(jié)果是否符合提議，還要設(shè)法核對，旁敲側(cè)擊，考驗答案正確性。 第三，如果變換題中已知的和未知的條件，將如何解答？怎樣充分捕捉題給的每一條信息，…… 總之，就是要在解完一題之后，再把題目研究一番，把問題的實質(zhì)看透看穿。,4、注意非

10、智力因素的培養(yǎng)。 激烈的競爭要求參賽者要有機敏的才智、堅韌的耐力和自強不息的進取精神。（1）情感、興趣 學(xué)習(xí)上要有強烈的求知欲和學(xué)習(xí)動機，在興趣中就容易激發(fā)出新意。瓦特對“蒸汽”現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣，愛迪生迷上 “電”現(xiàn)象，愛因斯坦對“相對論”的研究如癡如醉，因而在科學(xué)上都有重大發(fā)現(xiàn)。只有把自己一時的興趣逐步轉(zhuǎn)化為持久的、穩(wěn)定的志趣，才能有經(jīng)久不衰的求知動力，不斷生出智慧的萌芽。（2）意志、毅力 要有自己的遠大理想，每個階

11、段都要制定具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，目標(biāo)的完成需要有堅強的意志。學(xué)習(xí)目標(biāo)的完成，最基本的要求是打好基礎(chǔ)，有了扎扎實實的基礎(chǔ)知識，才會具備知識創(chuàng)新基礎(chǔ)。正如古人曰：“書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟”。也正如今人曰：“書山有路巧為徑，學(xué)海無涯樂作舟”。,（3）氣質(zhì)、情操 優(yōu)良品格不是先天的，而是后天進行系列、規(guī)范的心理素質(zhì)培養(yǎng)的結(jié)果。要隨時調(diào)節(jié)自己的心情，在任何時候都要保持自己有一個穩(wěn)定情緒。穩(wěn)定出思路。 要做到：“寵辱不驚，看窗外花開花落；

12、去留無意，任天空云卷云舒”。盡量使自己： 凈――心如明臺，一塵不染。 靜――心如止水，波瀾不驚。 在學(xué)習(xí)生活中，力求不以物喜，不以己悲，排除一切干擾，全身心的投入到學(xué)習(xí)之中，智慧與靈感隨時都會出現(xiàn)。 講究生活的規(guī)律性、科學(xué)性。不搞疲勞戰(zhàn)術(shù)，某種意義上講，休息比多看幾頁書、多做幾道題還要重要。始終保持旺盛的精力，創(chuàng)意在腦中萌發(fā)的幾率就高。 自信，是人生

13、最珍貴，最難得到而又是容易失去的東西，我可以一無所有，只要我的自信尚存，終有一天我會無所不有。,【例題】：2004年7月德俄兩國化學(xué)家共同宣布，在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到高聚氮，這種高聚氮的N－N鍵的鍵能為160kJ/mol（N2的鍵能為942kJ/mol），晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。在這種晶體中，每個氮原子的配位數(shù)為 ；按鍵型分類時，屬于 晶體。這種固體的可能潛在應(yīng)用是 ，這是因為：

14、 。,一：反映事物本質(zhì),【高中化學(xué)競賽試題的特點】,【答案】：3；原子；高能燃料 ；高聚氮轉(zhuǎn)化為氮氣放出大量的熱。,二：聯(lián)系實際,【例題】：據(jù)報道，在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學(xué)知識作出如下判斷（這一判斷的正確性有待證明）：　　當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯，最可能的存在形式是 和 　　　。 當(dāng)另一種具有 性的液態(tài)潔污劑與之混合，可能發(fā)生如下

15、反應(yīng)而產(chǎn)生氯氣：,【答案】Cl-; ClO-; 酸。,三：重視基礎(chǔ)知識的生長,【例題1】：高溫下，超氧化鉀晶體呈立方體結(jié)構(gòu)。晶體中氧的化合價可看作部分為0價，部分為-2價。下圖為超氧化鉀晶體的一個晶胞。則下列說法正確的是( )A.晶體中與每個K+距離最近的K+有12個B.晶體中每個K+周圍有8個O2-，每個O2-周圍有8個K+C.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2，每個晶胞含有14個K+和13個O2-D.晶體中，0價氧原子與-

16、2價氧原子的數(shù)目比可看作為3:1,【答案】A、D,【例題2】：化合物A俗稱“吊白塊”，年產(chǎn)量上萬噸，主要用于染色工藝，具還原性和漂白性, 對熱不穩(wěn)定，有毒。一些不法商人將A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白，導(dǎo)致多起嚴重食物中毒事件。已知：固體A·2H2O的摩爾質(zhì)量為154g/molA的晶體結(jié)構(gòu)及其水溶液的電導(dǎo)證實A是鈉鹽，每摩爾A含1摩爾鈉離子。 A在水中的溶解度極大，20oC飽和溶液A的質(zhì)量分數(shù)達45％。A的制

17、備方法之一是在NaOH溶液中令甲醛與Na2S2O4（連二亞硫酸鈉）反應(yīng)（摩爾比1：1），反應(yīng)產(chǎn)物為A和亞硫酸鈉。A在化學(xué)上屬于亞磺酸衍生物，亞磺酸的通式為RSO2H，R為有機基團。 （1） 畫出A的陰離子的結(jié)構(gòu)式。 （2） 寫出上述制備A的“分子方程式”。 （3） 給出A的化學(xué)名稱。,（2） NaOH + Na2S2O4 + HCHO = Na2SO3 + (NaSCO3H3) （3

18、） 羥甲基亞磺酸鈉,【解析】：（1） 154-36-23-32-32=31 R=CH3O,【例題3】下圖摘自一篇新近發(fā)表的釩生物化學(xué)的論文：（1）．釩化合物的每一次循環(huán)使無機物發(fā)生的凈反應(yīng)化學(xué)方程式是： 。（2）．在上面的無機反應(yīng)中，被氧化的元素是 。（3）．次氯酸的生成被認為是自然界的海藻制造C—Cl鍵的原料，請

19、舉一有機反應(yīng)說明： 。（4）．試分析圖中釩的氧化態(tài)有沒有發(fā)生變化： 。,【解析】： （1）H2O2＋Cl-＋H+＝H2O＋HOCl （2）氯 氧（3）H2C＝CH2＋HOCl＝HOH2C—CH2Cl（其他也可）（4）沒有變化。理由：Ⅰ過氧化氫把過氧團轉(zhuǎn)移到釩原子上形成釩與過氧團配合的配合物并沒有改變釩的氧化態(tài)，所以從三角雙錐到四方錐體釩的氧化態(tài)并沒有發(fā)生變化

20、； Ⅱ其后添加的水和氫離子都不是氧化劑或還原劑，因此，過氧團變成次氯酸的反應(yīng)也沒有涉及釩的氧化態(tài)的變化，結(jié)論：在整個循環(huán)過程中釩的氧化態(tài)不變。,【例題4】下面四張圖是用計算機制作的在密閉容器里，在不同條件下進行的異構(gòu)化反應(yīng) X?Y 的進程圖解。圖中的方塊是X，圓圈是Y。,,,,A B C D（1） 圖中的縱坐標(biāo)表示

21、 ； 橫坐標(biāo)表示 。（物理量）（2） 平衡常數(shù)K最小的圖是 。（3） 平衡常數(shù)K最大的圖是 。（4） 平衡常數(shù)K=1的圖是 。,【解析】：（1）A和B的物質(zhì)的量的百分數(shù)；時間，分 。 （2） A （3） B （4） C,【例題

22、5】最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反應(yīng)，使C60獲得一個質(zhì)子，得到一種新型離于化合物[HC60]＋[CB11H6CL6]－?；卮鹑缦聠栴}：（1） 以上反應(yīng)看起來很陌生，但反應(yīng)類型上卻可以跟中學(xué)化學(xué)課本中的一個化學(xué)反應(yīng)相比擬，后者是： 。（2） 上述陰離子[CB11H6Cl6]－的結(jié)構(gòu)可跟硼二十面體相比擬，也是一個閉合的納米籠，且[CB11H6Cl6]－離子有如下結(jié)

23、構(gòu)特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋轉(zhuǎn)360°/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉(zhuǎn)過。請在圖上添加原子（用元素符號表示）和短線（表示化學(xué)鍵）畫出上述陰離子。,【解析】：（1） NH3+HCl = NH4Cl （2） 注：硼上氫氯互換如參考圖形仍按正確論，但上下的C、B分別連接H和Cl，不允許互換。,【例題1】：據(jù)報道，在－55℃令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一離子化合物（C），測得Xe的質(zhì)量分數(shù)為31％，陰離子

24、為四氟硼酸根離子，陽離子結(jié)構(gòu)中有B的苯環(huán)。C是首例有機氙（IV）化合物，－20℃以下穩(wěn)定。C為強氟化劑和強氧化劑，如與碘反應(yīng)得到五氟化碘，放出氙，同時得到B。（ 1） 寫出 C的化學(xué)式，正負離子應(yīng)分開寫。 （ 2） 根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把 C歸為有機氙配合物？ （ 3） 寫出 C的合成反應(yīng)方程式。

25、 （ 4） 寫出 C和碘的反應(yīng)。 （ 5） 畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)。,四：信息量大、思考量大,【解析】：（ 1 ） C6F5XeF2+BF4–（ 2 ） 分子中有C—Xe鍵（ 3 ） XeF4 + C6F5BF2 = C6F5XeF2+B

26、F4–（ 4 ） 5C6F5XeF2＋BF4－＋2I2＝4IF5＋5Xe＋ 5C6F5BF2（ 5 ） 注：應(yīng)用VSEPR模型。,【例題2】：镅（Am）是一種用途廣泛的錒系元素。241Am的放射性強度是鐳的3倍，在我國各地商場里常?？梢姷?41Am骨密度測定儀，檢測人體是否缺鈣；用241Am制作的煙霧監(jiān)測元件已廣泛用于我國各地建筑物的火警報警器。镅在酸性水溶液里的氧化態(tài)和標(biāo)準電極電勢（E?/V）如下，圖中2.62是Am4+/Am3

27、+的標(biāo)準電極電勢，-2.07是Am3+/Am的標(biāo)準電極電勢，等等。一般而言，發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的條件是氧化劑的標(biāo)準電極電勢大于還原劑的標(biāo)準電極電勢。,判斷金屬镅溶于稀鹽酸溶液以什么形態(tài)存在。附：E?(H+/H2) = 0 V; E?(Cl2/Cl-) = 1.36 V；E?(O2/H2O) = 1.23 V。,,【解析】： 要點1：E?(Amn＋/Am)＜0, 因此Am可與稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣轉(zhuǎn)化為Amn＋，n＝2,3,4；但E?

28、(Am3＋/Am2＋)＜0，Am2＋一旦生成可繼續(xù)與H＋反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Am3＋。（或：E?(Am3＋/Am)＜0，n＝3） 要點2：E?(Am4＋/Am3＋)＞E?(AmO2＋/Am4＋), 因此一旦生成的Am4＋會自發(fā)歧化為AmO2＋和Am3＋。 要點3：AmO2＋是強氧化劑，一旦生成足以將水氧化為O2, 或?qū)l－氧化為Cl2，轉(zhuǎn)化為Am3＋, 也不能穩(wěn)定存在。相反，AmO2＋是弱還原劑，在此條件下不能被氧化為AmO22＋。

29、 要點4：Am3＋不會發(fā)生歧化（原理同上），可穩(wěn)定存在。 結(jié)論：镅溶于稀鹽酸得到的穩(wěn)定形態(tài)為Am3＋。,五：重視結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)空間想像能力,【例題1】(1) 如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)167號元素A，若已知的原子結(jié)構(gòu)規(guī)律不變，167號元素應(yīng)是第 周期、第 族元素；可能的最高氧化態(tài)為 ；氫化物的化學(xué)式為 。(2) 某一放射性物質(zhì)衰變20％需15天，該物質(zhì)的半衰期是 。(3) 1，2-環(huán)氧丙烷分子有

30、種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子。如果用氯取代分子中的氫原子，生成的一氯代物可有 種。(4) 與碳化合物相比，硅化合物的數(shù)量要少得多。碳易于形成雙鍵，硅則不易形成雙鍵。但據(jù)美國科學(xué)雜志2000年報道，已合成了分子中既有Si－Si單鍵，又有Si=Si雙鍵的化合物X。X的分子式為Si5H6，紅外光譜和核磁共振表明X分子中氫原子的化學(xué)環(huán)境有2種，則X的結(jié)構(gòu)式是： 。,,【解析】： (1) 8

31、 ⅦA +7 HA (2) 47天 (3) 4 7 (4),【例題2】： 下圖是化學(xué)家合成的能實現(xiàn)熱電效應(yīng)的一種晶體的晶胞模型。圖中的大（紅）原子是稀土原子，如鑭；?。ㄋ{）原子是周期系第五主族元素，如銻；中等大小的（綠）原子是周期系VIII 族元素，如鐵。按如上結(jié)構(gòu)圖寫出這種熱電晶體的化學(xué)式。給出計算過程。提示：晶胞

32、的6個面的原子數(shù)相同。設(shè)晶體中銻的氧化態(tài)為－1，鑭的氧化態(tài)為+3，問：鐵的平均氧化態(tài)多大？,【解析】：化學(xué)式 LaFe4Sb12（寫La2Fe8Sb24 扣1分）； 鐵的氧化態(tài) +9/4 = +2.25 。,,,n=1 原子總數(shù)=33非平面原子數(shù)=13,n=2 原子總數(shù)=53非平面原子數(shù)=33,【例題3】：假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。,當(dāng)n =

33、 10時，N（表面）% =(9261-6859)/9261 = 0.2594,,【解析】：,【例題1】：最近報道在－100℃的低溫下合成了化合物X，元素分析得出其分子式為C5H4，紅外光譜和核磁共振表明其分子中的氫原子的化學(xué)環(huán)境沒有區(qū)別，而碳的化學(xué)環(huán)境卻有2種，而且，分子中既有C－C單鍵，又有C＝C雙鍵。溫度升高將迅速分解。X的結(jié)構(gòu)式是：,六：考查創(chuàng)新思維方法,【解析】：分子具有高度的對稱性，且具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)。,【例題2】在真空中將

34、CuO和硫粉混合加熱可生成S2O和固體A，1mol CuO反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移數(shù)為1mol。（1）寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：（2）若將S2Cl2與CuO加熱，在100～400℃時，也能生成S2O，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： （3）S2O在NaOH溶液中發(fā)生兩種歧化反應(yīng)，生成S2－、S2O42－、SO32－，請寫出這兩種歧化反應(yīng)的離子方程式: （4）S2O也能在水中發(fā)生歧化反應(yīng)，生成兩種酸，（酸性都不強）試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：,,【

35、解析】：（1）2CuO＋2S=S2O＋Cu2O（2）S2Cl2＋CuO = S2O＋CuCl2（3）5S2O＋14OH－=4S2－＋3S2O42－＋7H2O， 2 S2O＋8OH－=2S2－＋2SO32－＋4H2O（4）5S2O＋7H2O =4H2S＋3H2S2O4,七：重視解決實際問題,【例題1】：某實驗測出人類呼吸中各種氣體分壓/Pa如下表所示：1．請將各種氣體的分子式填入上表。2．指出表中第一種和第

36、二種呼出氣體的分壓小于吸入氣體分壓的主要原因。,【答案】：N2 ; O2 ; CO2 ; H2O 。,【例題2】二戰(zhàn)期間日本是在戰(zhàn)場上唯一大量使用毒氣彈的國家，戰(zhàn)爭結(jié)束日軍撤退時，在我國秘密地遺棄了大量未使用過的毒氣彈，芥子氣是其中一種。芥子氣的分子式為(ClCH2CH2)2S。人接觸低濃度芥子氣并不會立即感受痛苦，然而，嗅覺不能感受的極低濃度芥子氣已能對人造成傷害，而且，傷害是慢慢發(fā)展的。（1）用系

37、統(tǒng)命名法命名芥子氣。（2）芥子氣可用兩種方法制備。其一是ClCH2CH2OH與Na2S反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物之一接著與氯化氫反應(yīng)；其二是CH2＝CH2與S2Cl2反應(yīng)，反應(yīng)物的摩爾比為2︰1。寫出化學(xué)方程式。（3）用堿液可以解毒。寫出反應(yīng)式。,【解析】：（1）2－氯乙硫醚（或2－氯乙烷硫化物）（2）2ClCH2CH2OH＋Na2S＝(HOCH2CH2)2S＋2NaCl(HOCH2CH2)2S＋2HCl＝(ClCH2CH2)2S＋2H2