例談運(yùn)用化學(xué)基本原理解題的線索

◇ 重慶 李曉紅

例談運(yùn)用化學(xué)基本原理解題的線索

◇ 重慶 李曉紅

中學(xué)化學(xué)基本原理主要有:物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、平衡理論、電離理論和以“物質(zhì)的量”為核心的計(jì)量理論.而運(yùn)用這些原理解題時(shí),學(xué)生往往感覺到頭緒很多,難以著手,本文以典型習(xí)題為例,針對其解題的主要線索進(jìn)行歸納梳理.

1 運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論解題

1)元素的位置、原子結(jié)構(gòu)及其單質(zhì)與化合物的性質(zhì)之間的相應(yīng)推導(dǎo).其中包括元素周期表中同主族、同周期元素及其單質(zhì)和化合物的性質(zhì)遞變規(guī)律推測;元素及其單質(zhì)和化合物的氧化還原性推斷;元素最高價(jià)氧化物水化物的酸堿性判斷以及元素氣態(tài)氫化物的形成難易與穩(wěn)定性判斷等.

2)用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來分析化學(xué)反應(yīng)過程.例如引導(dǎo)學(xué)生分析離子鍵與共價(jià)鍵的異同,舉例說明其形成過程.

3)以官能團(tuán)為特征,推測不同有機(jī)化合物特有的性質(zhì)與典型反應(yīng)等.例如,在一支潔凈的試管里配制2 mL銀氨溶液,加入1mL10%的葡萄糖溶液,振蕩,然后在水浴里加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析,可以證明葡萄糖分子含有什么官能團(tuán)?葡萄糖具有什么性質(zhì)?

2 運(yùn)用化學(xué)平衡理論解題

以反應(yīng)物活化分子百分?jǐn)?shù)的多少,來判斷外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響和以化學(xué)平衡移動(dòng)原理為基礎(chǔ),來推斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的條件和方向等.例如,木炭在空氣中燃燒是放熱反應(yīng),為什么木炭燃燒前必須先引火點(diǎn)燃?點(diǎn)燃后停止加熱,為什么木炭還能繼續(xù)燃燒?又如,當(dāng)人體吸入大量CO時(shí),會(huì)引起CO中毒,這是由于CO與血液里的血紅蛋白結(jié)合,使血紅蛋白不能很好地與氧氣結(jié)合,人會(huì)因缺氧而窒息,甚至死亡,請根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理,簡述搶救CO中毒患者時(shí)應(yīng)采取的措施.再如,為了加快固體溶解速率,用熱水配制硫酸銅溶液,會(huì)產(chǎn)生渾濁,試解釋為什么,怎樣才能用熱水配制澄清的硫酸銅溶液?

3 運(yùn)用電離理論解題

以電解質(zhì)在水中的電離行為及其對電離平衡的影響為依據(jù),定性推斷溶液的酸堿性及其離子反應(yīng)進(jìn)行的可能性等.例如,在溶液導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)中注入濃醋酸溶液時(shí),燈泡很暗,若改用濃氨水,結(jié)果相似,但如果將上述2種溶液混合起來實(shí)驗(yàn)時(shí),燈泡卻十分明亮,為什么?又如,向2支含有固態(tài)氫氧化鎂飽和溶液的試管中,分別加入適量的固體醋酸鈉、氯化銨,那么,2支試管中固體的質(zhì)量會(huì)有什么變化?說明原因.

4 運(yùn)用以“物質(zhì)的量”為核心的計(jì)量理論解題

“物質(zhì)的量”是國際單位制中7個(gè)基本物理量之一,其SI單位是摩爾(mol),是唯一與物質(zhì)基本單元數(shù)目(或微觀粒子數(shù)目)相關(guān)的物理量.它通過摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)、元電荷、計(jì)量數(shù)等與物質(zhì)質(zhì)量、溶液濃度、氣體體積、電極反應(yīng)、化學(xué)方程式等聯(lián)系起來,起到了宏觀物質(zhì)與微觀粒子在計(jì)量上相互轉(zhuǎn)換的橋梁作用.如:把50mL18.4mol· L－1的濃硫酸擱置一晝夜后,取出5mL,發(fā)現(xiàn)由于吸收了水分,溶液的濃度變成18.0mol·L－1,計(jì)算取出5 mL后剩余硫酸的體積.再如,標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.68L無色可燃?xì)怏w在足量的氧氣中完全燃燒,若將產(chǎn)物通入足量澄清石灰水,得到白色沉淀質(zhì)量為15.0g;若將產(chǎn)物用足量堿石灰吸收,質(zhì)量增加9.3g.(1)計(jì)算燃燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量;(2)若原氣體是單一氣體,通過計(jì)算推斷它的分子式;(3)若原氣體是2種等物質(zhì)的量的氣體混合物,其中只有一種是烴,請寫出它們的分子式(只要求寫一組).分析上述計(jì)算可看出,它們都是圍繞“物質(zhì)的量”這一核心內(nèi)容展開的.

例 (2016年全國卷Ⅲ)4種短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W、X的簡單離子具有相同電子層結(jié)構(gòu),X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的,W與Y同族,Z與X形成的離子化合物的水溶液呈中性.下列說法正確的是( ).

A 簡單離子半徑:r(W)＜r(X)＜r(Z);

B W與X形成的化合物溶于水后溶液呈堿性;

C 氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:W弱于Y;

D 最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:Y強(qiáng)于Z

分析 本題以4種短周期元素在元素周期表中的位置、同電子層結(jié)構(gòu)的離子結(jié)構(gòu)、原子半徑、二元化合物的類別及重要性質(zhì)為載體,通過設(shè)計(jì)簡單離子半徑、二元化合物溶于水后所得溶液的酸堿性、氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性等問題,考查考生對元素推斷、簡單離子半徑大小比較、鈉的氧化物的性質(zhì)、非金屬性強(qiáng)弱比較及其應(yīng)用等的了解情況,考查了分析問題、解決問題的能力.

重慶巫溪縣教育研究進(jìn)修學(xué)校)