文档介绍：1997年全国高中学生化学竞赛〔初赛〕试题与试题分析
编者按：今年的全国高中学生化学竞赛的初赛刚刚完毕。我们认为这次竞赛的试题较好地表达了今年5月全国高中学生化学竞赛工作会议上再次肯定的试题的水平要求：原理水平大致与人民教育出版社的?化学套路来解决未知的问题，并不善于用大量信息来得出新的知识。这反映了我国根底教育中的一个大问题：不讲知识是如何形成的，不着重训练综合实际获得的知识信息来得出新的知识。这样下去，我们的学生的创造性思维从何而来？创造性主要来自于归纳而不出自演绎。我们认为，为了培养出具有创造性的人才，应当在中学的科学课程里加强综合、归纳、创新的训练。
附带可以指出，此题的应答差，花费了参赛学生大量的时间，大大影响了学生的心理承受力，致使他们不能正确地答出后面的试题，这也是命题人始料不及的。这为今后命题提供了一个经历教训。
第二题〔13分〕
PCl5是一种白色固体，加热到160℃不经过液态阶段就变成蒸气，测得180℃下的蒸气密度〔折合成标准状况〕, 极性为零，P—Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P—Cl的键长为198pm和206pm两种。〔P、Cl相对原子质量为、〕答复如下问题：
1．180℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体构造。
2．在250℃下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体构造。
3．PCl5熔体为什么能导电？用最简洁的方式作出解释。
4．PBr5气态分子构造与PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中只存在一种P-Br键长。PBr5熔体为什么导电？用最简洁的形式作出解释。
【解题思路与试题分析】
此题与上题是两种不同类型的信息题。上题是先集中到一点，攻破这个关键，其余问题不难解决。此题是四个虽相关却又相互独立的问题。问题1只涉及第一句话给出的信息。由折合成标准状态的蒸气密度和五***化磷的化学式量，经过属于中学教学内容的简单的计算，就可以得出：180℃下的PCl5是单体，即PCl5就是它的分子式。PCl5分子有5个Cl原子围绕着P原子排列，信息说明其中有两种不同键长的P－Cl键，可见不可能是平面的五角形的分子〔它的磷***键是一种〕，一定具有三维立体构造；三维立体构造还可能有两种：三角双锥或者四角锥体，后者的极性不等于零，所以
PCl5分子是三角双锥型分子。问题2的相关信息是第二句话给出的。该信息无疑说明，PCl5分子在加热到250℃时分解了，生成等量/摩尔的两种气态分子。这种分解反响从类型上说，有的学生可能是熟悉的，例如氧化铜分解生成氧化亚铜和氧气，二氧化锰分解生成四氧化三锰和氧气，三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气等等。此题是将这种知识迁移到***化物上来。所以，可以想见，五***化磷的分解产物是三***化磷和***气。如果答不上来，也不会影响解答后面的问题，这叫做东方不亮西方亮，即便受点挫折，也要经受考验，此题在设计时有这种心理素质考验，因而对第二问的信息提供得较少。问题3涉及的是电解质的根本概念：电解质的定义之一是它的熔体能够导电。但是中学课本里对熔体的导电粒子的讨论很少。本问题首先给出PCl5熔体能导电的信息，由这个信息应当想见其中有正、负两种离子存在。那么，是哪两种离子呢？此题的信息是该熔体中有两种不同的P－Cl键长，这就排除了一种是Cl－另一种是PCl4＋的可能，因为四配位的PCl4+无论如何不会有两种不同的键长〔不管它是正四面体型还是平面四边形〕，所以两种离子可能是PCl4+和PCl6－。这个小题在表述中防止了画出构造式之类的用语，是为减少暗示。问题4是对问题3的一个反响性的暗示。意思无非是说，假设将***改换成溴，与PCl6－相似的PBr6–是不能形成的，因而其中的阴离子只是***离子。如果学生脑中浮现溴离子比***离子大得多的图象，就会想象，6个溴离子包在半径很小的P5+外面可能实在太挤了，挤不下了，而较小的***离子那么是有可能的。学化学比起学物理需要有更多的想象力，而想象是创新所不可缺少的思维形式，这或许是化学吸引一大批有志为人类进步、社会开展、祖国兴盛作出一番奉献的人的缘故之一。此题有意进展这样的引导。
【解】
1．×＝〔1分〕
PCl5相对分子质量＋×5＝〔1分〕
蒸气组成为PCl5〔构造式如右图所示〕〔1分〕
呈三角双锥体。三角双锥分子无极性，有两种键长。〔2分〕
〔注：假设答成四方锥体不给分，因它有极性，与题面给的信息不符〕
2．PCl5＝PCl3＋Cl2
***分子Cl－Cl 三***化磷分子〔构造式如右图所示〕〔本小题共3分〕
〔压力为计算值的两倍说明1mol PCl5完全分解成1molPCl3和1molCl2，共2