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有机物的推断与合成
梧田高中 李阔斌
1、 设计立意与思路和高考考点
高考注重对能力的考查，以此反映学生的素质，也反映了中学化学教学过程中素质教育实施情况。纵观近十年的高考有机化学试题，有机化学是中学化学的重要内容，在高考试题中约占25%左右。有关题目形式变化不大，但内容丰富，信息量大，综合性强。由于有机化学知识的规律性、发散性强，因此生长点多，试题难度保持相对稳定，但稳中有变，灵活性增强，对能力的考查更为特出，体现了高考的选拔功能，对中学化学教学起了导向作用。中学化学教学重点是基础知识的学习和基本技能的培养，培养思维能力，发展创新思维。思维能力培养就是在一次次精心准备的、富有启发性的、哲理性的化学知识教学过程中实施的。知识是培养思维能力的载体，也是构成思维能力的要素，有机物的推断与合成题由于其试题的新颖性和解题的独特性，其教学更是培养能力、发展思维的重要途径。我在多年的教学过程中结合自己的教学实践，形成了自己的一套教学思路和教学模式。
要想使学生较好地掌握有机物的推断与合成，首先必须复习和掌握好有机基础知识，第一关是系统复习，应重在建立明确的复习目标、完整的知识结构网络。有机化学的复习不是简单的重复学习，而应该是温故而知新的过程，必须做到以课本为基础，以高考考点、热点、难点为依据，达到抓住考点、强化热点、突破难点之目的，复习要有针对性，不求面面俱到，但求在某些考点的深度和广度的挖掘上有所突破，要使学生通过专项训练即温故后，能建立能力训练体系，能通过思考和练习，提高独立获得知识的能力、综合思维能力、自我评价能力和自我完善能力，即达到知新的目的，实现有机化学知识的系统化、网络化、能力化。其次是有机化学知识内容繁杂，若不加整理，将会无章无序，难记难用。所以我在复习过程中，注意指导学生充分运用比较归纳的方法，积极挖掘自己的潜能。在有机的专题复习过程中，指导学生以碳原子结构为中心，以官能团为主线，首先掌握各主要官能团的主要性质和反应。如醇羟基能发生的主要的反应，酚羟基能发生的主要的反应等，通过各类有机物之间的纵横比较，把有机物交织成一张特殊的网，便于有序记忆和提取应用，同时培养了学生的逻辑思维能力。结合复习和练习，启发学生集思广益，运用类推和联想，归纳出常用的有机知识规律，如有机物燃烧的规律，最简式相同的物质具有的共同性质以及一些实验和计算的方法等等，从而使所学知识条理化、规律化，易于在解题时发生对应迁移，并且在对知识的加工的过程中也提高了将知识类比、同化、抽象、加工的思维能力。
1、有机推断题的一般思路和解题方法: 有机物的推断题主要是根据物质的性质，来判断某些物质里面含有含有哪些官能团，比如：烷基、烯烃、炔烃、芳香烃、以及各种烃的衍生物的性质不同，根据某些物质所表现出来性质可以判断他属于那个类别，确定他含有那些基。另外通过常见的有机化学反应类型，如取代反应、加成、加聚、酯化、水解等等反应的性质，来判断物质属于那个类别。
（1）解题思路：
（结构、反应、性质、现象特征） 结论检验
（2）解题要点：①由分子式，初步确定不饱和度，以碳四价确定不饱和键位置，这一点非常重要，可以初步确定有机物分子中双键的数目②接受新信息，总结新规律，结合已有知识解题；③由题给官能团推结构，由性质推官能团推结构；④框图题顺逆推，剥离明显条件。
解有机推断题首先必须较为全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络，推断过程中经常使用到的一些典型信息和性质有：
结构信息 （碳架、官能团位置、异构等）
组成信息 （式量、组成基团、元素质量分数等）
反应信息 （燃烧、官能团转变、结构转变等）
此外，还经常使用到一些最见的物质之间的转化关系。
（3）解题方法：推断有机物的方法与推断的思维过程、题给相关推断信息密切相关，推断的一般方法有如下三类，对应着三种思维过程：
顺推法（顺向思维-----直接推断）：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结构。
逆推法（逆向思维-----间接推断）：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论。
分层推理法（立体思维-----多向推断）：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确结论。
推断方法要和基础知识和应用知识能力结合起来，注重逻辑思维能力的训练和培养。切忌硬记方法而忽略分析，应灵活运用方法。
2、有机合成题的一般思路和解题方法 .
解题主要抓住基础知识和新信息结合成新网络，解题的思维程序是：接受信息——联系旧知——寻找条件——推断结论。解有机合成题的关键在于：选择出简单合理的合成路线；熟练掌握好各类有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。
(1)基本要求：原理正确、原料价廉;途径简捷、便于操作;条件适宜、易于分离。
（2）基本思路：
① 分析碳链的变化：有无碳链的增长或缩短？有无成环或开环？
② 分析官能团的改变：引入了什么官能团？是否要注意官能团的保护？
③ 读通读懂信息：题中的信息可能是成为物质转化中的重要一环，因而要认真分析信息中牵涉到哪些官能团（或碳链的结构）与原料、产品或中间产物之间的联系。
④ 可以由原料正向推导产物，也可从产物逆向推导出原料，也可从中间产物出发向两侧推导。
(3)基本思路：
①顺合成法——采用正向思维。程序是：原料→中间产物→产品
②逆合成法——采用逆向思维。程序是：产品→中间产物→原料
③类比分析法——采用综合比较的思维方法。程序是：比较题目所给知识原型→找出原料与合成物质的内在联系→确定中间产物→产品
(4)有机合成的常规方法
①官能团的引入
A、引入羟基（-OH）：
a、加成反应b、取代反应
c、分解反应：葡萄糖的无氧发酵。
B、引入卤素原子（-X）：
a、 加成反应：不饱和碳原子与或加成。
b、 取代反应：烷烃或苯环与的取代；醇与HX的取代。
C、引入双键： a、消去反应：醇或卤代烃的消去引入
b、 氧化反应：醇的氧化引入 C、加成反应：炔烃的部分加成
以上是引入官能团常见的一步引入的方法，但在某些情况下，所要合成的化合物却不能通过简单一步反应制备，则必须通过两步或多步反应采用“迂回”法，逐步转化成被合成的化合物。
②官能团的消除 A、通过加成反应消除不饱和键。
B、通过消去或氧化或酯化等消除羟基（-OH）。
C、通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）。
③官能团的转变
根据合成需要（有时题目中信息会明示某些衍变途径），可进行有机物的官能团转变，以使中间产物向产物递进。常见的三种方式：
A、利用官能团的衍生关系进行衍变。如伯醇→醛→羟酸。
B、通过某些化学途径使一个官能团转变为多个。如：一元醇消去后得烯烃，烯烃加成卤素后再水解则转变出两个—OH。
C、通过某种手段改变官能团的位置。
④ 有机合成中碳链的改变
（1）增加碳链的反应： a 加聚反应 b 酯化反应 c 缩聚反应
(2)减少碳链的反应： a 水解反应 b 脱羧反应
c 氧化反应
d裂化反应 C16H34→C8H18+C8H16　　　　　　　C8H18→C4H10+C4H8
(3) 有机合成中的成环反应规律
a、有机成环方式一种是通过加成、聚合反应来实现的，另一种是至少含有两个相同或不同官能团的有机分子，如多元醇、羟基酸、氨基酸通过分子内或分子间脱去小分子的成环。
b 成环反应生成的环上应至少含有3个原子，其中以形五员环或六员环比较稳定。
类型： <1> 加成成环
如：
<2> 醇分子间脱水成环
<3> 醇分子内脱水成环
如：
<4> 醇与酸酯化成环：
如：
又如：
三、基础知识梳理
1.掌握各类有机物分子结构的官能团的特点，理解其官能团的特征反应，根据物质性质推断分析其结构和类别。如：
⑴ 和 能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色；
⑵－OH能与Na反应放出H2 ；
⑶ 能与FeCl3溶液作用呈紫色；
⑷－COOH（碳原子数较少的）能与Na2CO3溶液作用放出CO2 ；
⑸－CHO与银氨溶液反应产生银镜，或与新制Cu(OH)2作用产生红色沉淀；
⑹ 与少量稀碱溶液混合，滴加酚酞，微热，使溶液红色变浅（酯水解产生的酸和碱发生中和）。
2.理解有机物分子中各基团间的相互影响。
⑴烃基对官能团的影响
中性 弱酸性 （苯环对－OH的影响）
⑵官能团对烃基的影响
CH3—CH3难以去氢，CH3CH2OH较易发生烃基上的氢和羟基之间的脱水（－OH对乙基的影响）
不和溴水反应，而 和浓溴水作用产生白色沉淀（－OH对苯环的影响）。
⑶官能团对官能团的影响
，－OH受 影响，使得－COOH的氢较易电离，显酸性。
⑷烃基对烃基的影响
①－CH3受苯环的影响，能被酸性KMnO4溶液氧化
② 苯环受－CH3影响而使邻、对位的氢易被取代
3.关注外界条件对有机反应的影响。
反应物相同，但反应条件（温度、浓度、用量、催化剂、反应介质和操作顺序）不同而导致生成物不同。
⑴温度的影响
⑵催化剂的影响
⑶反应介质的影响
4.重要有机物间的相互转变关系。
1 官能团的变化；
2 “碳架” 的变化（碳原子数增多、减少，成环、破环）。
5.深刻理解醇的催化氧化，卤代烃及醇的消去反应，酯化反应等重要反应类型的实质。
能够举一反三、触类旁通、联想发散。
⑴由乙醇的催化氧化，可推测：
⑵由乙醇的消去反应，可推测：
由乙醇的脱水生成乙醚，可推测：
⑷由酯化反应原理，可推测：
6、有机反应中的定量关系：
（1）烃和氯气的取代反应，被取代的H原子和被消耗的分子之间的数值关系。
（2）不饱和烃分子与、、等分子加成反应中，、键与无机物分子的个数比关系。
（3）含的有机物与的反应中，与分子的个数比关系。
（4）与或的物质的量比关系。
（5）醇被氧化成醛或酮的反应中，被氧化的和消耗的的个数比关系。
（6）酯化反应中酯基与生成的水分子的个数比关系。
四、例题分析
例：已知
试以1—丁烯为主要原料合成
，并写出有关化学方程式。
分析：此题的要求高、难度大。要正确解答此题，须有扎实的基础知识、较高的概括水平、灵活的迁移能力。其思路为：
　　①通过分析找规律，从给出的反应中可找出烯烃与水反应的规律。即水与烯烃加成反应中－OH加在双键中两端H原子较少的碳原子上。同时从给出的反应中可找出醇类氧化的规律。
　　②通过找联系，确定合成的中间产物。题目中要求用1—丁烯合成
，分解为
。经过比较，就可以看成原型和用1—丁烯来制取产物的联系。
　　③根据要求理顺思路，得合成路线为：
五、思维能力的训练
1、选择题
1．新兴的大脑营养学研究发现，大脑的生长发育与不饱和脂肪酸有密切的关系，从深海鱼油中提取的，被称为“脑黄金”的DHA就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，它的分子中含6个碳碳双键，学名二十六碳六烯酸，它的分子组成应是（ ）
A． B． C． D．
2．有一种称为“摇头丸”的毒品己从国外流入我国某些省市，我司法机关坚决予以了查缉和打击。已知这种毒品中氮元素的质量分数为10.37％，它的结构简式可能是（ ）
3．使0.1mol某有机物完全燃烧，用去0.7mol，生成11.2L（标况），等量此有机物能跟16g溴完全加成，则该有机物可能是（ ）
A． B．
C． D．
4．胆固醇是人体必需的生物活性物质，分子式为，由它生成的一种胆固醇酯是液晶材料，则生成这种胆固醇酯的酸是（ ）
A． B． C． D．
5．1924年，我国药物学家陈克恢检验了麻黄素有平喘作用，于是从中药麻黄中提取麻黄素作为平喘药一度风靡世界。若将10g麻黄素完全燃烧，可得26.67g，8.18g，同时测得麻黄素中含氮8.48％和它的实验式为，则麻黄素的分子式为（ ）
A． B． C． D．
6．据报道，近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔，其结构式为：
HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡N。对该物质判断正确的是（ ）
A.晶体的硬度与金刚石相当 B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.不能发生加成反应 D.可由乙炔和含氮化合物加聚制得
二 填空题1、2004年理综（北京卷）化合物A（）是一种有机溶剂。A可以发生以下变化：
( 1) A分子中的官能团名称是___________；
A只有一种一氯取代物B。写出由A转化为B的化学方程式
___________________________________________________________；
三种。F的结构简式是_____________________________________________。（
（2）化合物“HQ”（）可用作显影剂，“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是（选填序号）_______________。
<1>加成反应 <2>氧化反应 <3>加聚反应 <4>水解反应
“HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的结构简式是__________。
（3）A与“HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为的化合物。
“TBHQ”的结构简式是_____________________________。
2、 （2004年上海卷）从石油裂解中得到的1，3—丁二烯可进行以下多步反应，得到重要的合成橡胶和杀菌剂富马酸二甲酯。
（1）写出D的结构简式
（2）写出B的结构简式
（3）写出第②步反应的化学方程式
（4）写出富马酸的一种相邻同系物的结构简式
（5）写出第⑨步反应的化学方程式
（6）以上反应中属于消去反应的是 （填入编号）。
三、解答题（2004年广东、广西卷）
1．维生素C（又名抗坏血酸，分子式为C6H8O6）具有较强的还原性，放置在空气中易被氧化，其含量可通过在弱酸性溶液中用已知浓度的I2溶液进行测定。该反应的化学方程式如下：C6H8O6＋I2 C6H6O6＋2HI，现欲测定某样品中维生素C的含量，具体的步骤及测得的数据如下。取10 mL 6 mol/L CH3COOH，加入100 mL蒸馏水，将溶液加热煮沸后放置冷却。精确称取0.2000 g样品，溶解于上述冷却的溶液中。加入1 mL淀粉指示剂，立即用浓度为0.05000 mol/L的I2溶液进行滴定，直至溶液中的蓝色持续不褪为止，共消耗21.00 mL I2溶液。
（1）为何加入的CH3COOH稀溶液要先经煮沸、冷却后才能使用？
（2）计算样品中维生素C的质量分数。
2．（10分）（1）具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1molA和1molNaHCO3能完全反应，则A的结构简式是______________。写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式____________________；
（2）化合物B含C、H、O三种元素，分子量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13.3%。B在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成C，C能发生银镜反应，则B的结构简式是____________________________________；
（3）D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应反应的化学方程式是____________________________________________________。
答案
一、选择题
1、（B）2、（B）3、（D）4、（B）5、（A）6、（B）
二、填空题
1、（1）羟基 ;
;
（2）A，B； （3）
2． （2）HOCH2CHClCH2CH2OH
（3）BrCH2CH=CHCH2Br+2H2O HOCH2CH=CHCH2OH+2HBr
（4）HOOCCH=CHCH2COOH （或其它合理答案） （5）HOOCCH=CHCOOH+2CH3OHCH3OOCCH=CHCOOCH3+2H2O
（6）④ ⑦
三、解答题
1、（1）煮沸是为了除去溶液中溶解的O2，避免维生素C被O2氧化，冷却是为了减缓滴定过程中维生素C与液面上空气接触时被氧化的速度。
（2） = 92.40%
2、（10分）
《化学计算专题复习》教学设计
温州二十二中 陈雪金
1、 设计意图及思路
内容 年份 题号 分值 权重 主要知识点
化学计算 2002 7、8、12、13、24 38 31.6% 电解质溶液、溶解度、碳的化合物、化合价、过量计算
2003 31，13 19 15.8% 电解质溶液，碳酸盐
2004 9、12、29、 28 25.9% 钠的化合物，物质的量，化学平衡
纵观近几年理综考试，计算题考察时多时少，而04年计算明显增多。04年的9、12、29题都是计算题，其中，29题是近年少见的化学计算的大题， 并且是一条“链条式”的化学计算题，融化学平衡原理、化学计算于一体。这道有关合成氨计算虽然不难，如果概念不清，将t时刻与平衡时混为一谈，便会导致根本性的错误，难以回答除（1）问中的其它5个设问，强化了问答和计算间的联系。此题难度并不大，并且很常规，但由浅入深，环环紧扣，突出考查考生的思维能力、计算能力。如果考生平时对计算题重视不够，在这儿就易丢分，这就提醒我们，在平时的教学中，应扎扎实实，计算能力培养绝对不容忽视。
化学计算永远面临着思维求异和解法优化的问题。在素质教育的背景下，淡化计算，更注重考查学生审题思路是否敏捷、清晰、缜密，解题过程是否细心、耐心，同时也考查了学生应试的心理素质。对同一道计算题，运用不同的化学思想、方法，从不同的角度去思考即形成不同的求解思路，因此要注重解题技巧的掌握：“巧”的前提是“变”，“变”的前提是“思”。不管哪种解法都要经过认真审题、析题、解题这几个环节。作计算题要用数学思维方法的几种思想：转化思想、变形思想、拆分思想、差量思想、极限思想；要时刻抓住守恒思想，比如质量守恒、原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等，用得好许多问题就会有新思路；同时要有整体意识、全局观念，抓住题目中发生的变化，弄清来龙去脉。解题过程中，还应注意各种方法及应试技巧的应用。如守恒法、差量法、关系式法、图象法等，熟练灵活地应用这些方法，会使解题得心应手，事半功倍，化不能为可能。但解题时，应特别注意不能生搬硬套各种方法，为了方法而应用方法，一定要达到顺其自然，水到渠成的地步。
下面我将分计算理论与综合计算两部分来探讨高考中化学计算部分复习。
2、 高考考点回顾和复习建议
2004年《考试大纲》 2005年《考试大纲》
1、掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式计算 掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式计算
2、掌握有关物质的量的计算 2、掌握有关物质的量的计算
3、掌握有关气体摩尔体积的计算 3、掌握有关气体摩尔体积的计算
4、掌握有关物质溶解度的计算 掌握有关物质溶解度的简单计算
5、掌握有关溶液浓度（溶质质量分数和物质的量浓度）的计算 5、掌握有关溶液浓度（溶质质量分数和物质的量浓度）的计算
6、掌握燃烧热的计算 6、掌握燃烧热的简单计算
7、掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算 7、掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算
8、掌握有关利用化学反应方程式的计算 8、掌握有关利用化学反应方程式的计算
9、以上各类化学计算的综合应用 9、以上各类化学计算的综合应用
从以上对比可知，今年《考试大纲》同去年比没有原则性变化，在复习过程中，要重视学科主要知识的落实、巩固与拓展。《考试大纲》中不变的知识是最重要的，同时对各部分知识的要求层次要领会与把握，如针对把物质溶解度、燃烧热等从“计算”要求降为“简单计算”这一要求，在复习过程中要坚决淡化或删除过于繁、难、偏、旧的知识，避免因过难、太深复习而枉费时间和精力。要注意防止错误的偏向是：认为基础知识太简单，历年高考试题太俗气，只有难题、偏题、怪题才刺激。如果在高考总复习中，削弱了基础，定错了方位，就会付出代价。相反的，培养学生形成解题规律、思路与技能则是重中之重。
值得注意的是，04年理综卷在题序上发生了较大变化，主要表现在Ⅱ卷上，物理总在往前移，生化往后移，今年将物理全部移到了化学前面，而把生物放在了最后。由于物理的难度大，这相当于加大了试题的难度，也加大了化学的难度。从考场出来，很多学生反映物理的最后一题没有做完。不要小看这一点，它势必会影响后面的化学题的解答，尤其化学计算题的解答。这就要求我们化学教师必须与物理、生物教师联手，在2005年备考时，在题序上做点文章，参考《考视说明》的样卷，以去年高考题序为主，再练习一下其它的题序，从而消除题序对学生的影响。
三、考点分析、例题讲解
（1） 相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算
[例题1]（2002—12—全国）
用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰 水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是
A . FeO B. Fe2O3 C. CuO D. Cu2O
变式一：在FeO、Fe2O3、CuO、Cu2O三种化合物中，与等量铁元素结合的氧元素的质量比为（　　）
A．6∶9∶8　　B．12∶8∶9 C．2∶3∶6　D．1∶3∶4
变式二：已知乙炔（C２H２）、苯（C６H６）、乙醛（C２H４O）的混合气体中含氧元素的质量分数为8%，则混合气体中碳元素的质量分数为（　　　）
A．85%　　B．60%　　C．91%　　D．42%
变式三：由NaHS、MgSO４、NaHSO３组成的混合物中，硫元素的质量分数为32%，则混合物中氧元素的质量分数为（　　　）
A．32%　　B．64%　　C．44%　　D．84%
[解析]涉及此类计算，注意计算技能和方法选择。
（1） n（CaCO3）== n（CO）== n（氧化物）== 60g/100g mol—1 == 0.6mol
即32.0g氧化物中氧的物质的量为0.6mol，选B。
（2） 将组成变形，转化成Fe6O6、Fe6O9、Fe6O8，很快选出A。
（3） 将乙醛拆分转化，三种物质碳、氢原子比数相等（1：1），
w（C）==（1—8%）×12/13==84.9%，选A。
（4） Na、H相对原子质量之和与Mg相等。
w（C）==1—32%—32%×24/32==44%，选C。
（2） 物质的量及气体摩尔体积的计算。
物质的量、气体摩尔体积等是高考必考或常考知识点，通常以选择题或填空题形式出现。此部分计算的主要特点是阿伏加德罗常数的应用。其主要特点：
一是已知NA判断一定量物质所含某种粒子数目的多少。纵观近
十年高考试题，发现对此题型的考查保持了相当强的连续性，从1995年一直考到2004年，题目在注重对计算关系考查的同时，又隐含对某些概念理解的考查。
二是近几年来通过阿伏加德罗常数NA进行一些量之间的换算亦成为高考热点。三是阿伏加德罗常数NA在物理学中有着广泛的应用。如电解时析出金属（或放出气体）的质量与耗电量之间必然要用到NA。另外，由于近几年高考中对实验考查逐步从定性转变到半定量、定量，推断题逐步从定性推断转变为计算与性质推断相结合，因而在实验题、推断题中也涉及到了物质的量计算。
[例题2]（1）（2005—9—春季）
下列叙述中指定粒子的数目大于6.02×1023的是（ ）
A.2g重水（D2O，D为21H）中含有的中子数
B. 0.1molF—中含有的电子数
C.标准状况下，11.2LN2和NO混合气体中的原子数
D.1L1mol L—1Na2SO4溶液中的Na+离子数
答案：D
（2）（2004—9—全国）
下列说法不正确的是（ ）
A．磷酸的摩尔质量与6.02×1023个磷酸分子的质量在数值上相等
B．6.02×l023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于14︰1
C．32g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
D．常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2L
答案：D
（3） 溶液浓度的计算、物质溶解度的简单计算
溶液的浓度是高考计算题的热点，主要有：C、V、n、m之间换算；溶液稀释的计算；两种溶液混合后溶液浓度的计算等。
有关溶液浓度计算解题方法思路有两个出发点：
（1）由“定义式”出发：C=n/V
（2）由“守恒”的观点出发：稀释前后“溶质的物质的量守恒”“粒子之间电荷守恒、质量守恒”
[例题3]（1）（2003—8—江苏）若以W1、W2分别表示浓度为amol/L和bmol/L氨水的质量分数，且知2a=b，则下列推断正确的是(水密度比纯水小)（ ）
A. 2w1=w2 B. 2w2=w1 C. w2>2w1 D. w1解析：C=1000ρw/M，依据题意有a=1000ρ1w1/17，b=1000ρ2w2/17，因2a=b，所以2ρ1w1=ρ2w2，又ρ2>ρ1，代入上式得：w2>2 w1.
（2）变式 （1998—8—上海）：在100g浓度为18mol/L—1，密度为ρ（g·cm－3）的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L—1的硫酸，则加入水的体积为（ ）
A.小于100 ml B.等于100 ml C.大于100 ml D. 100/ρ ml
答案：A
溶解度是初中化学中一个重要知识点，但高考涉及的内容在深度和广度上高于初中要求，其考查的主要特点：一是关于溶解度概念的基本计算，题目多数注重对概念的理解，较为简单；二是综合计算，伴有分析推理判断，由于今年《考试大纲》要求难度降低，预计出现几率很小。
[例题4]（03—14—全国）
某温度下向100g澄清的饱和石灰水中加入5.6g生石灰，充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述正确的是
A． 沉淀物的质量为5.6g B. 沉淀物的质量为7.4g
C. 饱和石灰水的质量大于98.2g D. 饱和石灰水的质量小于98.2g
答案：D
（四）溶液pH的简单计算
强弱电解质的电离和溶液的酸碱性是历年高考的热点内容，其中溶液的酸碱性（或pH大小）及pH计算是高考必考题，重视率100%。这类题目能有效地测试考生的判断、推理运算等思维能力，充分体现了高考命题的一种倾向：由知识型向能力型转变。常见题主要是选择
题，但也有一部分笔答题。从近几年的高考试题分析来看，出现了以字母表示溶液的pH，已知混合前后溶液的体积，求混合后pH，此类题更加突出了运用数学工具来解决化学问题的能力，应引起重视。溶液的pH计算题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，与生物酸碱平衡相结合或运用数学工具进行推理等试题在“3+X”综合测试中出现可能性极大。
[例题5]（2004—10—全国）
常温时，以下4种溶液pH最小的是
A．O.01 mol·L-1醋酸溶液
B 0.01mol·L-1醋酸与O.02mol·L-1NaOH溶液等体积混合液
C．0.03mol·L-1醋酸与0.01mol·L-1NaOH溶液等体积混合液
D．pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液
答案：A
[借鉴意义]pH计算总的指导思想：
1、 混合物之间能反应的，先按一定的量反应，看哪一种物质过量；
2、 酸性溶液：先求n（H＋）总，再求c（H＋）总，后求pH；
3、 碱性溶液：先求n（OH－）总，再求c（OH－）总，后求c（H＋）总,求pH；
4、 近似处理思想：体积可以加和；两数相差100倍以上，可忽略小的数字。
（五）烧热的简单计算
化学反应中的能量变化在教材中的篇幅很少，但在高考中经常涉及，主要内容有：有关反应热的计算、比较反应热的大小等。最近又出现反应热与能源结合起来进行考查，从能源问题切入，可引出多学科知识要点，形成综合试题，考查学生的基础知识和运用多学科知识分析问题的能力。
[例题6]我国“神舟”五号飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想。运送飞船的火箭燃料有一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，进行分析发现，该分子结构中只有单键。试回答下列问题：
（1）若64g g该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，还放出3000kJ的热量。试写出该反应的热化学方程式： 。
（2）NH3分子中N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH3＋HCl==NH4Cl。试写出上述通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式为 。
[解析]（1）N2H4（l）＋2H2O2（l）=N2（g）＋4H2O（g）；△H= －1500kJ·mol－1
（2）N2H4＋2HCl===N2H6Cl2
[借鉴意义]计算技巧：
1、 物质前的计算数指的是“物质的量”。
2、 △H <0为放热反应，△H >0为吸热反应。
3、 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。
（六）化学方程式计算
此类型计算包括过量计算与多步反应的计算。
[例题7]向含有0.1 mol·L—1 Ca(OH)2的石灰水中通入0.16molCO2，求生成沉淀的物质的量是多少？
[解析]设0.1mol Ca(OH)2与xmol CO2反应，生成CaCO3的物质的
量为ymol
Ca(OH)2＋CO2== CaCO3↓＋H2O
1 1 1
0.1 x y
解得：x=0.1 0.1mol<0.16mol（CO2过量）
y=0.1 剩余CO2的物质的量=0.16mol－0.1mol=0.06mol
设0.06mol CO2与zmol CaCO3反应
CaCO3＋CO2＋H2O ==Ca(HCO3)2
1 1
z 0.06
解得：z=0.06
生成CaCO3的物质的量=0.1mol－0.06mol=0.04mol
注：这一类题可据系数方便求解：n(CaCO3)=0.1mol×2－0.16mol=0.04mol
[借鉴意义]涉及到多步反应体系，往往依据若个化学反应方程式，找出起示物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：1、利用物料守恒关系建立关系式。2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式。3、利用方程式的加合建立关系式。
（七）综合计算——有关氧化还原反应的计算
氧化还原在生产实践中应用极为广泛，它贯穿于中学化学的全过程，是高考命题的热点之一。解答此类题目有关计算要注意从实质即电子转移入手去正确理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化及其升降这一氧化还原反应的特征入手。此类试题
的解法规律性较强，也有一定的技巧，对这类题目可以采用一题多解的方式，进行多角度，多方位地分析。
[例题8]（1）3.84g的Cu与一定量的浓硝酸作用，随着反应的进行，生成的气体的颜色由深变浅。在标准状况下共收集到1.12L的气体，若用这些气体用排水集气法收集，所得到的气体在标准状况下体积为多少毫升？
（2）镁铝合金5.1g溶于300ml2mol·L－1的盐酸，在标准状况下放出气体的体积为5.6L，向反应后溶液中加入足量氨水，产生沉淀的质量为（ ）
A. 5.1g B. 10.2g C. 13.6g D. 15.3g
变式拓展：将3.5gFe、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL（HNO3 被还原为NO和NO2）；若向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，待金属全部沉淀后，再将沉淀过滤，洗净，干燥后称量为8.6g，则收集到的气体体积V值可为（ ）
A. 1.12 B.5.34 C. 7.26 D. 8.23
[解析]（1）[解法1]利用氧化还原反应中电子得失守恒求解。先求出1.12L气体中的NO2、NO的物质的量。
设1.12L气体中NO2、NO的物质的量分别为x、y
x＋y=1.12L/22.4L·mol－1=0.05mol
x＋3y=2×3.84g/64g·mol－1=2×0.06mol=0.12mol（得失电子守恒）
x=0.015mol y=0.035mol
所以，用排水集气法收集的NO气体体积
VNO=(1/3×x＋y)×22.4L·mol－1=(1/3×0.015mol＋0.035mol)×22.4L·mol－1=0.896L=896ml
[解法2]本题作为一道氧化还原反应的计算题，过程看似复杂。一旦分清了还原剂是什么物质，最终的还原产物又为何物，问题便迎刃而解了。根据得失电子守恒可知：
2×3.84g/64g·mol－1=x/(22.4 L·mol－1)×[(＋5)－(＋2)]（x为最终所得气体体积）
x=0.896L=896ml
(2)　n(OH－)=n(e－)=2n(H2)=2×5.6L/22.4L·mol－1=0.5mol
m(沉淀)=m（合金）＋m(OH－)=5.1g＋0.5mol×17g·mol－1=13.6g，选C
[变式拓展解析]根据n(OH－)=n(e－)=0.3mol，根据得失电子守恒：
当气体都为NO时，3n(NO)=0.3mol，V(NO)=2.24L
当气体都为NO2时，n(NO2)=0.3mol，V(NO2)=6.72L
所以，2.24L（八）综合计算——化学反应速率与化学平衡计算
该部分计算出现的题目类型有选择题和填空题，在选择题部分考察的不多，而在第二卷中，常出现高思维强度的题目，以考察学生的思维判断能力。例如：等效平衡的比例判断，应用数学方法对化学平衡原理进行理论分析等，解答该类题目时，应注意对概念和规律的引申，不能局限于表面，同时要注意同一考点而不同出题形式的变化。
[例题9]（2004－29－全国）
恒温下，将a molN2与b molH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
N2(g)十3H2(g)?　 2NH3(g)
(1)若反应进行到某时刻时，(N2 )=13mol，(NH3)=6mol，计算a的值。
(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25％。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)。
n(始)：n(平)=_____________________________。
(4)原混合气体中，a：b=____________________________。
(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，a(N2)：A(H2)=__________________________.
(6)平衡混合气体中，n(N2)：n(H2)：n(NH3)=_______________________________。
［解析］
(1)解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2，
设反应掉的N2的物质的量为xmol。
则 x∶6=1∶2
解之x=3
A=13+3=16
解法二：
N2 ＋3H2 　　 3H22NH3
开始时： a b 0
时： 13 6
在时生成6molNH3，消耗了3 molN2,所以a=13+3=16
（2）平衡时NH3物质的量为（716.8L/22.4L mol—1）×25%=8mol
（3）可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少y
N2 + 3H2 2NH3 △n
1 3 2 2
8mol y
解得y=8mol
　　所以混合气体的总的物质的量为716.8L/22.4 L mol—1+8mol=40mol
　　原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40：32=5：4
（4）前面已经计算出来原混合气体中a=16,所以H2的物质的量b=40—16=24，
所以a：b=16：24=2：3
（5） N2 + 3H2 2NH3
开始 16 24 0
转化 4 12 8
平衡 12 12 8
N2、H2的转化率之比为α(N2)：α(H2)=4/16∶12/24=1∶2
（6）根据（5）中的计算数据，平衡混和气体中
n (N2):n(H2):n(NH3)=3:3:2
（九）综合设计——有关有机物的计算
[例题10]取3.32g只含羧基，不含其它官能团的固态芳香族羧
酸置于4.00L氧气中点燃，羧酸完全燃烧后气体体积增加0.224L。
将该气体通过足量的过氧化钠后，气体体积减少1.792L。（所有气体体积均指标况下的体积）试回答：
（1）3.320g该羧酸中碳原子的物质的量为 ；
（2）列式计算3.320g羧酸中氢、氧原子的物质的量。
（3）能否由所给数据计算羧酸的相对分子质量 (填能或不能)，并写出符合题给条件的相对分子质量最小的芳香族羧酸的结构及简式。
[解析]（1） 2CO2 ~ O2 气体体积减小
2mol 22.4L
X 1.792L
∴x=0.160mol，n(C)=0.160mol
（2）由题意：3.320g羧酸燃烧后气体体积增加0.224L，而产生CO20.160mol，所以燃烧消耗的O2(0.160—0.224/22.4)mol=0.150mol
设该羧酸中氢、氧原子物质的量为n(H)、n(O)
则3.320g酸+0.150molO2→0.160molCO2+n(H) H2O /2
氧原子守恒：n(O)+0.150×2=0.160×2+n(H)/2
质量守恒：3.320+0.150×32=0.160×44+9n(H)
∴n(H)=0.120mol，n(O)=0.080mol
（3）不能
（共有邻、间、对位三种结构）
（十）综合计算——晶体结构有关计算
05《考试大纲》明确提出要求考生对“原子、分子和化学键等微观结构有一定的三维想象能力。”由于晶体空间结构试题能很好地考察学生观察能力和三维空间的想象力，因而它成为命题的热点在情理之中，考察形式或根据空间构型求晶体的化学式，或根据空间构型求晶体密
度，阿伏加德罗常数，化学键数等，常与物理和数学综合起来一起考察，特别易
于立体几何知识结合在一起，此类试题立意新颖，结构巧妙，对学生的观察思维
能力、空间想象能力有较高的要求。
[例题11]某离子晶体部分结构如图：
（1）晶体中每个Y同时吸引着最近的 个X，
每个X同时吸引着最近的———个Y，该晶体的
化学式为
（2）晶体中每个X周围与它距离最近的X一共有 个。
（3）晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XY X的
角度是 。
（4）设该晶体的摩尔质量为M g/mol,晶体密度为p g/cm3, 阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中两个距离最近的X中心间距离为 cm。
【解析】从图中可知，Y位于立方体的中心，X位于立方体的四个顶点，故一个Y同时吸引着最近的4个X，每个X同时吸引着最近的8个Y，由此确定其化学式为XY2或X2Y。
由于顶点X是8个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3×1/2=12（个）
要求晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角时，可将图中4个X分别与Y相连，形成的构型类同于CH4分子，∠XY X=109028，。
设每个小立方体的边长为xcm，其中含XY2的物质的量为. 根据m=ρv和m=Nm得方程：即可求出：
【解析】（1）4 8 XY2或X2Y
（2） 12 （3）109028， （4）
【借鉴意义】有关晶体结构的问题是一个难点。注意将题给信息、空间形状、性质联系起来，打破平面思维定势，需要建立空间想象、观察与迁移能力。
四、思维能力训练
１、（1998—12—全国） 将标准状况下aLHCl（g）溶于1000g水中。得到盐酸密度为 g·cm—3，则该盐酸的物质的量浓度为（ ）
A. a/22.4mol·L—1 B. ab/22.4mol·L—1
C. ab/（22400＋36.5a）mol·L—1
　 D. 1000ab/（22400＋36.5a）mol·L—1
答案：D
２、（2003—13—全国） 已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是
A H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
B 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ΔH＝－484kJ·mol－1
C H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
D 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1
答案：A
３、（1）（2003—11—全国）
在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O72－和Pb2＋，则与1mol Cr3＋反应所需PbO2的物质的量为
A 3.0mol B 1.5mol C 1.0mol D 0.75mol
答案：B
　　　（2）14gCu、Ag合金与足量的某浓度硝酸反应后，放出气体与1.12L（标况）氧气混合，通入水中恰好全部吸收，则合金中铜质量为（ ）
A. 1.6g B. 3.2g C. 6.4g D. 无法确定
答案：B
４、（2004—12—全国） 取ag某物质在氧气中点燃完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后，固体的质量恰好也增加ag。下列物质中不能满足上述结果的是：
　　A H2 B CO C C6H12O6 D C12H22O11
变题1.将20g甲醛完全燃烧后的产物通过足量的过氧化钠,所得固体质量增加了多少克
变题2.将Xg甲酸甲酯、乳酸（C3H6O3）和葡萄糖的混和物完全燃烧后的产物通过足量的过氧化钠，固体可增重多少克？
变题3. 将Xg甲酸充分燃烧后的产物通过足量的过氧化钠，固体可增重多少克？
变题4.将Xg甲烷气体充分燃烧后的产物通过足量的过氧化钠，固体可增重多少克？
变题5.在1500C时，将一定量的甲烷和氧气的混合气体充入盛有一定量的过氧化钠的密闭容器中，用电火花引燃混合气体，待充分反应后再恢复到1500C，测得容器内的压强近于零，（固体物质的蒸发不计），残余固体溶于水，无气体放出，则混和气体中CH4与O2的物质的量的比是多少？
[答案]解析：写(CO)m(H2)n，选D
变题1：20g 变题2：xg 变题3：写为CH2O2[(CO) (H2) O]或[(CO) (H2)]：30x/46g 变题4：写为CH4[(CO) (H2)2]：32x/16=2xg 变题5：改写CO H2,应为2∶1
５、（2000—26—全国） 25℃时，若体积为Va，pH==a的某一元强酸与体积为Vb，pH==b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va(1)a值可否等于3（填“可”或“否”） ，其理由是 。
(2)a值可否等于5（填“可”或“否”） ，其理由是 。
(3)a的取值范围是 。
[解析]（1）否，若a=3，则b=6，此溶液呈酸性，与题设某一元强碱相矛盾。
（2）若a=5，可知b=10，C(OH—)b=10—4mol L—1，中和时应该有
VaC(H+)a=VbC(OH—)b，即Va/Vb=10>1，与题设Va６、（2003—31—全国） A、B、C是短周期ⅠA和ⅡA族元素的碳酸盐，它们的质量分别为 mA、mB、mC，与足量盐酸完全反应，消耗盐酸的物质的量分别为nA（HCl）、nB（HCl）、nC（HCl）。
已知：mA＝mB＋mC，nA（HCl）＝nB（HCl）＋ nC（HCl）。请填空：
（1）写出短周期ⅠA和ⅡA族元素形成的所有碳酸盐的名称：
（2）若以MA、MB和MC分别表示A、B、C的相对分子质量，试写出MA、MB和MC三者的相互关系式 。
（3）A的正确选择有 种，其化学式为： 。
（4）若A和B为ⅡA族元素的碳酸盐，C为ⅠA族元素的碳酸盐，则A、B、C的化学式依次是 ，mB︰mC＝1︰ 。（保留2位小数）
参考答案
（1）碳酸锂，碳酸钠，碳酸铍，碳酸镁
（2）mA/MA＝mB/MB＋mC/MC（或MB＜MA＜MC；MC＜MA＜MB 以及其它合理答案）
（3）2种 Li2CO3 MgCO3
（4）MgCO3，BeCO3，Na2CO3 1.05
７、在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：
A(g)+ 2B(g) 3C(g)。已知加入1 mol A和3molB且达到平衡后，生成了a mol C。
（1） 达到平衡时，C在反应混合物中物质的量分数为____________(用字母a来表示)
（2） 在相同的实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mo A和6mol B，达到平衡后，C的物质的量为____________mol(用字母a来表示)。此时C在反应混合物中的物质的量的分数____________(“增大”“减小”或“不变”）
（3） 在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mo A和8mol B，若要求平衡后C在反应混和气体中体积分数不变，则应该加入C________mol。
[解析]（1）由于该反应为等体积反应，反应达平衡后，混合气体的物质的量仍为4mol，故C的物质的量分数为a/4。
（2）由于压强对等体积反应的平衡无影响，此问可以理解为题干中两个相同的平衡叠加，然后再加压，故C的物质的量为2amol，其物质的量分数不变。
（3）依据等效平衡原理，设加入C的物质的量为x，根据反应：
A(g) + 2B(g) 3C(g)
2mol 8mol x
0
则有
得x=6mol，故应加入6molC。
［答案］（1）a/4 （2）2a;不变 （3）6
８、（05—29—春季）
化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中（装置的气密性已检查）。
请回答：
（1）各组反应开始时， 装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是 。
（2）当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。
试剂用量 实验现象（气球体积变化） 分析原因
第①组 0.42gNaHCO30.53gNa2CO33ml4mol/L盐酸 甲中气球与乙中气球的体积相等 甲、乙盐酸均过量n(NaHCO3)=n(Na2CO3)V甲(CO2)=V乙(CO2)
第②组 0.3gNaHCO30.3gNa2CO33ml4mol/L盐酸 甲中气球比乙中气球的体积大
第③组 0.6gNaHCO30.6gNa2CO33ml2mol/L盐酸 甲中气球与乙中气球的体积相等
片刻后，乙中气球的体积又缩小，甲中气球的体积基本不变 （用离子方程式表示）
答案：（1）甲 (2)HCO3—+H+=CO2↑+H2O
试剂用量 实验现象（气球体积变化） 分析原因
第②组 甲、乙盐酸均过量n(NaHCO3)>n(Na2CO3)V甲(CO2)>V乙(CO2)
第③组 甲中气球比乙中气球的体积大 甲、乙盐酸均不足量消耗的n(NaHCO3)>n(Na2CO3)V甲(CO2)>V乙(CO2)
CO2+H2O+CO32—=2 HCO3—
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1高三化学“无机推断”专题复习
温州中学 谢昭全
无机推断题既能考查元素及其化合物知识的综合应用，又能对信息的加工处理、分析推理、判断等方面的能力加以考查，因此此类题型应是考查元素及其化合物知识的最佳题型之一。虽然在近几年的高考理综卷中没有出现，但作为一种很好的考查学生对知识掌握程度以及综合应用能力的题型，在高考理综卷中不可能完全放弃，而且在近几年的地区高考卷中就经常出现该题型，故此类题型也应成为高考热点之一。
无机物的综合推断，可能是对溶液中的离子、气体的成分、固体的组成进行分析推断，可以是框图的形式，也可以是文字描述的形式（建议考生有时可以先在草稿纸上把文字描述转换成框图形式，这样可以一目了然）。不管以哪种方式出题，解题的一般思路都是：迅速浏览→产生印象→寻找突破口→注意联系→大胆假设→全面分析（正推和逆推）→验证确认。解题的关键是依物质的特性或转移特征来确定突破口（题眼），顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。因此首先应熟练掌握各种常见元素及其常见化合物之间相互转化的基础知识，并能够形成网络，其次就是要善于抓住题目的突破口。
一、无机物知识网络：
1、重要的非金属及其化合物：
2、重要的金属及其化合物：
二、常见的突破口：
抓住题目的突破口，是解决无机推断题的关键。题目中的突破口可能是显性的，也可能是隐性的。显性的突破口通常是指物质特殊的物理、化学性质、用途以及一些特征的反应现象；而隐性的突破口则往往是一些特殊的反应类型或者物质之间的转化关系。
1、物质颜色
红色：Fe2O3、Fe(OH)3、FeSCN2+、Cu2O、Cu、NO2、Br2(g)、P；
橙色：Br2的溶液；
黄色：S、Na2O2、AgBr、AgI、Ag3PO4、Fe3+(aq)、久置浓HNO3；
绿色：Fe2+(aq)、绿矾、铜绿、浓CuCl2、Cu+浓HNO3；
蓝色：Cu2+(aq)、胆矾、Cu(OH)2；
紫色：石蕊、KMnO4、I2（g）、Fe3++C6H5OH；
黑色：多数过渡金属的氧化物以及硫化物、C、Fe等；
白色：CaCO3、BaSO4、AgCl、Mg(OH)2、Al(OH)3、MgO、Al2O3。
2、物质状态
液态单质：Br2、Hg；
液态化合物：H2O、H2O2、H2SO4、HNO3等；
气态单质：H2、N2、O2、F2、Cl2等；
气态化合物：C、N、S的氢化物及氧化物等。
3、反应现象或化学性质
（1）焰色反应：黄色—Na；紫色（钴玻璃）—K。
（2）与燃烧有关的现象：
火焰颜色：苍白色：H2在Cl2中燃烧；
(淡)蓝色：H2、CH4、CO 等在空气中燃烧；
黄色：Na在Cl2或空气中燃烧；
烟、雾现象：棕（黄）色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；
白烟：Na在Cl2或P在空气中燃烧；
白雾：有HX等极易溶于水的气体产生；
白色烟雾：P在Cl2中燃烧。
（3）沉淀特殊的颜色变化：
白色沉淀变灰绿色再变红褐色：Fe(OH)2→Fe(OH)3；
白色沉淀迅速变棕褐色：AgOH→Ag2O。
（4）使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3；
（5）能使品红溶液褪色加热后又复原的气体：SO2；
（6）在空气中迅速由无色变成红棕色的气体：NO；
（7）使淀粉溶液变蓝的物质：I2；
（8）能漂白有色物质的淡黄色固体：Na2O2；
（9）在空气中能自燃的固体：P4；
（10）遇SCN-变红色、OH-产生红褐色沉淀、苯酚显紫色的离子：Fe3+；
（11）不溶于强酸和强碱的白色沉淀：AgCl、BaSO4；
（12）遇Ag+生成不溶于硝酸的白色、浅黄色、黄色沉淀的离子分别是：Cl-、Br-、I-。
（13）可溶于NaOH的白色沉淀：Al(OH)3、H2SiO3；金属氧化物：Al2O3；
（14）可溶于HF的酸性氧化物：SiO2；
（15）能与NaOH溶液反应产生气体的单质：Al、Si、；化合物：铵盐；
（16）能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体的是：硝酸盐；
（17）通入二氧化碳产生白色胶状沉淀且不溶于任何强酸的离子：SiO32-；
（18）溶液中加酸产生的气体可能是：CO2、SO2、H2S；
溶液中存在的离子可能是：CO32-、HCO3-；SO32-、HSO3-；S2-、HS-；
（19）同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应水化物能反应生成盐的元素：N；
（20）与酸、碱都能反应的无机物：Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸酸式盐、弱酸弱碱盐等；
（21）能与水反应生成气体的物质：K、Na、NaH；Na2O2、CaC2及Mg3N2、Al2S3等；
（22）既有气体又有沉淀生成的反应：Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4HCO3、(NH4)2SO4等；
（23）先沉淀后溶解的反应：Ca(OH)2+CO2、AgNO3+氨水、Al3++OH-、AlO2-+OH-、Ba(OH)2+H3PO4 等；
（24）见光易分解的物质：HClO、HNO3、AgCl、AgBr、AgI；
（25）使用催化剂的反应：合成氨、三氧化硫的生成、氨的催化氧化、制氧气等。
4、特殊的反应类型：
往往是题目的隐性突破口。
（1）单质A + 化合物B → 单质C + 化合物D
即置换反应，可以是金属置换出金属（最常见的是铝热反应）或金属置换出非金属（被置换出来的非金属应该是还原产物，而还原产物在一定条件下具有一定的还原性，故通常是H2或C），也可以是非金属置换出非金属（常见的是卤素单质之间的置换或F2置换出O2、当然卤素都能置换出S，另外C可以置换出Si、H2）或非金属置换出金属（此时的非金属必作还原剂，而常见的还原性非金属只有C和H2）。
（2）A 的化合物 + A的化合物 → A 的单质 + 化合物B
该反应通常是一个归中到单质的反应，该单质必为非金属单质，常见的是S、Cl2、N2。
（3）单质A + 强碱 →两种含A 元素的化合物
该反应是一个碱性歧化反应，单质A 通常是X2或S；
（4）单质A + 单质B → 化合物C ；C + 单质A → 化合物D
综合以上两个反应，可知A、B两种元素可以形成C、D两种以上的化合物，其中必定有一种元素有变价。若有变价的元素是金属，则必为Fe；若有变价的元素为非金属则该元素通常是C、N、S或O等，故以上C、D分别是NO、NO2或CO、CO2、或SO2、SO3或Na2O、Na2O2等。
（5）一种物质分解得到两种以上产物：
常见的有KMnO4、NaHCO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4I、Cu2(OH)2CO3等的分解。
（6）多种物质化合得到一种物质：
如Fe(OH)2+O2+H2O；NOx+O2+H2O等
（7）电解类型（惰性电极）：
生成两种产物：电解质分解型或电解水型或熔融的NaCl等。
生成三种产物：放氧生酸型或放氢生碱型。
生成三种气体：电解氨水或NH4Cl溶液。
（8）与化工生产有关的反应：
如制漂白粉、制生石灰、工业合成氨、氯碱工业、硫酸工业、硝酸工业、玻璃工业等。
三、例题解析
[例题1]：
X、Y、Z为常见的三种单质，常温下X为固体，Y是液体，Z是无色气体。其反应关系如下图所示，其中B的溶液显强酸性。
请回答下列问题：
（1）根据上述关系，确定X、Y、Z的化学式：
X 、Y 、Z ；
（2）Y元素在周期表中的位置是 ；
（3）写出A溶于水后加X的离子方程式： ；
（4）写出C溶液中通入过量氯气的离子方程式： 。
[解析]：
突破口①：“Y是液体（单质）”，则Y可能是液溴或汞，应为液溴；
突破口②：“Z是无色气体（单质），B的溶液为强酸性”则Z为H2、B为HBr；
突破口③：“B（HBr）+X（单质）→C+Z（H2）”该反应是一个从酸中置换出H2的反应，X必为金属，C为金属溴化物；
突破口④：“C（金属溴化物）+Y（溴）→A”，A必为金属X的另一种溴化物，故X必为有变价的金属，应为Fe。
答案：见解析
[例题2]：
下图中A是一种无色液体，G是一种极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应5是工业制X的主要反应之一。
请按要求填空：
（1）写出下列物质的化学式
A 、E 、F 、Y ；
（2）写出反应5的化学方程式
；
（3）1molB通过反应2得到1molF，B中F的质量分数为72%，则B的化学式为 。
[解析]：
突破口①：“Y是胃酸的主要成分”，则为HCl；
突破口②：“K为不溶于稀硝酸的白色沉淀”，必为BaSO4或AgCl，应为AgCl，故I为AgNO3、X为HNO3，再由反应4可推出F为Ag，结合反应1可进一步得知A为H2O，H为NO2；
突破口③：“G为碱性气体”，则必为NH3，结合反应1、3、5可知C、D、E、J分别为O2、H2、N2、NO；
突破口④：“1molB得到1molF”，则B的化学式为AgNx，结合质量分数可以算出x=3。
答案：见解析
[例题3]：
A、B、C是常见的单质，X、Y、Z是氧化物，它们之间有如右图所示的转化关系：
请写出符合下列要求的化学方程式
（1）若X为CO2、B为红色固体，则：
反应1： ；
反应2： ；
（2）若X为Fe3O4、A为银白色固体，则：
反应1： ；
反应2： 。
[解析]：
由“A、B、C是单质，X、Y、Z是氧化物”可知反应1、2都是有有氧化物参加的置换反应。
（1）“X为CO2”且A单质能在其中燃烧，则A为Mg，C为C、Y为MgO。
“B为红色固体（单质）”，必为Cu，故Z为CuO。
（2）“X为Fe3O4、A为银白色固体”，则反应1为金属单与金属氧化物之间的置换反应，常见的是铝热反应，故A、Y、C分别为Al、Fe、Al2O3；
C（铁）通过反应2得到X（Fe3O4），常见生成Fe3O4的反应只有两个，其中属于置换反应的只有一个，故Z、B分别是H2O、H2。
答案：见解析
[例题4]：
如图所示，A、B、C、D、G是五种常见单质，其中A、G为气体。化合物R在常温下呈液态，F为黑色晶体，H为淡黄色粉末，I是玻璃工业的一种原料，图中部分生成物已略去。试回答下列问题：
(1)H的电子式：__ ____；
(2)写出化学反应方程式：
反应① ；
反应③ ；
(3)C与T溶液反应的离子方程式： ；
(4)5.4gC在G中燃烧放出166.9kJ热量，反应②的热化学方程式为： 。
[解析]：
“A、G为气态单质”，且能相互化合生成R（液态），则R为H2O；A、G、分别为H2和O2中的一种，再结合“G+B（单质）→H（淡黄色粉末）”可推知A、B、G、H依次为H2、Na、O2、Na2O2；T为NaOH。
“D（单质）分别与G（O2）、R（H2O）反应，都可生成F（黑色晶体）”，可知D为金属单质且为Fe，F为Fe3O4。
“C（单质）+G（O2）→M，且M可以与T（NaOH反应）”则M必为酸性或两性氧化物。再结合F（Fe3O4）与C生成M（C的氧化物）的反应可知该反应为铝热反应，故可推知C、M、N依次为Al、Al2O3、NaAlO2。
“I为玻璃工业的（三种）原料之一”，且可以分别由H（Na2O2）、T（NaOH）得到，则I为Na2CO3，E为CO2。
答案：见解析。
四、能力训练
1、已知：①A、B、C、D四种物质都含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次增大；②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价；③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可以得到B和C；④化合物D受热催化分解，可以得到元素Y的单质。
（1）元素X是 ，Z是 ；
（2）写出反应③的化学方程式 ；
（3）写出反应④的化学方程式 。
2、A是一种无色透明的晶体，进行如下实验：
（1）取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。
（2）取少量A晶体溶于水得到无色溶液，该溶液能使石蕊变红。
（3）取少量A的溶液加入足量的氨水，有白色沉淀B生成。
（4）过滤除去B后，在滤液中加氯化钡溶液有不溶于硝酸的白色沉淀C生成。
（5）取少量B分别滴加NaOH和HCl溶液，均溶解，分别得溶液D、E。
（6）将47.4gA晶体在加热条件下脱水，剩余固体质量为25.8g。
写出各物质的化学式：
A 、B 、C 、D 、E ．
3、X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下有如下反应：Y+X→A（g），Y+Z→B（g）。请针对以下两种不同情况回答：
（1）若常温下X、Y、Z都是气体，且A和B化合生成C时有白烟产生，则：
①Y的化学式是 ；
②生成固体C的化学方程式是 。
（2）若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则：
①B的化学式是 。
②将Y与（1）中某单质的水溶液反应可生成两种强酸，则该反应的化学方程式是 。
4、右图中A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据图填空：
（1）B的化学式为 ；目前B被用作 ；
（2）B和a溶液反应的离子方程式为 ；
（3）A和a溶液反应的离子方程式为 ；
（4）C和过量盐酸反应的离子方程式为 。
5、如下图：甲、乙、丙为常见的单质，其余为化合物，Y的摩尔质量比Z小16，乙、丙的摩尔质量相同，B的摩尔质量比D小2，B、X的摩尔质量相同。据图回答：
（1）分子式：丙 ，B 。
（2）Y转化为Z的化学方程式 。
6、下图中每一方框代表一种反应物或生成物，它们均为中学化学中常见的物质。已知A—E，F—J中分别含有同一种元素。反应E→A+O2的条件是电解，该反应是工业上冶炼金属A的方法。请填写以下空白：
（1）A、F的化学式分别是 、 ；
（2）B与C反应的离子方程式是 ；
（3）I到J的化学方程式为 。
7、如下图所示，已知：
单质E可用作半导体材料；化合物F是不成盐氧化物；化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。
（1）化合物F、I分别是 、 ；
（2）反应3的化学方程式是 ；
（3）反应4的化学方程式是 。
8、X、Y、Z、W四种元素都位于周期表中的短周期，且原子序数X（1）推断这四种元素的名称：X 、Y 、Z 、W ；
（2）写出由上述四种元素组成的既能与盐酸又能与NaOH反应的常见物质的化学式（各写一种）
无机物 ，有机物 ；
（3）A、B、C、D分别为由X、Z、W中的两种原子组成的常见的含有相同电子数的分子或离子，其中A由5个原子组成，它们之间有如图所示的转化关系：
①写出A、B的电子式 、 ；
②B、C、D三种粒子结合质子的能力 > > ,其理由是 。
说明：本专题主要参考资料：2003—2005年《高考热点、重点、难点专题透析》（江西金太阳教育研究所编写）
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6构建思维模式 优化解题途径 3
构建思维模式　优化解题途径
————化学平衡专题复习的教学设计
瓯海梧田中学 伍 强
一、教学设计的立意和高考考点的分析
发展学生的思维能力、提高学生思维品质是发展和提高学生能力的基础、关键和核心。在备考复习过程中梳理具体的化学知识，构建知识骨架，探索解决问题的思维方法和思维过程，构建思维模式。运用思维模式进行迁移、重整、变换解决新知识、新问题，优化解题途径。
针对化学知识易懂难记，会做难得分的特点，要重视构建思维模式，优化解题途径。2004年高考理综试卷化学部分，充分体现了建模思想的应用，如第8题考查元素周期表总体结构模式，第12题考查等效性计算模式，第27题考查电极反应式书写模式，第28题考查图表信息提取与转化模式、第29题考查化学平衡计算模式。在备考中，要给学生充分的建模的思想和方法，并运用建模解决实际问题。
二、化学平衡专题复习的思维模式
化学平衡是中学化学教学中的一个难点和重点。尤其是现行教材中没有平衡常数这一知识点，这样学生在分析当某一条件改变时，对原始平衡会产生怎样影响，最终结果如何等问题上产生模糊认识，从而达不到知识的灵活应用。在化学平衡实践教学中，摸索出以下几种思维模式，培养学生的思维能力。
1.化学平衡标志的判断的教学设计
问题1.如何判断可逆反应达到化学平衡？
再现化学平衡的涵义，探究可逆反应达到化学平衡的判断思维模式。
构建判断平衡的思维模式：“正反应速率和逆反应的速率相等或反应混合物中各组分的浓度保持不变”；各组分质量百分含量不变、各组分物质的量保持不变。
问题2.[原创题]在一定温度下，体积可变的容器内进行可逆反应：A2（ｇ）＋2 B2（ｇ）2 C（ｇ），达到平衡的标志是（运用思维模式，解决问题）
A．单位时间内生成n mol的A，同时生成2n mol的C B．A物质的量的浓度保持不变
C．总物质的量保持不变 D．总压强保持不变
解析：A项，得出正逆反应速率相等，则达到平衡。B项，各组分的物质的量浓度保持不变，才一定平衡，所以只有A物质的物质的量不变，不一定平衡。C项，如果平衡移动则总物质的量就改变，则一定平衡。D项，只有在恒容恒压时，总物质的量不变，才一定平衡，所以只有总压强不变，不一定平衡。该问题层层递进，学生对C、D项解释感到疑惑，对判断平衡的思维模式产生怀疑，促使学生进一步探究新的判断平衡的思维模式。
问题3.[原创题]在一定条件下的可逆反应，总物质的量保持不变、总压强保持不变、总体积不变、气体平均分子量不变、气体密度不变，可逆反应是否达到平衡？（引申拓展，诱发新问题）
再现理想气体状态方程，气体平均分子量求解，混合气体平均密度求解等知识。探究可逆反应达到化学平衡的判断思维模式。
构建判断平衡新的思维模式：如果平衡移动，判断依据（如物质的量、总体积等）保持不变，则可逆反应不一定达到平衡；如果平衡移动，判断依据一定变化，则可逆反应一定达到平衡。
问题4.[原创题]在一定的温度下的密闭容器中，对于可逆反应ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ），是否达到平衡或者附加什么条件，能否达到平衡？（运用思维模式，解决问题）
解析：
情况 是否达到平衡 附加什么条件，能否达到平衡
总物质的量不变 不一定 ｍ＋ｎ≠ｐ　一定
总体积不变 不一定 ｍ＋ｎ≠ｐ、等压 一定
总压强不变 不一定 ｍ＋ｎ≠ｐ、等容 一定
气体平均分子量不变 不一定 ｍ＋ｎ≠ｐ 一定
气体密度不变 不一定 等容 不一定
问题5.[原创题]在一定的温度下的密闭容器中，对于可逆反应ｍA（S）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ），是否达到平衡或者外加什么条件，能否达到平衡？（运用思维模式，解决问题）解析：
情况 是否达到平衡 附加什么条件，能否达到平衡
总物质的量不变 不一定 ｍ＋ｎ≠ｐ 一定　
总体积不变 不一定 ｎ≠ｐ、等压 一定
总压强不变 不一定 ｎ≠ｐ、等容 一定
气体平均分子量不变 不一定 ｎ＝ｐ 一定
气体密度不变 不一定 等容 一定
2．等温等容平衡的教学设计
问题1.[原创题]在恒温时，一固定容积的容器内，发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的N2O4(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO 2的体积分数 A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断
再现化学平衡移动原理知识，①在其他条件不变的情况下，减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应的方向移动。②对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动。探究解决问题的方法：根据原理①分析：增大生成物的浓度，化学平衡向逆反应的方向移动，NO 2的体积分数将增大，答案应该为B。根据原理②分析：再向容器内通入一定量的N2O4，增大压强，会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动，NO 2的体积分数将减小，答案应该为C。假设、讨论、争议，引发矛盾。为此学生产生疑惑不解，促使学生构建思维模式。
问题2.在等温等容情况下，对于可逆反应达到平衡时，若反应物的物质的量均增大一倍，平衡将如何移动？（引导学生构建思维模式）
构建等温等容平衡思维模式（见右图示）：新平衡状态可认为是二个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
有了以上的思维模式就很容易解决问题1。压缩，相当于增大压强，平衡向正方向移动,答案为C。
问题3.[原创题]在等温等容情况下，对于可逆反应ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）达到平衡时，若A和B的物质的量均增加一倍，平衡移动方向，A转化率变化，原平衡与新平衡A浓度关系，原平衡与新平衡A物质的量关系？（运用思维模式，解决问题）
解析：
平衡移动 A转化率 平衡时A浓度关系 平衡时A物质的量关系
ｍ+ｎ>ｐ 正向移动 变大 2C原 ＞C新 2ｎ原＞ｎ新
ｍ+ｎ=ｐ 不移动 不变 2C原 = C新 2ｎ原 =ｎ新
ｍ+ｎ<ｐ 逆向移动 变小 2C原 ＜C新 2ｎ原 ＜ｎ新
问题4.[原创题]在体积不变的密闭容器中投入1mol PCl5，在200 0C发生如下反应：PCl5（气） PCl3（气）+Cl2（气），平衡时PCl5转化率为M % ，PCl5 的含量为n1 mol。若最初投入2mol PCl5，平衡时PCl5的转化率为N %，PCl5的含量为n2 mol，则M % N %、n1 n2？（变换思维模式，进行创新，解决问题）
解析：变换思维模式（见右图示）
平衡Ⅱ是两个平衡Ⅰ简单的叠加，则平衡Ⅰ与平衡Ⅱ的PCl5转化率相等， PCl5 的含量关系是2n1 = n2，将平衡Ⅱ的体积2V L压缩到平衡Ⅲ的体积V L，平衡向气体体积缩小的方向移动即逆方向移动，PCl5转化率减少，PCl5 的含量增多。答案为：M % ＞ N %、2n1＜n2。
问题5.（1998年全国高考）体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率 A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断
解析: 运用等温等容平衡思维模式解析（见右图示），甲、乙的容器从A状态到B状态是一样的，由于反应是体积缩小的反应，因此压强减少。乙的容器从B状态到C状态，相当于压缩，平衡向正方向移动，则乙容器中SO2的转化率增大，大于p%。答案为B
3．等温等压平衡的教学设计
问题1.[原创题]在恒温时，一体积可变的容器内，发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)达到平衡时，再向容器内通入一定量的N2O4 (g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO 2的体积分数 A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断
学生会轻易下结论答案为C，强调此时为等温等压条件，促使学生构建思维模式。
问题2.在等温等压情况下，对于可逆反应达到平衡时，若反应物的物质的量均增大一倍，平衡将如何移动？（引导学生构建思维模式）
构建等温等压平衡思维模式：新平衡状态可认为是二个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动（见右图示）。
有了以上的思维模式就很容易解决问题1.叠加，压强不变，平衡不移动,答案为A。
问题3. [原创题]等温等压情况下，对于可逆反应：ｍA（ｇ）＋ｎB（ｇ）ｐC（ｇ）达到平衡时，若A和B的物质的量均增加一倍，平衡移动方向，A转化率变化，原平衡与新平衡A浓度关系，原平衡与新平衡A物质的量关系？（运用思维模式，解决问题）
　解析：
平衡移动 A转化率 平衡时A浓度关系 平衡时A物质的量关系
ｍ+ｎ>ｐ 不移动 不变 C原 = C新 2ｎ原 =ｎ新
ｍ+ｎ=ｐ 不移动 不变 C原 = C新 2ｎ原 =ｎ新
ｍ+ｎ<ｐ 不移动 不变 C原 = C新 2ｎ原 =ｎ新
问题4.[原创题]在恒温恒压条件下，向某体积可变的容器中，通入1 mol H2和1 mol N2，达到平衡后，又通入1mol H2和1 mol N2达到新的平衡，H2 的转化率，NH3的含量，NH3的浓度各如何变化？（通过变换思维模式，进行创新，解决问题）
解析：变换思维模式（见右图示）起始Ⅱ是两个起始Ⅰ简单的叠加，平衡Ⅱ也是两个平衡Ⅰ简单的叠加，则平衡Ⅱ与平衡ⅠH2的转化率相等，NH3的含量增大到2倍，NH3物质的量浓度不变。
问题5.（2003年全国理综试题）在某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g）2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是
A 均减半 B 均加倍 C 均增加1mol D 均减少1mol
解析：运用等温等压平衡思维模式解析，对平衡混合物中三者的物质的量，均减半或均加倍是对原平衡简单的拆分或叠加，由于是在恒温恒压情况下，平衡不移动。对平衡混合物作1:3拆分，构建的思维模式变换（见右图），若三者的物质的量均增加1mol，则B多增加0.5 mol,平衡向右移；若三者的物质的量均减少1mol，则B多减少0.5 mol，平衡向左移。答案为C
4．“始――变――平”的计算思维模式。
问题1. 在一容器中，进行可逆反应: ｍA＋ｎBｐC，若投入a mol的A、b mol的B和 c mol的C物质，达到平衡时，有一部分A物质参加反应，则平衡时各物质的量为多少？达到平衡时，假设A物质全部参加反应，则平衡时各物质的量为多少？
构建计算思维模式
（1）平衡计算一般思维模式的构建：
ｍA ＋ ｎB　ｐC
起始（mol）　a　　 b c
变化（mol） mx nx px
平衡（mol） a- mx b- nx c+px
（2）平衡计算极限思维模式的构建：
ｍA 　＋ ｎB　　ｐC
起始（mol） 　a　　　 b 　 　c
变化极限（mol）a 　 　　
平衡极限（mol）0 b－ 　 c＋
问题2：（1999年全国高考）X、Y、Z为三种气体。把 a molX和 b molY充入一密闭容器中。发生反应X＋2Y2Z 达到平衡时，若它们的物质的量满足：n（X）+n（Y）=n（Z），则Y的转化率为
　 A.[(a+b)/5]×100%　　 B.[2(a+b)/5b]×100%　
C.[2(a+b)/5 ]×100%　　 D.[(a+b)/5a]×100%
解析:运用平衡计算一般思维模式求解
　　　　X ＋ 2Y 2Z
起始（mol）　a　　 b 0
变化（mol） n 2n 2n
平衡（mol） a - n b-2n 2n
因n（X）+n（Y）=n（Z）, 则a - n + b-2n = 2n, n =(a+b)/5, Y%=[2(a+b)/5b]×100%
问题3：（1996年全国高考）在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应.各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0摩、D为6.5摩、F为2.0摩,设E为x摩.当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置.请填写以下空白:
若x=4.5,则右侧反应在起始时向 (填"正反应"或"逆反应")方向进行.欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于 .
解析：运用平衡计算极限思维模式求解
(1) D（气）＋ 2E（气）2 F（气）
起始（mol）　 6.5　　 X 　 　 2
变化极限（mol） 6.5 13 　　 13
平衡极限（mol） 0 　X-13 　 2+13
0 +(X-13) +(2+13)=12 　X=10 则X＜10,不符合X-13＞0,不正确.
(2) D（气）＋ 2E（气）2 F（气）
起始（mol）　 6.5　　 X 　 　 2
变化极限（mol） X/2 X 　　 X
平衡极限（mol） 6.5- X/2 0 　 X+2
(6.5- X/2)+ 0+(X+2) =12，X=7，则X＜7,符合6.5- X/2＞0, 则x的最大取值应小于7。
三、思维模式的训练巩固
（一）选择题
1.(2004年全国考试·广东化学卷)在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO 2的体积分数
A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断
运用等温等容假设状态思维模式解析。答案为C
2．（2004年全国考试·北京理综）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：
H2（气）＋I2（气） 2HI（气）, 已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L，则平衡时H2的浓度(mol/L)是
A. 0.16 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.02
运用平衡计算一般思维模式解析，等温等容平衡思维模式解析。答案为C
3．(2004年全国考试·广东化学卷)一定温度下，反应2SO2 + O2 2SO2，达到平衡时，n(SO2):n(O2):n(SO3) ＝ 2:3:4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n(O2)＝0.8mol，n(SO3)＝1.4mol，此时SO2的物质的量应是
A、0.4mol B、0.6mol C、0.8mol D、1.2mol
运用平衡计算一般思维模式解析。答案为A
4．(2004年全国考试·天津理综卷) 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol和1mol，发生下列反应：达到平衡后改变下述条件，气体平衡浓度不改变的是
A. 保持温度和容器体积不变，充入
B. 保持温度和容器内压强不变，充入
C. 保持温度和容器内压强不变，充入
D. 保持温度和容器内压强不变，充入
运用等温等容平衡思维模式解析，等温等压平衡思维模式分析。答案为B
（二）填空题
5．（1993年全国高考）在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态.现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(摩).如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c= .(2)若a=0.5,则b= 和c= .
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):
解析：运用平衡计算极限思维模式求解
起始（mol）　 a　　 b c
变化极限（mol） c c/2 c
平衡极限（mol） a+c b+c/2 0
等温等容假设状态思维模式分析，因为反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同，又知反应物总计量数与生成物总计量数不等，所以起始投量应相同，得出：a+c=2 b+c/2=1的关系。
(1)若a=0,b=0,则c=2
(2) 若a=0.5, a+c=2 则c=1.5 又 b+c/2=1则b=0.25
(3)a+c=2 2b+c=2
6．（2004年全国理综试题）恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应： N2 (g) + 3 H2(g) 2NH3(g)
⑴若反应达平衡时某时刻t时，nt (N2) = 13mol，nt (NH3) = 6mol，计算a的值
⑵反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平移时NH3的物质的量。
⑶原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)，n(始)∶n(平) = 。
⑷原混合气体中，a∶b = 。
⑸达到平衡时，N2和H2的转化率之比，α(N2)∶α (H2)= 。
⑹平衡混合气体中，n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) = 。
解析：运用平衡计算一般思维模式求解
⑴ 　 N2 + 3H2 2NH3
始起 a b 0
变化 3 9 6
t平衡 a-3 b-9 6
则a-3=13 ,a=16
⑵ n(NH3) 716.8L -1 ×25%= 32mol×25% = 8mol
⑶ N2 + 3H2 2NH3
起始 16 b 0
变化 4 12 8
平衡 12 b-12 8
12 +(b-12)+ 8=32 b=24 n(始)∶n(平)=40∶32=5∶4 ⑷ a∶b=16∶24=2∶3 ⑸α(N2)∶α (H2)=4/16∶12/24 =1∶2 ⑹n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)= 3∶3∶2
（三）解答题
7．[原创题] 在恒温下，向一个固定容积的密闭容器中加入3mol A，2mol B，发生如下反应：mA（气）+ nB（气） pD（气），达到平衡。现令a、b、c分别代表初始加入A、B、D的物质的量，若达到平衡时各物质百分含量保持不变，则a、b、c应满足什么条件？
解析：运用计算极限思维模式分析，初始加入amol A、bmol B、cmol D相当于初始加入a+mc/p molA、b+nc/p molB、0 molD。等温等容假设状态思维模式分析，若 m+n≠P时，欲使新平衡与原平衡各物质的百分含量相同，则现用量与原来应相等：a+mc/p=3、 b+nc/p=2；若m+n=P时，欲使新平衡与原平衡各物质的百分含量相同，则现用量与原来应成比例关系：a+mc/p=3x、 b+nc/p=2x (x为正数) 即2(a+mc/p)=3(b+nc/p)。
8．[原创题]在恒温、恒压下，向容积可变的密闭容器中加入3mol A，2mol B，发生如下反应：mA（气）+ nB（气） pD（气），达到平衡。现令a、b、c分别代表初始加入A、B、D的物质的量，若达到平衡时各物质百分含量保持不变，则a、b、c应满足什么条件？
解析：运用计算极限思维模式分析，初始加入amol A、bmol B、cmol D相当于初始加入a+mc/p mol A、b+nc/p mol B、0 mol D，等温等压假设状态思维模式分析，欲使新平衡与原平衡各物质的百分含量相同，则现用量与原来应成比例关系：a+mc/p=3x、 b+nc/p=2x (x为正数)，即2(a+mc/p)=3(b+nc/p)。
9.（《新编高中总复习优化设计·教学指导》1999年版第285页；《高考A计划总复习》2004年版第160页等处）在某些条件下，容器中有如下平衡反应：A+4B2C+D；△H＜0，此时，A、B、C的物质的量均为mol，而D的物质的量为mol。(1)改变的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新的平衡时，D的物质的量只允许在到2间变化，则的取值范围应是 （用和的关系式表达）。(2)略。（注：此题参考书上提供的参考答案均为＞4，是错误的），（引导学生用计算一般思维模式和计算极限思维模式求解，探究解题方法）
方法1.计算一般思维模式解析
(1) A + 4B 2C + D
起始：
变化： 2 (逆方向移动)
平衡： + +2 -
满足条件：-＞0，即＞
(2) A + 4B 2C + D
起始：
变化： 4 2 (正方向移动)
平衡： - -4 +2 2
满足条件：-4＞0，即＞4，综合（1）、（2）满足的条件，得出＞4。
评价：因＞4，假设当=5时，D的物质的量在0到2.25间变化,显然参考答案是错误的。
方法2.计算极限思维模式解析
(1) 　　 A + 4B 2C + D
起始： 　　
变化极限： 2 (逆方向移动)
平衡极限： 3 0 -
因D的物质的量最小极限值为，则应满足条件：-＞ 即＜。
(2) 　 　 A + 4B 2C + D
起始： 　　
变化极限： (正方向移动)
平衡极限： 0 +
因D的物质的量最大极限值为2，则应满足条件：+＜2即＜4。综合 （1）、（2）满足的条件，得出0＜＜，则D的物质的量只允许在到2间变化。
评价：（1）当0＜＜时， D的物质的量在到1.25间变化（当=时，D的物质的量最小极限值为；D的物质的量最大极限值为1.25，当=0时，D的物质的量为。）
（2）当＜＜4时，D的物质的量在0到2间变化。
（3）当＞4时，D的物质的量在0到无穷大间变化。
探究错误解析的原因：方法1采用计算一般思维模式解析，其（1），平衡以最大的限度向逆反应方向移动，使D的物质的量达到最小的极限值，若满足的条件是-＞0，平衡又有可能继续向逆反应方向移动，D的物质的量将小于最小的极限值，因此满足的条件应该是-＜0。同理，其（2），满足的条件应该是-4＜0。这样，即可得出正确的结论0＜＜。导致错误解析的根本原因是化学计算数值的处理，人们习惯思维都是正数的运算。方法2采用计算极限思维模式解析，就不会出现这种错误的思维。
3非金属元素专题复习
泰顺第三中学 罗发用
[高考考点回顾]
1.了解卤族、碳族、氧族、氮族主要物质的物理性质和化学性质。
2.从原子的核外电子排布，理解卤族、氧族等元素单质的相似性和递变性。
3.了解水、氢化物的性质、用途及变化规律。
[重点、难点剖析]
(1) 学习方法指导
1.每族元素抓住代表物.重点讨论该元素的单质、氧化物、氢化物、酸、碱或盐等有关知识.
2.注意该族元素与其代表物在结构、性质上的相似性、递变性和特殊性.
3.研究结构应分三层次考虑.
(1)原子结构(价电子数、原子半径、核电荷数等)
(2)分子结构(主要指化学键的种类及牢固程度)
(3)晶体结构(构成微粒、微粒间的作用力、空间构型等)
4.理清下列关系.
5.元素化合物知识网络化
元素化合物的知识在中学化学教材中占有较重的比例,内容繁多锁碎,要尽可能以最佳的方法或方式来总结成网络图,主线明确、脉络清晰.
(二)非金属元素在周期表中的位置及结构特点.
(1) 除H外,非金属元素均在“阶梯线”的右上方
(2) 非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)
(3) 最外层电子数一般≥4(H.B除外)
(4) 原子半径比同周期金属半径小.(稀有元素除外)
(三)非金属元素的性质及递变规律
1.单质:
(1)结构:除稀有气体外,非金属原子间以共价键结合.非金属单质的成键有明显的规律性.若它处在第N族,每个原子可提供8－N个价电子去和8－N个同种原子形成8－N个共价单键,可简称8－N规则;(H遵循2－N规则).如ⅦA族单质:x－x;H的共价数为1,H－H,第ⅥA族的S,Se、Te共价单键数为8－6＝2,第ⅤA族的P、As共价单键数8－5＝3.但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键.
2.熔沸点与聚集态
它们可以分为三类:
①小分子物质.如:H2、O2、N2、Cl2等,通常为气体,固体为分子晶体.
②多原子分子物质.如P4、S8、As等,通常为液态或固态.均为分子晶体,但熔、沸点因范德华力较大而比①高,Br2、I2也属此类，一般易挥发或升华.
③原子晶体类单质,如金刚石、晶体硅和硼等,是非金属单质中高熔点“三角区”，通常为难挥发的固体.
3.导电性
非金属一般属于非导体,金属是电的良导体,而锗、硅、砷、硒等属于半导体.但半导体与导体不同之一是导电率随温度升高而增大.
4.化学活性及反应
　
③非金属一般为成酸元素,难以与稀酸反应.
固体非金属能被氧化性酸氧化.
2.氢化物
3.卤化物:易水解
如 PCl3＋3H2O＝H3PO3＋3HCl
SiCl4＋3H2O＝H2SiO3＋4HCl
BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl
BrF5＋3H2O＝HBrO3＋5HF
利用此法可制得氢卤酸和含氧酸
4.含氧酸
① 同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强
② 氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸
如: HClO＞HClO3＞HClO4(稀)
H2SO3＞H2SO4(稀)
HNO2＞HNO3(稀)
(四)氢气 水.
1.氢气:常温不很活泼,大多需高温(点燃)或用催化剂.高温下,作很好的还原剂.
2.水
(1)水参与的反应
(2)水处理
①除去悬浮物:用明矾或FeCl3.
②脱色去味:用活性炭.
③杀菌消毒:用液氯、漂白粉、CuSO4.
④硬水软化:煮沸法、药剂法、离子交换法
想一想:每种方法的原理是什么 分属何种变化
[例题解析]
例1 1mol H2燃烧时约放热286KJ,而每kg汽油燃烧时约放热46000KJ.而氢气却被公认是21世纪替代石化燃料的理想能源.请试述理由.
解析 ①燃料发热量的高低要看单位质量的物质放热量的多少.
H2 ～ Q 汽油 ～ Q
2g 286KJ 1000g 46000KJ
1g 143KJ 1g 46KJ
由此可知:每1g H2、汽油燃烧发热量前者大
②燃料是否理想，还要看来源是否丰富、燃烧对大气和环境保护是否有利.
氢气作为未来理想能源有三大优点:
①单位质量的H2燃烧发热量大.②资源丰富.③燃烧后不产生污染.
思考 Si、Al均能与强碱溶液反应放出H2.野外考察工作有时需要H2,为何一般选择Si而不用Al
提示 从单位质量的Si、Al分别与碱液反应放出H2量的多少考虑.
例2 将含O2和CH4的混合气体充入装有23.4g Na2O2的密闭容器中点燃，反应结束后，容器温度为150℃,压强为Opa.将残留物溶于水无气体逸出.下列叙述正确的是( )
A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2:1
B.原混合气体中O2和CH4的体积比为1:2
C.残留固体中有Na2CO3和NaOH
D.残留固体中只有Na2CO3
解析 若CH4与O2体积为1:2,则恰好反应,当气体产物通过Na2 O2后必有O2生成,不合题意.
又根据氢、碳元素守恒,反应后的固体必为Na2CO3和NaOH的混合物.
由题意可知,最终反应后无Na2O2多余,也无气体多余.可用方程式的代数处理来求出CH4和O2的体积比.
已知氧化铜在高温下可发生分解 4CuO2Cu2O＋O2,生成的Cu2O也能被H2还原为Cu.(1)若将10g CuO在高温下部分分解后，再通入氢气使剩余固体全部还原成铜,消耗0.225g H2,则原氧化铜的分解率是多少 (2)若将mg CuO在高温下部分分解后,再通入ng H2,即可使剩余固体全部还原成铜,则原氧化铜的分解率是多少 n的取值范围是多少？(3)仍取mg CuO.并保持(2)的分解率不变,假设通入H2后固体被还原是按的顺序进行的,以x表示通入H2的质量(单位:g),试填写下表
还原后剩余固体成分 CuO和Cu2O Cu2O和Cu
x的取值范围
解析 (1)设CuO的分解率为α
0.125(1－α) 0.125(1－α) 0.0625α 0.0625α
0.125(1－α)＋0.0625α＝0.1125
α＝20%
(2)同理可得
注意:因原固体CuO部分分解，且最后固体成分有两种，故x的取值范围只能是开区间.
[能力训练]
1.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体正好完全反应,冷却至室温后,所得溶液溶质的质量分数为25.26%,则容器中原有H2、O2、Cl2的分子个数比是( )
A.6:3:1 B.9:6:1 C.13:6:1 D.10:6:1
2.将水加入到下列物质中能发生反应,且有气体产生的是( )
①NaH ②Na2O ③Na2S ④Mg3N2 ⑤Al2S3 ⑥CaC2 ⑦NH4HCO3
A.①②⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥ C.①③④⑤ D.①②⑤⑥
3.有一金属钠与过氧化钠的混合物,与过量水充分反应后,产生的气体,用电火花引燃后,恢复到标准状况,测得剩余气体体积为1.12L,则原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比不可能的是( )
A.1:3 B.3:1 C.2:1 D.1:2
4.两份质量都是Ng的硫粉,分别与足量的氢气、氧气完全反应,混合反应后的生成物,使之充分反应,可析出硫的质量是(单位:g)( )
A.2N B.1.5N C.N D.0.5N
5.120℃时,将2LH2O、1LCO、1LO2和2LCO2组成的混合气体,依次缓慢通过炽热铜粉.过量过氧化钠和过量炽热的炭粉的三个反应管.经充分反应后恢复到原条件时气体的体积为( )
A.6L B.5L C.4L D.3L
6.某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下O2密度的1/2.将3.2g这种混合气充入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了( )
A.3.2g B.4.4g C.5.6g D.6.4g
7.2003年10月15日9时，我国成功发射了“神州五号”载人飞船，其在遨游太空20多小时后准确降落。我国成为第三个把人送上太空的国家！“神州五号”的成功发射对增强我国的国防力量和提高我国的国际地位都具有重要意义。
(1)肼（N2H4）是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应，生成肼、NaCl和水，写出该反应的化学方程式： ；该反应中 是氧化剂、 是氧化产物。
(2)在火箭推进器中装有强还原剂肼和强还原剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量气体，并放出大量热。已知12.8g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量；1mol液态水变成1mol水蒸气需要吸收44kJ的热量。写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式： 。
(3)若在宇宙飞船的太空实验室（失重条件下）进行以下实验，其中最难完成的是（ ）
将金粉和铜粉混合 B、将牛奶加入水中混合
C、蒸发食盐水制取食盐晶体 D、用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙
(4)新型无机非金属材料在航天事业上有广泛应用。氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料。氮化硅（Si3N4）晶体是一种超硬物质，耐磨损、耐高温。氮化硅晶体类型是 ；晶体中存在的化学键是 。
8.已知氢化钠与水反应放出氢气.现有氢化钠和铝粉的混合物mg,与足量水充分反应后,收集到的气体为ng,试回答:
(1)若充分反应后得到只含一种物质的水溶液时,该物质是________;则原混合物中氢化钠与铝粉的物质的量之比为________,质量比为________.
(2)当物质的量之比:NaH:Al≤_______时,铝粉质量为_______;当物质的量之比:NaH:Al＞_______时,铝粉的质量为________.
9.如图所示,在一密闭容器中间用一不漏气, 可滑动的活塞隔开,左边充洁净空气,右边充H2、O2混合气,在室温下引燃后恢复到原室温,若活塞原来离容器左端的距离为1/4(A)反应后活塞静止在离右端1/4处(B),求原来H2和O2的体积比.
[参考答案]
1.C 2.B 3.C 4.B 5.B 6.A
7.(1)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O NaClO N2H4
(2)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l);△H=-817.625KJ/mol (3) D
(4)原子晶体 共价键
8.（1）NaAlO2; 1:1,8:9 (2)1:1 (m－4.8n)g 1:1 (36n－3m)g
9.V(H2)：V(O2)=16：11或19：8
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6高三化学复习专题案例
无 机 推 断
温州十四中 项克慧
一、高考考点回顾
回顾这近几年的高考试题，无机推断题是频频出现的重要题型。04年全国理综卷考查了Na2CO3、Na2SO4、KCl、AgNO3、MgCl3、Ca(NO3)2和Ba (OH )2这七种溶液的推断，04年全国理科综合（全国卷三）考查铁的无机推断，04年全国理科综合（北京卷）元素周期表、氮族元素、氧族元素无机推断，04年全国高考江苏卷考查了氮及其化合物、水、元素质量分数计算的有关推断，03年全国广东考查元素周期律的无机推断，03年春季高考理科综合考查碱金属的无机推断，02年全国广东考查了氮和镁的无机推断，01年全国广东省河南省考查了卤素、铁的无机推断，2000年全国高考化学试题考查了电解、合成氨、Cl2性质反应速率的无机推断。这种题型不但综合性考查学生在中学阶段所学的元素及其化合物知识以及物质结构元素周期律、电解质溶液、化学平衡氧化还原反应、化学用语等知识，而且更重要的是它能突出考查学生的综合分析判断能力、逻辑推理能力。
二、设计立意与思路
无机推断题考查知识面广，考题内容多为常见元素及其化合物知识，但与双基知识、有机、实验、计算均可联系，试题的容量比较大。但推断的物质不会超出中学范围所学的元素及其化合物知识，要学生书写的内容也不过是常用的化学用语。这类试题的失分原因有以下几点：一是学生对元素及其化合物的知识不够全面与熟悉；二是学生的分析判断能力与逻辑推理能力欠缺；三是学生的化学用语掌握不够；四是学生对这种试题练习不够，有一种恐惧心理;五是学生缺乏对这种题型的解题思路。因此，要想帮助学生解好推断题，教师指导学生对这种试题做专题训练，在专题训练的时候，一要做学生的思想工作，让他们了解无机推断题的特点与考查的知识点与能力要求；二要求学生自己整理或帮助学生整理归纳元素及其化合物知识（教师帮助学生整理时，最好能以学案形式提供学生，因为这样也能引发学生思考，掌握得更好）要让他们熟练掌握一些特征的性质与变化；三要通过示例分析总结出常见的解题思路与方法；五要让学生训练考查不同知识点与不同解题思路的的各种试题，让他们在训练中找感觉，同时教师要认真批改学生的练习，并及时纠正他们的化学用语的表达，以求达到科学化标准化。为此在本专题中，我设计了“无机推断题的特点”、“无机推断题的一般解题思路”、“解无机推断题的必备知识（学案形式）”、“典型例题分析”、“思维能力训练”五部分。
三、教学内容
（一）无机推断题的特点
1、无机推断题有时以元素周期表为中心展开考查元素及其化合物知识，有时甚至结合实验进行推断，但是更多的是以框图题出现，框框图是指以方框图或其他简明符号，用字母的形式标出物质发生变化的相互关系的推断题。
2、无机推断题考查知识面广，考题内容多为常见元素及其化合物知识（氯、硫、氮、钠、铝、碳、铁及其化合物的转化），但与氧化还原反应、物质结构元素周期律、化学平衡、有机、实验、计算均可联系，试题的容量比较大。它既能检查学生基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的分析判断能力与逻辑推理能力。
3、无机推断题区分度高，有一步推错，整题失分的可能，很容易拉分。推断题大多是以元素化合物知识为中心展开的，题中一般会提供重要的信息（题眼），需要学生书写的基本是常用的化学用语。
要做好此类题，首先要对元素及其化合物的性质（色、态、味、化学性质）及转化关系要非常熟悉（金属以钠、镁、铝、铁等为代表，非金属以硫、氯、氮、碳等为代表的元素及其化合物的基础知识。例如卤素中的Cl2为黄绿色有刺激性气味气体，可与金属、非金属、水、强碱等发生反应，可由MnO2与浓HCl共热制取，夯实基础是求解推断题的前提。其次，做题时要仔细审题，要善于找解题突破口。很多物质表现出特殊的物理或化学性质，具有一些特征反应，或在反应中能产生特殊现象，这些都成为解推断题的突破口。以硫元素及其化合物为例：S为淡黄色固体，H2S与O2、X2、Fe3+、SO2反应可产生淡黄色单质硫；SO2可被Fe3+、X2氧化，也可使品红溶液褪色，这些特殊信息有助于确定题目的突破口。当然，平时要多练习此类推断题，以便找出一些解题规律与提高知识的综合应用能力，同时及时发现纠正化学用语的错误表达。可以说化学推断题没有捷径可谈，它需要考生在训练中总结经验、寻找规律，发现不足后再回归课本，再进行训练，螺旋上升。
（二）无机推断题的一般解题思路
无机推断题的一般解题思路是：迅速浏览整体扫描产生印象寻找突破口注意联系大胆假设全面分析（正推或逆推）验证确认。解题的关键是仔细审题，依物质的特性或转移特征来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。
一般而言，推断题的思维方法可分三种：一是顺向思维，从已有条件一步步推出未知信息；第二种是逆向思维，从问题往条件上推，作假设；第三种则是从自己找到的突破口进行发散推导。解推断题时，考生还可同时找到几个突破口，从几条解题线索着手，配合推断。
（三）基础知识梳理
课本中的典型代表物的特征性质与变化往往是试题的突破口。下面归纳一下中学阶段所学的常见物质的性质与变化。
1、物理性质
Ⅰ.常见物质颜色与状态
液态单质： 、 ，液态化合物：
黄绿色气体： ，红棕色气体： 、
黑色固体： 、 、 、 、 、 、
红色固体： 、 ，红棕色固体：______、 ，棕黄色固体：
常见白色沉淀：______、______、_____、______、______、_____
白色胶状沉淀：______、______，红褐色沉淀： ，蓝色絮状沉淀：
淡黄色固体： 、 、 ，紫黑色固体： 、 ，蓝色晶体：
红色溶液： 、 、 、
离子颜色（溶液颜色）：浅绿色 、棕黄色 、蓝色 、紫色 、 等。
Ⅱ.气体的气味
有臭鸡蛋气味：
有刺激性气味的气体： 、 、 、 、
Ⅲ.极易液化的物质： 、 、
Ⅳ.易挥发的晶体： ，易升华的固体 ，易挥发的酸 、
Ⅴ.气体溶解性
难溶于水：H2、N2、、CO、NO、CH4、C2H4；
微溶于水：O2、C2 H2；
较易溶于水：Cl2（1：2）、H2S（1：2.6）、CO2（1：1）、SO2（1：40）；
极易溶于水：HF、HCl、HBr、HI、NH3等。
2、化学性质
Ⅰ.常见的强氧剂：_____、_____、______、_______、_______、_______、
Ⅱ.常见的还原剂： 、 、 、
Ⅲ.具有漂白性的物质：___ __、____ _、______、______ 、______、____ 、
Ⅳ.加热或见光会分解的物质： 、 、 、 、 、 等。受热会分解的物质： 、 、 ；在催化剂作用下分解的物质： 、
Ⅴ.存在同素异形体的元素： 、 、 、 等。
Ⅵ.对大气有污染的气体： 、 、 、 、 等。产生温室效应的气体是 、
Ⅶ.特殊现象
①使品红溶液褪色的往往是： 、 ，加热后能褪色的是 。
②能使淀粉变蓝的是：
③能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是
④蛋白质遇 呈黄色
⑤遇空气立即变红棕色的无色气体是：
⑥ 遇苯酚显紫色遇KSCN显血红色
⑦火焰的颜色：
a.苍白色火焰：________ _中燃烧
b.蓝紫色火焰：_______ 中燃烧
c.蓝色火焰：______ 在空气中燃烧
d.淡蓝色火焰：______、______、_____、______等在空气中燃烧。
⑧常温下能与水反应放出气体的物质：
a.金属
b.非金属
c.化合物 　
⑨能发生水解相互促进的常见离子：Al3+与 ，Fe3+与
⑩加NaOH：先有白色沉淀后沉淀消失的，则该物质是 ；NaOH过量白色沉淀不消失的，则该物质为 ；先有白色沉淀生成，白色沉淀立即转变成灰绿色，最后转变成红褐色的，则该物质为 ；加热后有气体生成的，则该物质为 。
⑾加氨水：先产生白色沉淀立即转化为褐色，氨水过量是沉淀消失的是 。
⑿加HCl有白色沉淀生成，酸过量沉淀不消失的，则该物质为 或 ，酸过量沉淀消失的，则该物质为 。
⒀既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质：
a.两性物质：_______、______
b.弱酸的酸式盐：_______、______、_______
弱酸的铵盐：_______________、______________、_____________
c.单质：
⒁物质转化关系的特殊性。无机物之间有一些重要的衍变关系，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定的特征的转化关系：
a.直线型转化：两次被氧化 （物质的相对分子质量增加16）
（a）
（b）
（c）
（d）
金属、非金属的变化规律：
b.交叉型转化：
c.三角形转化：
　　
⒂产生白烟的化学反应：________________________________________________。
⒃甲+A==乙+B置换反应甲、乙是化合物，A、B是单质
A、B都是金属
A、B都是非金属
A是金属，B是非金属
A是非金属，B是金属
Ⅷ、反应条件
光照： ， ，
点燃： 、 、
、 、
高温： 、 、 、
、
高温高压：
电解：2NaCl+ 2H2O===== Cl2↑+H2↑+2NaOH ；MgCl2===== Cl2↑+Mg ；
2Al2O3===== 3O2↑+4Al
需要催化剂的无机物之间的反应有：
、 、
、
浓溶液参与反应的有：浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸、浓氨水等比较多。
3、联系工业生产的反应
合成氨、硫酸的工业制法、生产玻璃、水煤气的制取等。
（四）典型例题分析
【示例1】（04全国北京卷）X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下有如下反应：Y+X→A(气)， Y+Z→B(气)。
请针对以下两种不同情况回答：
（1）若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成固体C时有白烟产生，则：
①Y的化学式是 ；
②生成固体C的化学方程式是 ；
（2）若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则：
①B的化学式是 ；
②向苛性钠溶液中通入过量的A，所发生反应的离子方程式是 ；
③将Y与（1）中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是
。
【命题意图】考查元素周期表、氮族元素、氧族元素、离子方程式等化学用语，同时考查学生的分析判断能力。
【解题思路】本题第（1）小题的突破口是化合物A和B化合有白烟生成，可推测A、B分别是HCl、NH3的一种。再由Y既可与X又可与Z反应推知Y是H2。第（2）小题的突破口是Y是固体与X反应生成可燃性的气体，可推知Y是S，A是H2S，进一步推知B是SO2、X是O2。
【正确答案】（1）①H2 ②NH3+HCl==== NH4Cl
（2）①SO2 ②H2S+OH－====HS－+H2O
③S+3Cl2+4H2O====H2SO4+6HCl
【示例2】（2002全国25）已知：①A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。
（1）元素X是 ，Z是 。
（2）写出③中反应的化学方程式： 。
（3）写出④中反应的化学方程式： 。
【命题意图】考查氯及其化合物的转变关系、元素周期表知识，考查学生综合应用知识的能力与分析判断能力。
【解题思路】化合物D受热催化分解的单质Y可推测Y为O2，D为KClO3。又因为，室温下单质A与一元强碱溶液反应生成B和C，则单质A可能是Al、Si、Cl2、S等。又由“X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价”可推知X的化合价有多种，又“A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z”可推测A为Cl2。综合分析得Z为钾元素。
【正确答案】
（1）氯 钾
（2）Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O （3）
【示例3】A、B、C、D、E几种常见的化合物或单质之间有如图1转化关系：
（1）若E是酸酐，D是有刺激性气味的无色气体，则B的化学式是 ，工业上实现D转化为E的化工设备的名称是
（2）若C是酸性气体，B是碱性气体，则E是 ，工业生产实际中，合成B选择一定的下列条件的依据是
压强
温度
（3）若A是日常生活中最常见的物质，C为黄绿色单质气体，则D的电子式为
（4）若A是某有机物，其分子空间构型为正四面体，写出下列反应的化学方程式：
A B+C
B D
（5）若C是水，B是无氧化合物，且在同系物中是分子相对质量最小的的化合物，E是能使石蕊显红色，则A是 （写化学式）A、B、D、E中易溶于水的是 （写化学式）。
写出下列反应的化学方程式：
D E
B 高分子化合物
【命题意图】考查钠、硫、碳、氮等元素及其化合物知识以及灵活驾驭元素化合物知识的能力，同时考查学生了解化学工业生产的情况。
【解题思路】题中B物质两次被氧化，从第ⅠA～ⅦA进行搜索，可以发现有以下几种：
再联系有机物：醇（或烯烃）被氧化成醛，醛被氧化成羧酸等。这样缩小范围之后再分析：由图知A是在一定条件下能分解生成两种物质的物质，则可推断A可能为H2S、NH4Cl、CH4、NaCl、乙醇。然后根据小题中的条件分别作回答。
【正确答案】
（1）S 接触室 （2）NO2 动力设备、化学平衡、化学反应速率；化学反应速率、化学平衡、催化剂
（3） （4）、
（5）C2H5OH ；C2H5OH、CH3COOH、CH3CHO；
[示例4]（1999年全国高考试题）提示：某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐，根据图2化学反应方框图填空：
（1）单质F是________；
（2）写出由F生成G的离子方程式（或
化学方程式） ；
（3）溶液Ｉ中所含金属离子是________；
（4）由若改用浓酸，则不
能选用的浓酸是（写分子式）________。
【命题意图】考查铝、铁及其化合物、硝
酸知识以及综合应用能力，同时考查分析
判断与逻辑推理能力。
【解题思路】从题设最初条件看，其意义
并不明确，但从转化关系方框图中的结果“红褐色沉淀G”可知，其含义明确，故从此入手运用逆推。由红褐色沉淀G逆推可知溶液Ｅ中含Fe2+，再由Ｅ逆推知单质C为Fe，单质F为H2；又由单质F(H2)逆推知单质B可为金属Al或者为非金属单质Si，另由溶液Ｉ加NH3·H2O转化为沉淀Ｊ，Ｊ溶于强碱溶液，可确定单质Ｂ为Al，化合物Ａ为铁的氧化物。
【正确答案】
（1）H2；（2）4Fe2++8NH3·H2O+O2+2H2O===4Fe(OH)3↓+8NH 4+
[或Fe2++2NH3·H2O====Fe(OH)2↓+2NH4+；4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3；]
（3）Al3+和Na+ （4）H2SO4(或HNO3)
[示例5]由A、B两种常见化合物按物质的量之比为1∶2组成混合物，其相互关系如图3。已知A、B的焰色反应均呈黄色，
C、D为两种常见的对大气无污染
性的无色气体，但D能导致“温
室效应”。根据以上条件回答下
列问题：
（1）E的化学式
（2）A的电子式
（3）A物质与水反应的化学方程
式
（4）B溶液与稀硫酸反应的离子
方程式为
（5）B溶液与F溶液反应的离子方程式为
【命题意图】考查钠、铁及其化合物知识、盐类水解、环保知识以及常见的化学用语，同时考查学生的分析判断与逻辑推理能力。
【解题思路】结合题意可先确定D为CO2，G为Fe（OH）3，且A、B均为含钠的化合物。常见化合物中能与水反应生成无污染性气体的只有Na2O2，则C为O2，E为Na2CO3，由于E+CO2 B，且B+ Na2O2 O2、B+ Na2O2 CO2 因此B为NaHCO3，又结合NaHCO3+F CO2+Fe（OH）3 ，则推知F为可溶性的铁盐。结合对A～G各物质的确定，则不难回答题设的有关的问题。
【正确答案】（1）Na2CO3 （2） （3）2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
（4）HCO3—+H+==H2O+CO2↑ （5）Fe3++3HCO3—==Fe（OH）3↓+3CO2↑
（五）思维能力训练题
1、（03年全国春季理科综合）
图4中A至F是化合物，G是单质写出A、B、E、F的化学式
A B E F
2、A、B两种盐均为无色晶体，其中A的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃），A的水溶液pH值大于7。下面图5是A、B两种盐所进行的实验记录，其中H、G均为不溶于硝酸的白色沉淀，气体E、F均可使品红溶液褪色。
（1）写出A、B两种物质的化学式A B
（2）写出E、F两物质反应的离子方程 。
（3）请写出将少量气体E通入过量的FeBr2溶液时发生的离子反应方程式（要求用双线桥法
表示出电子转移的方向和数目） 。
（4）请写出物质C的电子式 。
（5）请写出电解C的无色溶液的化学方程式 。
3、A、B、C、D、E、F均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子。B元素
原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍。C元素是地壳里含量最多的元素。D是短周期
元素中金属性最强的元素。D与E的质子数之和为27，最外层电子数之差为5。F的最高价
氧化物的水化物为最强酸。
（1）推断B在元素周期表中的位置：第 周期， 族。
（2）画出F的原子结构示意图： 。
（3）B单质在C单质中完全燃烧生成物的电子式为： 。
（4）写出A与C形成的10电子微粒： 、 、 。
（5）D、E形成的正盐的水溶液中，阴离子的浓度大小顺序为：（从大到小排列） 。
（6）常温下，1mol A元素的单质与C元素的单质化合，放出286 KJ的热，写出反应的热
化学方程式： 。
4、X、Y、Z为常见的三种单质，常温下X是固体，Y是液体，Z是无色气体。其反应关系如图6所示，其中B的溶液显强酸性。
请回答下列问题：
（1）根据上述关系，确定X、Y、Z的化学式：X Y Z ；
（2）Y元素在元素周期表中的位置为 ；
（3）写出C的溶液中通入过量氯气的离子方程式 ；
（4）写出A溶于水后加入X的离子方程式 ；
5、（江苏联考测试）下列关系图中，A是一种正盐，D的分子量比C的分子量大16，E是酸。当X无论为强酸或强碱时都有如下转化关系:
当X是强酸时，A、B、C、D、E均含同一种元素；当X为强碱时，A、B、C、D、E均同时含有另一种元素。回答下列问题。(用化学式填写)
（1）A ________ Y ________ Z ________
（2）当X为强碱时，E是 _______。
（3）当X为强酸时，E是 _______。
（4）A与X反应的离子方程式为
6、甲、乙、丙、丁四种单质在点燃条件下两两化合生
成X、Y、Z、W四种化合物，转化关系如图7所示：又知：
①甲、乙、丙均为前三周期元素的单质，常温下均为气态，
丁是日常生活中的一种常见金属；
②常温下，X是无色液体，Y是黑色固体；
③丙在乙中燃烧发出苍白色的火焰，丁在乙中燃烧生成棕黄色
的烟，W的水溶液呈黄色。
请回答：
（1）丁在甲和X同时存在的条件下，可以被腐蚀，写出电极反应式：
负极__________________；正极_______________；
（2）将少量W的饱和溶液滴入沸腾的X中，反应的化学方程式为 ；
（3）写出由Y制取单质丁的化学方程式 _；
（4）若一定条件下丁分别与X、Z发生反应生成等物质的量的气体，则消耗丁的物质的量之比为 。
7、已知A、B、C、D的组成元素都属于短周期，其中A、D为单质，B、C为化合物，它们之间的简单转化关系如图8所示。请按要求写出有关的反应式，是离子方程式的只写离子方程式。
（1）若A、D的组成元素同主族
①B是水 ；
②B、C均为氧化物（反应有重要的工业价值） ，
工业价值是 ；
（2）若A、D的组成元素不同主族
①B是水且水是还原剂 ；
②B是水且水是氧化剂（反应有重要的工业价值） ，
工业价值是 ；
③B、C均是氧化物 ；
8、A、B、D均为常见化合物，它们都由两种元素组成，C代表一类化合物；甲、乙、丙都是非金属单质。在一定条件下它们有如图9所示的转化关系。
试回答：
（1）单质乙、丙分别为 、 ；
（2）A、B的电子式分别为 、 ，化合物B形成的晶体属
于 （填“原子晶体”、“分子晶体”、“离子晶体”）；
（3）单质甲和化合物C反应的化学方程式为 ；
（4）化合物B和化合物D反应的化学方程式为 。
9、已知A～M所代表的物质（或溶液中的溶质）都是中学里常见物质。通常状况下，A、B均是淡黄色固体，D是气态单质，E是无色无味气体，K是不溶于水的酸。反应①～③是化学工业生产重要产品L的全部反应，反应④是工业生产普通玻璃的反应之一。一定条件下，各物质间的相互转化关系如图10所示（反应时加入或生成的水均没有标出）。
请填写下列空白：
（1）写出下列物质的化学式：B ，D的同素异形体 ‘
（2）画出A中金属元素的原子结构示意图 ，指出E分子中共价键的类型 （填“极性键”或“非极性键”）；
（3）指出反应①②③是吸热反应，还是放热反应？ ，工业生产L的尾气中含有少量的G，必须使其跟有关物质反应进行净化回收处理，既可使原料充分利用，同时得到的（填化学式） 可作肥料；
（4）完成下列反应方程式
a.I+G M+L的离子方程式 ；
b.反应④的化学方程式 。
10、如图11所示：已知A～F是中学化学中常见物质，其中A、C、E为气体，B、D、F为液体，D的消费量作为一个国家工业发达水平的一种标志，F的浓溶液与X共热通常用于实验室制备单质C，X是一种黑色粉末，B分子中有18个电子。反应中部分生成物已略去。
试回答下列问题：
(1)根据图中信息，B、C、D、X的氧化性从强到弱的顺序是 ；
(2)B的电子式为：
(3)写出反应②的化学方程式 ；
(4)写出反应⑥的离子方程式 ；
(5)写出反应④的化学方程式 ；
(6)写出反应①的化学方程式 ；
附1：基础知识梳理参考答案
1、物理性质
Ⅰ. 液态单质：液溴、汞，液态化合物：H2O
黄绿色气体：Cl2，红棕色气体：溴蒸汽、NO2
黑色固体：CuO、Fe3O4、铁粉、炭、MnO2、Cu2S、FeS
红色固体：铜、Cu2O，红棕色固体：Fe2O3、红磷，棕黄色固体：CuCl2
常见白色沉淀：Mg（OH）2、BaSO4、BaCO3、CaCO3、AgCl、BaSO3、CaSO3
白色胶状沉淀：H4SiO4、Al（OH）3，红褐色沉淀：Fe（OH）3，蓝色絮状沉淀：Cu（OH）2
淡黄色固体：AgBr、S、Na2O2，紫黑色固体：KMnO4、I2，蓝色晶体：CuSO4·5H2O
红色溶液：品红溶液、铁盐与KSCN混合、酚酞试液与碱性物质混合、石蕊试液与酸性物质混合
离子颜色（溶液颜色）：浅绿色Fe2+、棕黄色Fe3+、蓝色Cu2+、紫色MnO4—或苯酚遇Fe3+等。
Ⅱ.H2S；NH3、SO2、HCl、Cl2、NO2
Ⅲ.Cl2、NH3、SO2
Ⅳ.SO3，I2，HNO3、HCl
2、化学性质
Ⅰ.Cl2、O2、KMnO4、HNO3、Fe3+、H2O2、浓硫酸、Na2O2
Ⅱ.SO2、S2—、Fe2+、I—、CO、H2、金属单质
Ⅲ.氯水（HClO）、Na2O2、H2O2、O3、浓HNO3、SO2、活性炭
Ⅳ. HNO3、AgNO3 、HClO、AgCl、AgBr、AgI等；铵盐、碳酸氢盐、高锰酸钾；KClO3、H2O2
Ⅴ.存在同素异形体的元素：碳、磷、氧、硫等。
Ⅵ.对大气有污染的气体：Cl2、SO2、H2S、NO2、NH3、NO等。产生温室效应的气体是CO2、CH4
Ⅶ.①SO2、Cl2，SO2 ②I2 ③NH3 ④浓硝酸 ⑤NO ⑥Fe3+
⑦a.H2在Cl2 ；b.S在O2；c.S； d.CO、H2、H2S、CH4。
⑧a.金属：Na、K;b. 非金属：F2 ;c.化合物：Na2O2、Ca2C、Al2S3、Mg3N2
⑨Al3+与S2—、CO32—、HCO3—，Fe3+与CO32—、HCO3—
⑩铝盐；Mg（OH）2；亚铁盐； 铵盐 ⑾AgNO3 ⑿AgNO3或 Na2SiO3；NaAlO2。
⒀a.两性物质：Al（OH）3、Al2O3 b.弱酸的酸式盐：NH4HCO3、NH4HSO3、NH4HS
弱酸的铵盐：（NH4）2CO3、（NH4）2SO3、（NH4）2S c.单质：Al
⒁.
⒂.NH3+HCl==NH4Cl。
⒃.A、B都是金属CuSO4+Fe==FeSO4+Cu、Al2O3+2Fe===2Al+Fe2O3
A、B都是非金属Cl2+2NaBr==Br2+2NaCl、2F2+2H2O==O2+4HF、C+H2O===H2+CO、2C+SiO2====2 CO+Si
A是金属，B是非金属2Mg+CO2=====C+2MgO、3Fe+4H2O===4H2+Fe3O4 、2Na+2H2O===H2↑+2NaOH
A是非金属，B是金属H2+CuO===Cu+H2O、2C+Fe3O4===3Fe+2CO2
Ⅷ、反应条件
①光照：H2与Cl2光照爆炸，HClO、硝酸见光分解
②点燃：H2与Cl2、H2与O2等
③2C+SiO2====2 CO+Si；CaCO3====CO2↑+CaO；C+H2O==== CO+ H2↑3Fe+4H2O==== Fe3O4+ 4H2↑
④合成氨反应
⑥SO2转化成SO3、合成氨 、氨催化氧化生成NO
KClO3分解生成O2、H2O2在MnO2作用下分解生成O2
附件2：思维能力训练参考答案
1、A NaHCO3 B Na2CO3 E Na2O2 F NaOH
2、（1）K2SO3、BaCl2 （2）SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+Cl－
（3） 2Fe2++Cl2 2Fe3++3Cl－
（4）
（5）2KCl+2H2O 2KOH+H2↑+Cl2↑
3、(1)二 IV A ； （2） ；
（3） ； （4）H2O、H30+、OH－；
（5）C（S2－）>C（OH－）>C（HS－）；（6）H2(g)+ O2(g)= H2O(l)；△H= —286KJ/mol
4、（1）Fe Br2 H2 （2）第4周期 第ⅦA
（3）2Fe2++4Br—+3Cl2==2Fe3++2Br2+6Cl— （4）Fe+2Fe2+==3Fe3+
5、（1）（NH4）2S O2 H2O （2）HNO3 （3）H2SO4
N（4）NH4++OH—====NH3↑+H2O S2—+2H+==H2S↑
6、（1）2Fe－4e—=2Fe2+ O2+2H2O+4e—=4OH—
（2）FeCl3+3H2O（热水）Fe(OH)3(胶体)+3HCl （3）3Fe3O4+8Al 9Fe+4Al2O3
或 Fe3O4+4H2 3Fe+4H2O 或Fe3O4+4C 3Fe+4CO或Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
（4）3∶4
7、（1）①2Na+2H2O==2Na++2OH—+H2↑ ②2C+SiO2 === Si+2CO↑ 生产粗硅
（2）①2F2+2H2O==4HF+O2 ②C+ H2O === H2+CO 生产水煤气
③2Mg+CO2 === 2MgO+C
8、（1）C H2 （2） 分子晶体
（3）（4）
9、（1）FeS2 O3 （2） 极性键 （3）放热反应 （NH4）2SO4
（4）①2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42—+4H+ ②Na2CO3+SiO2==== Na2SiO3+CO2↑
10、(1)MnO2＞Cl2＞H2O2＞H2SO4 (2)
(3)Cu+2H2SO4===CuSO4+2H2O+SO2↑
(4)4H++2Cl—+MnO2==== Mn2++2H2O+Cl2↑
(5)
(6)Cl2+2SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
无色气体
单质： 、 、 、
化合物： 、 、 、 、 、 、 、
点燃
电解
电解
电解
高温
化合物：HF、HCl、HBr、HI、NH3、NO、CO2 、CO、SO2 、H2S、
高温
电解
单质：H2、O2 、N2
得到2e－
高温
高温
△
失去2e－
高温
高温
△
无色气体
高温
△
△
高温
△
高温
高温
高温
点燃
点燃
PAGE
12建模思想在化学解题中的应用
温州三中 宋鸿轩
摘要：本文从本质、形式、过程等几个方面进行化学建模，使建模思想在化学解题中得到应用，提高学生的解题能力。
关键字：本质建模　形式建模　过程建模　化学解题
本质建模：
许多理论、变化有不同的表现形式，但其本质是相同的，我们抓住事物的本质，建立模型，以不变应万变，就可以解决不同表现形式的变化和理论。
（一）本质建模应用于原电池：原电池是氧化还原反应的化学能转化为电能的装置，其变化的本质是在电池的两极发生氧化还原反应，在解决原电池的有关题目时，可以建立如下模型：首先构建一个可能发生的氧化还原（也许不能进行或不符合实际历程），分析其还原剂和氧化剂。由于原电池的负极要对为提供电子，正极要得到电子，因此必然有以下的模型：
还原剂在负极失去电子，被氧化：
氧化剂在正极得到电子，被还原： 氧化剂+ ne→还原产物
例1：钢铁在水膜酸性较强时，构建的氧化还原反应式为：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 发生析氢腐，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：
负极反应：还原剂失去电子
正极反应：氧化剂得到电子
水膜酸性很弱或为中性时，构建可能的氧化还原反应式为：2Fe + O2 = 2FeO（虽然与实际反应不符，但我们可以这样假设）发生吸氧腐蚀，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：
负极反应：还原剂失去电子
正极反应：氧化剂得到电子
例2：新型燃料电池氢氧燃料电池（碱性电解质） 总反应式：
试写出此氢氧燃料电池两极的电极反应式：
解：此氢氧燃料电池氧化还原反应式为：，根据建模思想，此时原电池两极发生的反应为：
负极：
正极：
例3：（2001广东高考题）镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按照下式进行：
可知，该反应放电时的负极材料是
A． B． C．Cd D．
解：根据原电池的建模思想很容易得到答案：B。但要注意题目中的问题是指放电过程，不需要考虑充电的过程．
例4：(2000年高考题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式
阳极反应式:2CO+2CO32-==4CO2+4e
阴极反应式_______________________
总反应式_______________________
解：根据原电池的建模思想，此燃料电池发生的氧化还原反应为：2CO+O2 = 2CO2，电池正极（工程学上称为阴极）是氧化剂发生反应：O2+2CO2+4e- = 2CO32-
（二）本质建模应用于分析物质结构和性质：
各种晶体的本身就是一种理想化的模型，晶体在形成时其构成微粒间存在作用力，为了便于研究晶体中微粒间作用力的大小，还可以建立以下的模型：（1）离子晶体、原子晶体、金属晶体内部微粒间的作用力本质是静电作用力可忽略其他作用力，于是这几种晶体内部微粒间的作用力可物理中的静电引力公式表示为：F = K Q1 Q2/R2；（2）分子晶体内部分子呈电中性，因此分子间的作用力本质可看成是万有引力而忽略其他作用力，于是分子晶体中微粒间的作用力可物理中的万有引力公式表示为：F = G m1 m2/R2；（3）某些氢化物分子中存在着氢键，是由于氢原子以及形成氢化物的另一种原子的半径都比较小，因而在考虑万有引力的同时还要考虑静电作用力。
例1：NaF，NaI，MgO均为离子化合物，根据下列数据，这三种化合物的熔点高低顺序是（ B ）
物质 ①NaF ②NaI ③MgO
离子电荷数 1， 1 1， 1 2， 2
m 2.31 3.18 2.10
（A）NaF >MgO> NaI （B）MgO> NaF > NaI
（C）NaI >NaF> MgO （D）NaI >MgO> NaF
解：NaF，NaI，MgO均为离子化合物，根据模型，运用静电引力公式：F = K Q1 Q2/R2立即得到F（MgO）> F（NaF） > F（NaI），答案为：B。
例2：有下列两组命题，其中B组中命题正确，且能用A组命题加以正确解释的是（B、C）
I组 II组
A．H—I键键能大于H—Cl键键能 ①HI比HCI稳定
B．H—I键键能小于H—C1键键能 ②HCl比HI稳定
C．HI分子间作用力大于HCl分子间作用力 ③HI沸点比HCl高
D．HI分子间作用力小于HCl分子间作用力 ④HI沸点比HCl低
解：根据模型，键能决定于静电引力：F = K Q1 Q2/R2，由于Q1 、Q2相同，静电引力取决于原子之间半径的大小，C1原子半径比I原子半径小，所以H—C1键键能大，HCl比HI稳定，B正确；HI，HCl分子间作用力决定于万有引力：F = G m1 m2/R2，分子之间的平均距离相等，分子的作用力主要取决于分子质量的大小，HI分子的质量大于HCl分子的质量，所以HI分子间作用力大于HCl分子间作用力，所以HI沸点比HCl高，C正确。
例3：有两组关于物质熔点的数据分析以上数据，回答：
I组
物质 NaCl KCl RbCl CsCl
熔点℃ 801 776 715 646
II组
物质 SiCl4 GeCl4 SnCl4 PbCl4
熔点℃ -70.4 -49.5 -36.5 -15
（1）碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点逐渐__________这与__________有关。随_______增大________减小，故熔点逐渐 。
（2）碳族元素的氯化物从SiCl4到PbCl4熔点逐渐________这与______有关。随______增大_______减小，故熔点______逐渐 。
解：第一组为离子晶体，根据模型，运用静电引力公式：F = K Q1 Q2/R2，由于阴阳离子的电荷相同，静电引力取决于阴阳离子间半径的大小。答案为：降低；阳离子的半径；阳离子的半径-逐渐增大；阴、阳离子作用力逐渐减小；降低。
第二组为分子晶体，根据模型，运用万有引力公式：F = G m1 m2/R2，由于分子之间的平均距离相等，分子的作用力主要取决于分子质量的大小。答案为：升高；分子的相对分子质量；分子的相对分子质量-逐渐增大；分子间作用力逐渐增大；升高。
例4：关于氢键，下列说法正确的是（ B、C ）
（A）氢键比范德华力强，所以它属于化学键
（B）分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
（C）由于氨与水分子之间可形成分子间氢键，使氨在水中溶解度增大
（D）H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
解析：根据模型，氢键中的作用力在考虑万有引力的同时还要考虑静电作用力。它不属于化学键，只是比分子间作用力强而比静电引力弱。答案为：B、C。
（三）、本质建模运用于分析含氧物质的酸碱性：
含氧化合物的酸性可以认为是分子中电离出H+，即断裂O—H键，碱性可以认为是分子中电离出OH－，即断裂该元素与氧原子之间的化学键，这两种断裂方式都是异裂，即断裂后氧得到电子。因而，我们可以建立R—O—H模型予以分析：当R—O间的作用力大于O—H间的作用力时，含氧化合物呈酸性；若两者作用力相近时，则呈两性；当R—O间的作用力小于O—H间的作用力时，含氧化合物呈碱性。
例1：在分析元素周期表中元素的最高价氧化物的酸碱性的变化规律时，利用上面的模型可分析如下：同周期的元素从左到右非金属性增强，R—O之间的作用逐渐增强，其最高价氧化物水化物酸性增强，碱性逐渐减弱。同主族元素从上到下非金属性减弱，R—O之间的作用逐渐减弱，其最高价氧化物水化物酸性减弱，碱性逐渐增强。
例2：对X—O—H型化合物而言，X是除H、O外的元素，下列说法正确的是：
A、X是活泼金属时，它一定是强碱
B、当X是活泼非金属时，它一定是强酸
C、X—O—H的水溶液不导电
D、X—O—H的构型一定是直线型。
解：当X是活泼金属时，X—O间的作用力小于O—H，所以化合物呈碱性，由于X
呈+1价，因而X一定是碱金属，故X—O—H一定是强碱。当X是活泼非金属时，X—O间的作用力大于O—H，所以化合物呈酸性，但由于X呈+1价，因而X可能是Cl等卤族元素，故X—O—H不一定是强酸。答案：A。
形式建模:
一种事物总是有不同的外在表现形式，因而在化学解题中，在不改变物质本质的情况下，从不同角度认识化学物质，可将物质从形式上转换成不同的形式模型。
(一)、形式建模应用于有机化学计算：
有机物完全燃烧的通式本身就是一个很好的形式模型：
1. 有机物的物质的量一定时，比较判断耗氧量可建立以下的模型：
①若属于烃类物质，根据分子中碳、氢原子个数越多，耗氧量越多直接比较；若碳、氢原子数都不同且一多一少，则可以按1个碳原子与4个氢原子的耗氧量相当转换成碳或氢原子个数相同后再进行比较即可。
②若属于烃的含氧衍生物，先将分子中的氧原子结合氢或碳改写成H2O或CO2的形式，即将含氧衍生物改写为CxHy·(H2O)n或CxHy·(CO2)m或CxHy·(H2O)n·(CO2)m形式, (H2O)n和(CO2)m不消耗氧气，按①比较CxHy的耗氧量。
例1：相同物质的量的下列有机物，充分燃烧，消耗氧气量相同的是
A．C3H4和C2H6 B．C3H6和C3H8O
C．C3H6O2和C3H8O D．C3H8O和C4H6O2
解析：A中C3H4的耗氧量相当于C2H8, B、C、D中的C3H8O可改写为C3H6·(H2O)1,C中的C3H6O2可改为C3H2·(H2O)2,D中的C4H6O2可改为C3H6·(CO2)1,显然答案为：B、D。
例2：1molCxHy(烃)完全燃烧需要5molO2，则X与Y之和可能是：
A．X+Y=5 B．X+Y=7 C．X+Y=11 D．X+Y=9
解析：根据烃燃烧通式可知，1molCxHy的耗氧量为 x+y/4 ，讨论易知，当x=3,y=8时合理，答案为C。
例3：下列各组有机物不管它们以任何物质的量比混合，只要混合物的物质的量一定，在完全燃烧是，耗氧量恒定不变的是：C
A、C3H4和C2H6 B．C3H6和C3H8
C．C5H10和C6H6 D．C3H8和C4H6
例4：有机物A、B只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的A和B完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则A和B的分子量相差不可能为(n为正整数)：B
A.8n B.14n C.18n D.44n
解: A中的一个碳原子被B中的四个氢原子代替,A和B的分子量相差8的倍数,即答案为A. 如果A和B的分子组成相差若干个H2O或CO2 ,耗氧量也不变，即分别对应答案C和D。
2、一定量的有机物完全燃烧,生成的CO2和消耗的O2的物质的量之比一定时进行以下建模：
（1）若生成的CO2的物质的量大于消耗的O2的物质的量，建立通式模型为（CxHy）n · (H2O)m
例：某有机物的蒸气完全燃烧时，需要三倍于其体积的O2，产生二倍于其体积的CO2，则该有机物可能是(体积在同温同压下测定)
A．C2H4 B．C2H5OH C．CH3CHO D．CH3COOH
解析：产生的CO2与耗氧量的体积比为2：3，由模型可知：（x + y/4）：x = 2：3，解得x：y = 1：2，该有机物的通式为为（CH2）n · (H2O)m ,当n = 2，m = 0时该有机物是A，当n = 2，m= 1时该有机物是B，故答案为A、B。
（2）生成的CO2的物质的量等于消耗的O2的物质的量时，建立通式模型为：Cn·(H2O)m
（3）生成的CO2的物质的量小于消耗的O2的物质的量时，建立通式模型为：(CxOy)n · (H2O)m。
例1：若CO2和O2体积比为4∶3 ,其通式为(C2O)n (H2O)m。
例2：若CO2和O2体积比为2∶1 ，其通式为(CO)n·(H2O)m。
3、烃的含氧衍生物化学式可按以下模型进行组合、拆分：烃的含氧衍生物的化学式可拆分成残基和水分子、二氧化碳组合的形式,即有机物用模型：CXHYOZ (H2O)n或CXHYOZ (CO2)n或CXHYOZ (H2O)n (CO2)m的形式表示，在化学式的组合、拆分中推断有机物的结构，发展创新思维，提高解题速度。
例：有机化合物A、B的分子式不同，它们只可能含有碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。根据上述情况，回答以下问题：
（1）若有机物A是甲烷，则符合上述条件的化合物B中，相对分子质量最小的是（写出分子式） ，并写出相对分子质量最小的含有甲基（─CH3）的有机物B的2种同分异构体的结构简式 。
（2）A、B两有机物的组成必须满足的条件是 。
（3）当B中含有3个碳原子时，其分子式为 ，结构简式为 （任写一种）。
解析：①在等物质的量的前提下,两种有机物燃烧后生成的水的物质的量相同,说明有机物的化学式有什么共同点 (氢原子数目相同)
②如果设A的化学式CXHYOZ(z可以为0),则B的化学式
（CXHYOZ (CO2)n 或CXHYOZ (CO2)n ）
③当A的化学式为CH4时,符合条件的B的化学式通式为 (CH 4 (CO2)n )
当n取不同值时,B的化学式为 (C2H4O2、C3H4O4、C4H4O6等)
④C3H4O4的分子式可进一步拆分成C2H4O2 （CO2），则C3H4O4的结
构简式可看成 取代了乙酸或甲酸甲酯中的一个H原子，由此
可推知C3H4O4的结构简式为？
（HOOC－CH2－COOH 或 HCOOCH2COOH）
4、综合计算中的形式建模，可根据具体情况进行必要的建模。
例：取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是（ ）
A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11
解：将2H2 + O2 = 2H2O 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2两个反应方程式叠加可得到：H2 + Na2O2 = 2NaOH，此叠加反应式说明“H2燃烧的产物被足量Na2O2吸收后，固体质量的增加值等于燃烧的氢气的质量”；同理CO燃烧的产物被足量Na2O2吸收后，固体质量的增加值等于燃烧的CO的质量”。由此可以建立以下的模型：如果有机物中烃的含氧衍生物的分子式可变换成（CO）m （H2）n ，那么其燃烧的产物被足量Na2O2吸收后，固体质量的增加值等于燃烧的有机物的质量。根据模型，C的分子式可变形为（CO）6 （H2）6，而D不符合模型，所以答案应选D。
(二)、形式建模应用于分析物质组成：
在保证物质的中元素的化合价不变以及化合价代数和为零的情况下，可以将物质的化学式构建成不同的模型。
例1：可以写成，若把它看作一种盐时，又可写成。据化合价规律和这种书写方法，可将用上述氧化物形式表示，其化学式可写成___，若看成盐时可写成______。
解：中铁元素呈+2和+3两种价态，在保证元素的化合价不变以及化合价代数和为零的情况下，可以用模型（FeO）m (Fe2O3)n表示，根据原子守恒可求出n=1,m=1．同理，可用模型（PbO）m (PbO2)n表示，根据原子守恒可求出n=２,m=1．
所以答案为：
例２：天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如图6—9所示的缺陷：一个空缺，另有两个被两个所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为，试计算该晶体中与的离子数之比。
解：中铁元素呈+2和+3两种价态，在保证元素的化合价不变以及化合价代数和为零的情况下，可以用模型（NiO）m (Ni2O3)n表示,根据原子守恒可求出n=0.91,m=0.03,所以离子数之比为：：＝０．０６：０．９１＝　６：９１。
例３：BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，这是锗酸铋的简称。若知：①在BGO中，锗处于其最高价态；②在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8电子稳定结构；③BGO可看成是锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。
请填空：
(1)锗和铋元素符号分别是_________和_________。
(2)BGO晶体的化学式__________。
(3)BGO晶体中所含铋氧化物的化学式是___________。
解：可以确定锗和铋元素的化合价分别为＋４和＋３价，因而可用模型（GeO2）m (Bi2O3)n表示ＢＧＯ，根据氧原子相等可得2m=3n，解得m：n=2：3。此题答案为：（1）Ge；Bi
（2） （3）
三、过程建模：
（一）、过程建模在等效平衡中的应用：
“等效平衡”的问题已有较多的文章见诸报刊杂志，但在教学实践中教师和学生还是感到困难重重。　“等效平衡”是指：在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）。波恩－哈伯循环指出：一个化学反应从始态到终态的实际历程可能比较复杂，然而我们可以设计一个分步的、甚至是虚构的途径，尽管设计的途径和实际途径不同，但它们的终态总是相同的。就在这种想法的基础上，结合多年的教学实践进行以下的过程建模，学生不仅易于掌握，而且能灵活应用。
选取一个从正反应开始的可逆反应达到的平蘅为参照平衡（往往是题设中所述的平衡）。
对于任意的化学平衡，将三步计算模式（起点、变化、平衡）改变为“变形三步”模式（原始起点、变化、始′），求出该平衡的原始起点，然后将任意平衡的原始起点与参照平蘅的起点相比较，就可以非常简单解决“等效平衡”的有关计算。具体模型如下：
a.在恒温恒容条件下，对于任何的可逆化学反应，只要任意平衡的原始起点与参照平衡的起点相同，则平衡是等效的，并且平衡时各组分的浓度和物质的量与参照平衡都是相同的。
b.在恒温恒压条件下，对于任何的化学可逆反应，只要任意平衡的原始起点是参照平衡的起点的K倍，则平衡是等效的，此时平衡时各组分的浓度参照平衡都是相同的，平衡时各组分的物质的量是参照平衡的K倍。
c.在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积相等的可逆反应，只要任意平衡的原始起点是参照平衡的起点的K倍，则平衡是等效的，此时平衡时各组分的浓度和物质的量是参照平衡的K倍。
③在其他的条件下，应用等效平衡的观点转换路径方式，可抽象出其他的解题模型。
例1：在一定温度下，把2ｍｏｌＳＯ２和1 ｍｏｌＯ２通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2ＳＯ２＋Ｏ２2ＳＯ３。当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。在该容器中，维持温度不变，令ａ，ｂ，ｃ分别代表初始加入ＳＯ２，Ｏ２，ＳＯ３的物质的量。如果?ａ，ｂ，ｃ取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：
（1）若ａ＝0，ｂ＝0，则ｃ＝_____________；
　（2）若ａ＝0．5，则ｂ＝__________和ｃ＝___________；
　（3）若ａ，ｂ，ｃ取值必须满足的一般条件是（请用两方程式表示，其中一个只含ａ和ｃ，另一个只含ｂ和ｃ）______。
　?解：首先选取2ｍｏｌＳＯ２和1 ｍｏｌＯ２ 和0ｍｏｌＳＯ３达到的平蘅为参照平衡，然后求任意平衡的原始起点：
（1）（2）2ＳＯ２ ＋ Ｏ２ 2ＳＯ３
　始 C C/2 0
　变 C C/2 C　
　始′　 0 0 C
因为是等效平衡，所以ｃ＝2
　（2）2ＳＯ２ ＋ Ｏ２ 2ＳＯ３
　始　0．5+c b+c/2 0
　变　c c/2 c
　始′　0．5　 b　　 c
因为是等效平衡，所以0．5+c =2 b+c/2 =1
ｂ＝0．25 ｃ＝1．5
　（3）2ＳＯ２　＋　Ｏ２ 2ＳＯ３
　始　a+c b+c/2　 0
　变　 c c/2　 ｃ
　始′ ａ 　ｂ　　 ｃ
　因为是等效平衡，所以ａ＋ｃ＝2 ｂ＋ｃ/2＝1
例2：某恒温恒容的密闭容器充入3ｍｏｌＡ和2ｍｏｌＢ，反应：3A（气）＋2B（气）ｘC（气）＋ｙD（气）
达到平衡时Ｃ的体积分数为ｍ％。若将0.6ｍｏｌＡ，0.4ｍｏｌＢ，4ｍｏｌＣ，0.8ｍｏｌＤ作为起始物充入，同温同容下达到平衡时Ｃ的体积分数仍为ｍ％，则ｘ＝_________，?ｙ＝_________。
解：首先选取：3ｍｏｌＡ、2ｍｏｌＢ、0ｍｏｌC、0ｍｏｌD达到的平蘅为参照平衡，然后求0.6ｍｏｌＡ，0.4ｍｏｌＢ，4ｍｏｌＣ，0.8ｍｏｌＤ的原始起点：
3Ａ ＋ 2Ｂ ｘＣ ＋ ｙＤ
始　0.6+12/x(2.4/y)　0.4+8/x(1.6/y) 　0 0
变 12/x(2.4/y) 8/x(1.6/y) 4　 0.8
始′ 0.6　 　 0.4　　 4 0.8
因为是等效平衡，所以 0．6+12/x=3　ｘ＝5
或者0．6+2.4/y=3 ｙ＝1
例3：恒温恒压：在某容器中加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡，Ｎ２体积分数为ａ％，Ｎ２转化率为ｂ％；（1）若再加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２，新平衡后Ｎ２体积分数为 ，Ｎ２转化率为 ；（2）若减少0.5ｍｏｌN２和1.5ｍｏｌＨ２，新平衡后Ｎ２体积分数为 ，N２转化率为
解：首先选取：在V L 1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到的平蘅为参照平衡，然后求分别求（1）再加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２，（2）减少0.5ｍｏｌＮ２和1.5ｍｏｌＨ２，的原始起点为（1）2ｍｏｌＮ２和6ｍｏｌＨ２（2）0.5ｍｏｌＮ２和1.5ｍｏｌＨ２，由于（1）的原始起点是参照平衡的2倍，体积2ＶＬ，因而他达到的平衡与参照平衡是等效的；（2）的原始起点是参照平衡的1/2倍，体积V/2L，因而他达到的平衡与参照平衡也是等效的；所以两种情况下，N２体积分数都为ａ％，Ｎ２转化率都为ｂ％
例4：（04北京海淀二模27．）（12分）t℃时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应：3A（气）＋B（气）xC（气），2 min时反应达到平衡状态（温度不变），剩余了0.8 mol B，并测得C的浓度为0.4 ，请填写下列空白：
　（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为_；
　　（2）x＝________；
　　（3）若向原平衡混合物的容器中再充入A mol C，在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n（B）_________mol；
　　（4）如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量a、b、c之间应该满足的关系式为______________．
解析：求出X的值为4，因此3A（气）＋B（气）xC（气）是一个前后等体积的可逆反应。在解决（3）、（4）时，首先选取：3ｍｏｌＡ、1ｍｏｌＢ、0ｍｏｌC达到的平蘅为参照平衡，在参照平衡中B的物质的量为0.8 mol，然后求（3）向原平衡混合物的容器中再充入a mol C的原始起点为：3+3a/4ｍｏｌＡ、1+a/4ｍｏｌＢ、0ｍｏｌC,后来平衡的原始起点是参照平衡起点的（1+a/4）倍，因此，后来平衡中B的物质的量为n（B）为（1+a/4）0.8 mol。再求（4）起始加入的三种物质的物质的量a、b、c的原始起点为：
a+3c/4ｍｏｌＡ、b+c/4ｍｏｌＢ、0ｍｏｌC, 根据在恒温恒容条件下，对于反应前后气体体积相等的可逆反应，只要任意平衡的原始起点是参照平衡的起点的K倍，则平衡是等效的。要使（4）与参照平衡等效，则（a+3c/4）/3=K的同时（b+c/4）/1=K。解得a:b=3:1,c≥0; a、b、c不同时为0。
例5：恒温恒容：在某容器中加入Ｈ２＋Ｉ２（气）2ＨＩ，加入1ｍｏｌＨ２和2ｍｏｌＩ２（气）达到平衡，若H２减少0.5 ｍｏｌ，Ｉ２减少1ｍｏｌ，新平衡后HI的分解率____，HI的体积分数_____（均填变、增加、减少、不变）。
首先选取：在V L加入1ｍｏｌＨ２和2ｍｏｌＩ２（气）达到的平蘅为参照平衡，然后求H２减少0.5 ｍｏｌ，Ｉ２减少1ｍｏｌ的原始起点为H２0.5 ｍｏｌ，Ｉ２1ｍｏｌ的原始起点，求出的原始起点是参照平衡的1/2倍，体积1/2ＶＬ，因而他达到的平衡与参照平衡也是等效的；所以HI分解率不变，体积分数不变。各物质含量不变
例6：恒温恒容：（1）Ａ容器中加入1ｇＳＯ２和1ｇＯ２反应达到平衡，Ｏ２的转化率为ａ％，另一同温同容的Ｂ容器中加入2ｇＳＯ２和2ｇＯ２反应达到平衡，ＳＯ２的转化率为ｂ％，则ａ％____________ｂ％。
解：同温，利用等效平衡建立以下的解题模型：
①Ｂ和Ｃ是“等效的”，②ＡＣ
Ａ变为Ｂ也相当于加压，平衡正向移动，更多的ＳＯ２和Ｏ２转化为ＳＯ３，ａ％＜ｂ％。
　例7：（04广东5．）在恒温时，一固定容积的容器内充入1ｍｏｌ二氧化氮，建立如下平衡：2NO2(g) N2O4(g)测得二氧化氮的转化率为ａ％。再向容器内通入1ｍｏｌNO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的转化率( )
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
解：利用等效平衡建立以下的解题模型：
扩大↓ 压缩↑（平衡右移，NO2的转化率增大）
例8：某温度下，在固定容积的容器中，可逆反应A(g) +3B(g)2C(g)达到平衡，此时测得n(A)：n(B)：n(C)=2：2：1。若保持温度不变，以n(A)：n(B)：n(C)=2：2：1的比例向该容器中再充入A、B和C，则（ A ）
A、平衡向正反应方向移动 B、平衡向逆反应方向移动
C、平衡不发生移动
D、相对原平衡n(A)、n(B)减小，n(C)增大
解：利用等效平衡建立以下的解题模型：
等效于抽 压缩平衡
— ——→ ———→
去隔板 向右移动
练习：（04北京西城二模）29．（11分）密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：．已知加入1 mol 和3 mol ，在恒压条件下，达到平衡时生成a mol [见下表中编号（1）的一行]；在恒容条件下，达到平衡时生成b mol [见下表中编号（4）的一行]．若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，请填空：
（二）、过程建模在反应热中的应用：
盖斯定律指出：在恒压和恒容条件下，一个化学反应从始态到终态不论是一步完成，还是分几部完成，其总热效应相同。即在恒压和恒容条件下，一个化学反应的热效应仅与反应物(始态)和生成物(终态)有关，而与其反应途径或中间步骤无关。因而我们可以设计一个分步的、甚至是虚构的途径，尽管设计的途径和实际途径不同，但它们的热效应总是相同的，这样就可以用来进行各种热化学数据的简单的计算，建立其模型为：如果一个总反应可以分成个n反应进行，那么ΔH总=ΔH1 +ΔH2 +…+ΔHn
13．已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨) + O2(g) === CO2(g) △H = －393.51kJ ·mol-1
C(金刚石) + O2(g) === CO2(g) △H = －395.41kJ ·mol-1
据此判断，下列说法中正确的是（ ）
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
解：根据盖斯定律，可建立以下的模型：
△H 1= －395.41kJ ·mol-1
C(金刚石) + O2(g) CO2(g)
△H 2 O2(g) △H 3= －393.51kJ ·mol-1
C(石墨)
注意：箭头所指方向均为放热。
由模型得：△H 1 = △H 2 + △H 3 △H 2= －1.91kJ ·mol-1
可见，由金刚石制备石墨是放热反应，所以由石墨制备金刚石是放热反应，答案A正确。
状态3终态体积V，
物质的量2ｍｏｌ
NO2的转化率b％
状态1始态体积V，
物质的量1ｍｏｌ
NO2的转化率ａ％
状态2，中间状态且与状态1等效，体积2V，
物质的量2ｍｏｌ
NO2的转化率ａ％
n(A)：n(B)：n(C)=2：2：1
n(A)：n(B)：n(C)=2:2:1
n(A)：n(B)：n(C)=4：4：2
n(A)：n(B)：n(C)<2：2：1
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1建模思想在化学解题中的应用
——专题教学设计
温州二高 陈思静
设计立意：与物理、数学相比，化学的知识点显得有些零散，给学生一种剪不断、理还乱的感觉。致使许多学生在单独处理某一知识点时得心应手，而将各知识点融合在一起时就显得心有余而力不足了，常常会顾此失彼，丢三落四，由此对化学产生了厌学心理。针对化学知识易懂难记，会做难得分的特点，要高度重视建模思想在备考中的应用。要给学生充分的建模思想和方法，使千头万绪的知识点模式化、网络化。其实，说到底就是在学生的头脑中，建模思想的缺乏造成了知识点的零散难记，使学生走了许多冤枉路，却得不到应有的效果。所以，教师应加强这方面的学法指导。在中学化学教学中，鼓励和引导学生独立构建化学模型，对于提高学生的思维品质（思维的广阔性、深刻性、独立性、敏捷性、灵活性、逻辑性），培养学生的创造性思维能力具有极其重要的意义。
在2005年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科）中化学部分就提到“将知识点统摄整理，使之网络化，有序地存储”，“能将化学信息（含实际事物、实验现象、数据和各种信息、提示、暗示），按题设情境抽象归纳、逻辑地统摄成规律”，“通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题最佳方案的评价能力。”
高考考点回顾：2004年高考化学部分，充分体现了建模思想的应用，如第8题考查元素周期表总体结构模式，第12题考查等效性计算模式（该题只要转化成（CO）n·(H2)n就解决问题），第27题考查电极反应式书写模型，第28题考查图表信息提取与转化模型、第29题考查化学平衡计算模式（平衡计算三步曲和差量法）。
建模思路及例题分析：
一、能量转化模型：反应热效应（ΔH）→化学键与化学能→原电池、电解池与电能。以能量守衡和转化为主线，引导学生分析化学键的形成与断裂，理解化学能与热能、光能和电能之间的相互转化，建立能量转化模型，就是很好的化学建模例证。其中，以物质化学键的本质为主导，理解化学键的形成和断裂就是化学能的储存和释放过程，建立键能和热效应之间的相互转化的关系模型，用热化学方程式定量表达这种转化关系，就形成了热化学能量转化模型；以氧化-还原反应的电子得失的本质为主导，理解氧化-还原反应中化合价的升降与电子转移过程，建立发生在原电池与电解池中的电能与化学能之间的转化模型.
例：实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极 Pb+SO42-=PbSO4+2e-
正极 PbO2+4H++ SO42-+2e-= PbSO4+2H2O
今若制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是（ ）
A.0.025mol B. 0.050mol C. 0.10mol D. 0.20mol
解析：该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可，由2Cl-+2e-=Cl2，可知制0.050mol Cl2转移0.10mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb+ PbO2+4H++ 2SO42-=2PbSO4+2H2O可看出，每转移2mol电子消耗2mol硫酸，现转移0.10mol电子，将消耗0.10mol硫酸。
答案C。
2、 气体定律模型：物质的量（摩尔）——阿佛加得罗定律——气体摩尔体积。
例：标准状况下，将等体积的一氧化氮和氧气混合，所得混合气体的密度应为（ ）
A.1.384g·L-1 B.介于1.384g·L-1和 1.844g·L-1之间
C.小于1.384g·L-1 D.大于1.844g·L-1
解析：等体积的一氧化氮和氧气混合后，得到二氧化氮和氧气的混合气体且体积比为2:1，它在标准状况下密度为1.844g·L-1，但由于存在2NO2 N2O4的平衡，故密度应大于1.844g·L-1。答案D。
3、 与生物有关的模型
从光能与化学能转化出发，建立了如下的模型：暗反应、光反应——氧化还原反应——电能
从生物体的光合作用和呼吸作用出发，建立了如下的模型：氧气来源——示踪原子——反应历程 叶绿体——酶——催化剂
从生物体的营养输运和转化过程出发，建立了如下的模型：葡萄糖——糖类——营养物质 二氧化碳肥料——平衡移动——增产粮食
从生态平衡和环境保护出发，建立了如下模型：吸收二氧化碳——温室效应——保护环境
例：人早晨不吃早餐，血糖会降低。一个人早晨吃了一个馒头，现从此人的消化道内取出一些液体。
（1）对液体进行一些处理后，加入银氨溶液，产生了银镜现象，能否说淀粉已完全水解，原因是：___
（2）若反应需要1mol银氨络离子，则反应消耗了____mol葡萄糖，反应后葡萄糖所变化成的物质的结构简式为______.
解析：（1）不能，产生银镜现象只能说明淀粉已经进行了水解，若再加入碘水溶液不变蓝色，表明淀粉已完全水解。（2）0.5 (3)CH2(OH)(CHOH)4COONH4
四、虚拟模型
中学化学中物质结构和反应机理的内容较复杂，它涉及物质的微观结构。学生很难接受这种看不见摸不着的知识，所以，对于这部分内容必须采用直观的形象化教学，建立微机虚拟模型是最有效的方法之一。在实验教学中还遇到一些难以实现的化学实验，例如一些演示错误操作的危险实验，以及某些重要的化学史实验等，也可以用微机虚拟模型进行模拟实验。为了结合实际的化工生产，教材中有不少介绍化工生产流程的内容，这部分内容对引导学生理论联系实际，解决实际问题是很重要的，所以，对化工生产的实际操作流程和生产设备加以计算机模拟，在课堂上就可以形象地再现化工生产的实际过程。
在解题中，当对研究对象的特征难以把握或讨论的主题情况多变时，可建立一个与研究对象的特征或讨论主题紧密相关的虚拟参照模型，找到突破口。
例：在一定温度和压强下，某容器内存在如下平衡（平衡A）:
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)
这是工业合成尿素的反应。如果将容器的容积缩小为原来的1/3,则达到平衡时（平衡B）,下列说法中一定正确的是（ ）。
A．气体的平均式量比原来大 B．气体的平均式量比原来小
C. 气体的平均式量与原来相等 D.依据题给条件无法确定
解析：条件改变，平衡向正反应方向移动。由反应方程式知，气体物质的量每减少2mol,就有60克尿素生成——固体质量增加60克，气体质量减少60克。则可将平衡向右移动的结果虚拟为：将30g/mol的气体从反应容器中移走。
由于原混合气体平均式量Mr(A)介于17与44之间，故有以下讨论：
⑴若Mr(A)>30,则移走Mr(A)＝30的气体后，剩余气体平均式量增大，故有Mr(B)> Mr(A);
⑵Mr(A)＝30, 则Mr(B)= Mr(A);
⑶若Mr(A)<30, 则Mr(B)< Mr(A).
因为原混合气体的平均式量在题设条件下无法确定，所以新平衡建立后气体平均式量数值的变化无法确定。选D.
五、“构—性—位”思维模型。
如复习金属钠时可用如下“构—性—位”思维模型。
在有机化学中也可运用“构—性”的思维模型。如
例：有一类饱和一元醇中，它们既不能被氧化成同碳原子的醛或酮，也不能消去生成同碳原子数的不饱和有机物。则在该类醇中碳原子数最少的是_________.(写结构简式)
解析：根据醇的氧化规律，若与羟基相连的碳原子上无氢原子，则不能被氧化成相应的醛或酮，同时不能发生消去反应的醇，其羟基碳的邻位碳原子上也。无氢原子（注意：邻位碳原子不只有一个）。所以，该类饱和一元醇中碳原子数最少应为13个，即结构简式为：C(OH)(C(CH3)3)3
六、运用“类推”思维模型。
化学核心知识具有辐射、扩展的功能，可类比迁移出许多“新”的化学信息。
例1：有些物质如氰(CN)2、硫氰(SCN)2与卤素分子性质相似，请写出化学方程式：
⑴(SCN)2与NaOH反应.
⑵HCN与MnO2反应.
分析：已知Cl2与NaOH、HCl与MnO2的反应，即可类比迁移解决这个问题。
例2：无机苯B3N3H6许多物理性质相似于苯，化学性质却比苯更活泼，画出无机苯的结构，写出它水解和与HCl的加成反应式。
分析：以等电子体、苯的结构为类比点，即可画出无机苯的结构。双键的加成可迁移到无机苯与HCl的加成。B为缺电子原子，Cl加到B上，H加到N上。无机苯的水解可类比盐类水解，认为是带部分负电荷的N与水电离的H＋结合，带部分正电荷的B与水电离的OH－结合。
B3N3H6＋9H2O＝3NH3+3H3BO3+3H2
B3N3H6＋3HCl＝B3N3H9Cl3
七、运用“有序”思维模型。
“有序”思维模型是指在解决和思考化学问题时遵循一定的顺序，按照特定的线索和步骤去探索的一种思维方式。这种思维方式有利于在解决较复杂问题时避免盲目性或纯粹凭经验。
例：已知化合物X的相对分子质量为64，含碳93.8％，含氢6.2％,分子中有3种化学环境不同的氢原子和四种化学环境不同的碳原子，X分子中同时有碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键并发现碳碳双键比寻常的碳碳双键短，写出X的分子式及可能结构。
分析：由X的元素组成、元素质量百分数、相对分子质量可推出其分子式为C5H4。结构推导：C5H4的不饱和度为（2×5＋2－4）÷2＝4。然后从以下几方面考虑：①含两个碳碳双键，一个碳碳三键②含一个碳碳双键，一个碳碳三键，一个环③环的书写也应遵循三元环、四元环、五元环的有序原则。最后可得出X的结构
类似的如有机中同分异构体的书写、判断，用系统命名法对有机物命名。
八、运用“示意图”模型：如运用能量变化示意图可很方便地解答以下题目。
氢气在足量氧气中燃烧，相同条件下产生液态水的反应热为△H1, 产生气态水的反应热为△H2,则∣△H1∣与∣△H2∣的关系为：（ ）
A, ∣△H1∣=∣△H2∣ B, ∣△H1∣﹤∣△H2∣ C, ∣△H1∣﹥∣△H2∣
D,不能确定
分析：写出两反应的热化学方程式：
⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); △H1
⑵2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H2
显然，两个化学反应的反应物总能量是相同的，区别只在于生成物的能量不同，确切地说，是气态水的能量高于液态水的能量。用能量变化示意图表示如下：
图中a表示2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量；b表示2 mol H2O(g)的能量；c表示2 mol H2O(l)的能量。
根据能量变化示意图，可以得出答案C。
九、运用守恒模型：
例1：（2002年广东高考第28题）在1.00L1.00mol·L-1的NaOH溶液中通入16.8 L标准状况下的CO2,计算所得溶液中含有的NaHCO3和Na2CO3的物质的量。
分析：
分析上述过程，在反应过程中，NaOH与CO2中的钠元素、碳元素分别守恒。即：2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=n(NaOH)=1.00L×1.00 mol·L-1=1.00 mol;
n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=n(CO2)=16.8L/22.4L·mol-1=0.75 mol.
所以n(Na2CO3)＝0.25mol; n(NaHCO3)=0.5mol.
例2：Cu和Mg的合金4.6克完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 ml的NO2气体和336ml的N2O4气体（都已折算到标准状况下），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(B )
A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g
解析：依据质量守恒和得失电子守恒，设Cu和Mg的物质的量分别为x,y,①
64x+24y=4.6,②2x+2y=
得x=0.046mol,y=0.069mol,
m(沉淀)= 0.046mol×98g·mol-1+0.069mol×58g·mol-1=8.51g
答案选B。
十、等效模型
例：某温度下，向一体积固定的密闭容器中充入1molNO2气体，反应2NO2 N2O4达平衡时，测得NO2的转化率为 a%，混合气体的总压强为p，维持温度、体积不变，向该容器中继续充入1molNO2气体，再次达到平衡时，测得容器中NO2的转化率为 b%，容器内气体总压强为pl，则容器中转化率a% 与 b% 和关系为 （填〈、〉或=) 。p1与2p 的关系为 ( 填〈、〉或=）
解析：如下图，据题意我们可认为A中体积不变时，充入1mol NO2 达到平衡时，NO2的转化率为a% ，再向A中充入1 mol NO2达平衡与B 中（体积不变）起始充入2molNO2等效，达到平衡时，NO2的转化率为 b% 。用等效变换法可知 C 与A 等效，达到平衡时,NO2的转化率相同。此时我们假设把C体积缩小一半即变为B，平衡向正反应方向移动，NO2的转化率增大，b%>a%。同理可推得p1>2p。
V,T V,T T,2V
1mol NO2 2molNO2 2molNO2
A B C
思维能力训练：
1、 在ag冰醋酸、甲醛、葡萄糖、甲酸甲酯、果糖的混合物中，碳元素的质量分数为（B ）
A、6.7% B、40% C、53.3% D、无法计算
2.向一定物质的量的铁和四氧化三铁的混合物中加入50ml2mol·L-1硫酸溶液，在一定条件下恰好使混合物完全溶解，放出448mL（标准状况下）气体。在所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。那么，用足量的CO在高温下与相同质量的此混合物反应，得到铁的质量是（ ）
A.5.6g B.11.2g C.8.4g D.4.48g
3.甲、乙两杯醋酸稀溶液，甲的PH=a，乙的PH=a+1。对下列叙述的判断正确的是（ ）。
①甲中由水电离出来的H+的物质的量浓度是乙的1/10倍；②物质的量浓度c（甲）＝10c（乙）；③中和等物质的量的NaOH溶液需甲、乙两杯酸的体积；10（甲）>（乙）；④甲中的C(OH-)为乙中的C(OH-)的10倍。
A、①③正确 B 、②④正确 C、只有①正确 D、①②④正确
4.经测定某溶液中只含NH4+,Cl-, H+, OH-四种离子，下列说法中错误的是（ ）。
A.溶液中四种粒子之间不可能满足：c(Cl-)> c(H+) > c(NH4+) >c(OH-)
B.若溶液中粒子之间满足c(NH4+)>c(Cl-) >c(OH-) > c(H+)，则溶液中溶质一定为NH4Cl和NH3·H2O
C.若溶液中粒子之间满足c(Cl-) > c(NH4+)> c(H+) >c(OH-)，则溶液中溶质一定为NH4Cl
D.若溶液中c(Cl-) = c(NH4+)，则该溶液一定显中性。
5．一定温度下，mg下列物质①H2　②CO　③CO和H2的混合物　④HCOOCH3　⑤CH3CHO在足量的氧气中充分燃烧后，产物与足量的过氧化钠充分反应，过氧化钠增加了ng，且n>m，符合此要求的物质是 （ ）
A．⑤ B．①② C．①②③④ D．①②③④⑤
6. 下列各组物质中各有两组份，两组份各取1摩尔，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是( )
A 乙烯和乙醇 B 乙炔和乙醛 C 乙烷和乙酸甲酯 D 乙醇和乙酸
7.立方烷的一氯代物有_____种，二氯代物有______种。
8.（2004年全国高考江苏卷第22题）1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物质性质相似。
（1）根据上述原理，仅由第二周期元素组成的共价分子中，互称为等电子体的是___和___；____和____。
（2）此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2-互称为等电子体的分子有：___、____。
9.在一体积不变的密闭容器中投入1 molPCl5，在200℃发生反应PCl5(g)= PCl3(g)+ Cl2(g)，平衡时PCl5分解率为M%。若最初投入2 molPCl5，反应达平衡时PCl5的分解率为N%，则M%与N%的大小关系如何？
10.将10.416克纯铁丝溶于过量的盐酸，再用5.050克KNO3去氧化溶液中Fe2+，待反应完全后，剩余Fe2+还需用0. 3mol·L-1的高锰酸钾溶液24ml来氧化，KMnO4还原Mn2+为才能完全转化为Fe3+，试通过计算确定KNO3的还原产物，并写出KNO3与FeCl2反应的化学方程式。
参考答案：1.B 2.A 3.A 4.D解析：选择NH4Cl溶液中离子浓度之间的关系为参照模型。在NH4Cl溶液中存在关系：①电荷平衡关系： c(NH4+)+ c(H+)= c(Cl-)+c(OH-);②c(Cl-) > c(NH4+)> c(H+) >c(OH-).参照NH4Cl溶液中存在的关系，满足A或C关系式的可能是NH4Cl和HCl的混合溶液。参照关系式②，要使c(NH4+)>c(Cl-) >c(OH-) > c(H+)，，只能加入氨水，故B正确；参照关系式①,D正确。
5.A 6.D 7.1,3 8.（1）N2和CO,CO2和N2O （2）O3; SO2 9. M>N
10.还原产物为NO
反应方程式为 KNO3+3 FeCl2+4HCl=3 FeCl3+KCl+NO↑+2H2O
元素周期表中的位置
物理性质
化学性质
存在状态
用途
制取 检验 收集
保存
结构
性质
组成
位于第三周期第一主族
自然界无游离态钠
单质钠保存再煤油中
单质钠制取不易
电解法制钠
化学性质
非常活泼
物理性质
结构
易失去最外层的1个电子
达到8电子稳定结构
H
H
H
H
c
c
烯烃的组成
结构和性质
类推
活泼，可发生加
成、氧化反应
化学性质
结构
乙烯
∣△H2∣
∣△H1∣
c
b
a
Na2CO3
NaHCO3
CO2
NaOH
+
22.4
0.336×2
22.4
4.48
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1离子反应与离子浓度专题复习教学设计
温州八中 朱芳 陈 斓
一、设计立意及思路
离子反应是中学化学一个重要知识点，是高考的热点之一，涉及内容广（几乎包括所有元素化合物知识及部分理论内容等），综合性强（更体现了学科内综合性），在高考中的考查方式灵活多变，如离子方程式的正误判断、离子能否共存、离子的检验和推断等。离子浓度大小比较是中学化学教学的难点，是近几年高考出现率很高的题型，纵观全国和地方高考试题几乎出现率100%，而决定离子浓度大小的因素很多，不但牵涉到“离子反应” 有关理论知识，还应熟练掌握物质的量、溶解度、电离平衡、水解平衡、电荷守恒、物料守恒、质子转移守恒等基础知识，是一类难度大，灵活性综合性强的题型，在高考中有较好的区分度。所以，在高三复习课中，我们有必要将这两大块内容集中作一专题复习。
高考是注重考查学科能力与能力品质、旨在选拔人才的考试。高考总复习的目的除了使学生做到普通的知识规律化、零碎的知识系统化外，更应注重培养学生的能力品质和创新素质；也就是要巩固知识、培养能力、提高素质，以适应高考由知识立意向能力立意的转变。建构主义（Constructivism）理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。
本节课我扬弃了以往“讲—练—讲”的传统复习模式（即教师讲评、罗列、总结知识，学生听、练、记知识的复习模式），采用了“议—讲—练”的模式进行复习。在课堂上我先向学生展示近三年高考中有关该专题内容的分数比重信息，以引起学生的有意注意，激励学生学好热点内容知识。接着展示近5年有关离子反应和离子浓度的高考题，让学生了解、讨论分析该专题的考察内容，这也是本节课教学程序的第一步——“议”。该步骤可以使学生在主动参与中总结知识，并将零散的知识形成网络。同时，从能力层面上讲，知识的整理、归纳形成网络是提高分析综合能力的重要途径。取第二步是“讲”，分两个方面：①学生的“讲”——归纳该专题内容；②教师的“讲”——补充学生归纳遗漏之处，使考察的知识点形成网络化。第三步是“练”，包括例题和思维能力训练两部分。例题是帮助学生形成一定的解题思路，掌握解题技巧的必要步骤。思维能力训练是检查学生学习效果的最佳手段。使教师了解学生的不足之处，也便于学生了解自身知识的欠缺点。
二、高考考点回顾：
1、近三年全国高考试卷中有关离子反应和离子浓度试题分数比例
年 份 2002年 2003年 2004年
题 号 7、9、10 9、10 10、11、28
分 数 18 12 26
百分比 17% 10% 24%
[说明] 重点知识年年必考。从数据分析，有关离子反应和离子浓度的内容，在高考卷中2003年有所下降，2004年又有所回升，但分数百分比却居高不下。从近几年涉及此类问题的高考试题来看，主要有以下几种类型：
2、近5年“离子反应”试题归类解析：
⑴离子方程式正误判断
题1.（2003理综-10）下列反应的离子方程式正确的是（ C ）
A 铝片跟氢氧化钠溶液反应：Al＋2OH－＝AlO2－＋H2↑
B 硫酸镁溶液跟氢氧化钡溶液反应：SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓
C 碳酸钙跟醋酸反应：CaCO3＋2CH3COOH＝Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑
D 铜片跟稀硝酸反应：Cu＋NO3－＋4H＋＝Cu2＋＋NO↑＋2H2O
题2.（2004浙江理综卷11题）下列离子方程式中正确的是（ D ）。
A．澄清石灰水与稀盐酸反应：Ca（OH）2+2H+== Ca2+ +2H2O
B．钠与水的反应：Na+2H2O==Na++2OH-+H2↑
C．铜片插入硝酸银溶液中：Cu+Ag+ == Cu2++Ag
D．大理石溶于醋酸的反应：CaCO3 + 2CH3COOH== Ca2+ +2CH3COO- + CO2↑+ H2O
题3.（2004全国理综春季卷）下列离子方程式中，正确的是（ D ）
A．硫酸亚铁溶液与过氧化氢溶液混合： Fe2＋＋2H2O2＋4H＋＝Fe3＋＋4H2O
B．小苏打溶液与稀硫酸混合： CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O
C．大理石溶解于醋酸：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O
D．明矾溶液加热水解生成沉淀： Al3＋＋3H2OAl(OH)3↓＋3H＋
点评：离子方程式正误判断主要是考查学生使用化学用语的准确程度和熟练程度，能否正确、灵活运用书写及正误判断的有关原则和规律，是常考点之一。去年考题在形式和内容上与往年相同。
⑵离子共存：
题4.（2004全国理综新课程卷6题）在PH=1含Ba2+离子的溶液中，还能大量存在的离子是（ C ）。
A．AlO2- B．ClO- C．Cl- D．SO42-
题5.（2004江苏化学卷12题）已知某溶液中存在较多的H+、SO42-、NO3-，则该溶液中还可能大量存在的离子组是（ D ）。
A．Al3+、CH3COO-、Cl- B．Mg2+、Ba2+、Br-
C．Mg2+、Cl- 、I-、 D．Na+、NH4+、Cl-
题6. （2000·上海）某河道两旁有甲、乙两厂。它们排放的工业废水中，共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH、NO3-六种离子。甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含的三种离子是 、 、 ；乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量的 （选填：“活性炭”“硫酸亚铁”“铁粉”），可以回收其中的金属 （填写金属元素符号）。另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的 （填写离子符号）转化为沉淀。经过滤后废水主要含有 ，可用来浇灌农田。
答案：OH-、K+、Cl-； 铁粉； Ag(或银)； Ag+、Fe3+、Cl-、OH-； KNO3。
点评：离子共存是高考中重现率很高的题型，主要考查学生能否把握离子反应的本质和离子共存的条件及观察、分析能力。去年的考题在形式上与往年相比，略有改变，但考查内容相同。
题7.（浙江理综卷28题）
答案：⑴AgCl，AgNO3。因为混合时只生成一种沉淀的是KCl，生成的沉淀是AgCl，所以A是KCl，G是AgNO3。
⑵B．Na2SO4；C．MgCl2；D．Na2CO3；E.Ca（NO3）2；F.Ba（OH）2。
点评：离子的检验和推断是利用离子的特征性质（具有明显现象）和不同离子的性质差异（实验现象不同）加以鉴定、鉴别和判断。它不但要求学生要有扎实的基础知识，还应具备快速观察、分析、综合能力及对各种化学反应的现象特征掌握的熟练程度。此题型既有选择题，又有填空题，去年的题型和内容与往年相比变化也不大。
题8.（2004全国理综新课程卷29题）配平下列离子方程式：
□MnO4- + □H2O2 + □H+ == □Mn2+ + □O2↑ + □H2O
答案：2、5、6、2、5、8。
点评：离子之间的氧化还原反应更多渗透在其他题型中，直接考查的较少
题9.（2004江苏化学卷25题）某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变成灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入含0.001molKMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。请回答以下问题：
⑴该结晶水合物中含有的两种阳离子是 和 ，阴离子是 。
⑵试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
答案：⑴NH4+和Fe2+，SO42-
⑵（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O或（NH4）2 SO4·FeSO4·6H2O
点评：这类有关离子反应的综合性计算、判断题在往年高考中出现较少，但今后命题中出现的机会可能会有所增加，题型变化，但考查内容思路无特别之处，用离子方程式来计算会简单化。
⑶、近5年“离子浓度大小比较”试题归类解析：
①溶质单一型
题10. (2001年全国春招题)在0.1mol·L-1 Na2CO3溶液中，下列关系正确的是( )。
A．c(Na+)＝2c(CO32-
B．c(OH-)＝2c(H+)
C．c(HCO3-)＞c(H2CO3)
D．c(Na+)＜c(CO32-)＋c(HCO3-)
[解析]由于CO32-水解，故c(Na+)＞2c(CO32-)；又CO32-水解以第一步为主，故有c(HCO3-)＞c(H2CO3)，依物料守恒，有c(Na+)＝2[c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)]，故c(Na+)＞c(CO32-)＋c(HCO3-)；因由水电离出H+和OH-物质的量相等，可得c(OH-)= c(H+)+ c(HCO3-)+ 2c(H2CO3)，故c(OH-)≠2c(H+)。综合上述，正确答案为C。
题11. （2004年江苏卷）草酸是二元弱酸，草酸氢钾溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列关系正确的是（CD）
A．c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-)
B．c(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/L
C．c(C2O42-)＞c(H2C2O4)
D．c(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)
[解析]因为草酸氢钾呈酸性，所以HC2O4-电离程度大于水解程度，故c(C2O42-)＞c(H2C2O4)。又依据物料平衡，所以D．c(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)正确，又根据电荷守恒，c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+2c(C2O42-)，所以。综合上述，C、D正确。
②酸碱中和型
Ⅰ、恰好中和型
题12.(2003年上海高考题)在10ml 0.1mol·L-1NaOH溶液中加入同体积、同浓度Hac溶液，反应后溶液中各微粒的浓度关系错误的是( )。
A．c(Na+)＞c(Ac-)＞c(H+)＞c(OH-)
B．c(Na+)＞c(Ac-)＞c(OH-)＞c(H+)
C．c(Na+)＝c(Ac-)＋c(HAC)
D．c(Na+)＋c(H+)＝c(Ac-)＋c(OH-)
[解析]由于混合的NaOH与HAc物质的量都为1×10-3mol，两者恰好反应生成NaAc，等同于单一溶质，故与题型①方法相同。由于少量Ac-发生水解：Ac- + H2OHAc+ OH-
故有c(Na+)＞c(Ac-)＞c(OH-)＞c(H+)，根据物料守恒C正确，根据电荷守恒D正确，A错误。故该题选项为A。
Ⅱ、pH等于7型
题13.(2002年全国高考理综)常温下，将甲酸和氢氧化钠溶液混合，所得溶液pH＝7，则此溶液中( )。
A．c(HCOO-)＞c(Na+)
B．c(HCOO-)＜c(Na+)
C．c(HCOO-)＝c(Na+)
D．无法确定c(HCOO-)与c(Na+)的关系
[解析]本题绝不能理解为恰好反应，因完全反应生成甲酸钠为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，而现在Ph=7，故酸略为过量。根据溶液中电荷守恒：c(Na+)+ c(H+)= c(HCOO-)＋c(OH-)
因pH=7，故c(H+)= c(OH-)，所以有c(Na+)= c(HCOO-)，答案为C。
Ⅲ、反应过量型
题14. （2004年上海卷）将标准状况下的2.24LCO2通入150ml1mol/LnaOH溶液中，下列说法正确的是（A）
A．c(HCO3-)略大于c(CO32-)
B．c(HCO3-)等于c(CO32-)
C．c(Na+)等于c(CO32-)与c(HCO3-)之和
D．c(HCO3-)略小于c(CO32-)
[解析]因为，所以生成0.05mol Na2CO3和0.05 mol NaHCO3，而CO32-水解性大于HCO3-水解性，故A项正确。
③盐与碱(酸)反应型
题15. (2001年上海高考题)将0.1mol·L-1 醋酸钠溶液20mL与0.1mol·L-1盐酸10mL混合后，溶液显酸性，则溶液中有关粒子浓度关系正确的是( )。
A．c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)
B．c(CH3COO-)＞c(Cl-)＋c(CH3COOH)＞c(H+)
C．c(CH3COO-)＝c(Cl-)＞c(H+)＞c(CH3COOH)
D．c(Na+)＋c(H+)＝c(CH3COO-)＋c(Cl-)＋c(OH-)
[解析]两溶液混合反应后，溶液实质上是生成等浓度醋酸和醋酸钠、氯化钠的混合溶液。因溶液呈酸性说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度，所以c(CH3COO-)＞c(Cl-)＞c(CH3COOH)，但CH3COOH电离程度较小，c(CH3COOH)＞c(H+)，故选项A、C错误，B正确。依据电荷守恒原则，可知选项D也正确。综合上述答案选B、D。
④不同物质同种离子浓度比较型：
题16. (1996年上海高考题)物质的量浓度相同的下列溶液中，NH4+浓度最大的是（ ）。
A．NH4Cl B．NH4HSO4 C．NH3COONH4 D．NH4HCO3
[解析] NH4+在溶液中存在下列平衡：NH4+ + H2O NH3·H2O + H+
B中NH4HSO4电离出大量H+，使平衡向左移动，故B中c(NH4+)大于A中的c(NH4+)，C项的CH3COO-和D项的HCO3-水解均呈碱性，使平衡向右移动，故C、D中c(NH4+)小于A中c(NH4+)，正确答案为B。
三、教学程序：
采用“议—讲—练”的教学模式。主要程序包括以下内容：⑴高考考点回顾；⑵基础知识归类总结；⑶例题讲解、思维拓展；⑷思维能力训练。
㈠关于离子反应专题复习教学：
[高考考点回顾]
[复习导入]将前面高考考点回顾中的试题汇编成试卷发给学生。学生看题，先做1-6题。
[学生思考做题]
[教师提问]你能总结关于离子反应题目主要有哪些类型？
[学生讨论分析，师生共同总结]
[总结投影]有关离子反应试题分类：
①离子方程式正误判断
②离子共存：
③离子检验和推断：
④离子间的氧化还原反应
⑤有关离子反应的综合：
[教师提问]解决这些题目分别需要用到我们已学过的哪些知识点？
[学生回忆，师生共同梳理，编制知识网络]
[基础知识归类总结]
[投影][离子反应]：
概念：有离子参加或生成的反应叫离子反应。
本质：溶液中某些离子能相互作用，使这些离子的浓度减小。
[离子方程式]：
概念：用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子。
写：写出正确的化学方程式；
拆：把易溶强电解质的化学式改写成离子符号；
删：把没有参加反应的离子从方程式两边删去；
查：检查方程式两边原子及电荷数是否相等。
（1）可溶性强电解质写成离子，非电解质、难溶物等写成化学式；
（2）电解质固体或纯液体之间反应，不写离子方程式；
（3）氧化物作为反应物和生成物均写成化学式；
（4）微溶物的处理。作为澄清液反应时，可以拆成离子形式；作为悬浊液反应时，要保留化学式；作为生成物时，一般写化学式。如Ca(OH)2、CaSO4等。
意义：不仅表示一定物质间的特定反应，还能表示同一类反应。
[离子共存]：离子不能大量共存的规律：
⑴生成难溶物或微溶物；
⑵生成气体或挥发性物质；
⑶生成难电离的物质；
⑷发生氧化还原反应；
⑸发生络合反应；
⑹发生双水解反应的离子不能大量共存；
⑺弱酸酸式酸根离子不能与H+、OH-共存：如HCO3-、HS-
⑻若题目中提示酸性溶液（pH＜7）或碱性溶液（pH＞7）应在各待选答案中均加入H+或OH-后考虑。
⑼溶液无色透明时，则溶液中肯定没有有色离子。常见的有色离子是Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-等。
[例题讲解、思维拓展]
例1、下列离子方程式中，正确的是（ D ）
A．向硫酸铁的酸性溶液中通入硫化氢： 2Fe3++S2-==2Fe2++S↓
B．氯气通入冷水中Cl2+ H2O＝Cl-+ClO-+2H+
C．硫化钠溶于水中：S2-＋2H2O＝H2S↑＋2OH-
D．电解饱和食盐水：2Cl-+2H2O H2↑＋Cl2↑＋2OH-
[解析] A项H2S是弱酸，应用化学式表示。B项氯气与水反应生成的HClO是弱酸，应用化学式表示。C项S2-水解应分步进行。
例2.下列反应的离子方程式正确的是( B )。
A．氯化铝溶液中加入过量的氨水：Al3+＋4NH3·H2O＝AlO2-＋4NH4+＋2H2O
B．用氨水吸收过量的二氧化硫：NH3·H2O＋SO2＝NH4+＋HSO3-
C．碳酸氢镁溶液与过量的氢氧化钠溶液反应：
Mg2++2HCO3－+2OH-== MgCO3＋2H2O+ CO32-
D．向碘化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
[解析] A项不符合化学反应事实，产生的应是Al(OH)3而不是AlO2-，因Al(OH)3难溶于氨水；B中二氧化硫是过量的，故生成HSO3-；C项MgCO3的溶解度大于Mg（OH）2，故应生成Mg（OH）2沉淀。D项中还原性：I-＞Fe2+，故少量氯气先与I-反应。A．2I-+Cl2=I2+Cl2
例3.下列离子方程式正确的是（A ）
　　A．碳酸钠溶液中加入过量的苯酚：C6H5OH＋CO32-→C6H5O-＋HCO3-
B．向次氯酸钙溶液中通入过量二氧化硫
　　　 Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
　　C．向硫酸氢钠溶液中滴入氢氧化钡溶液至中性
　　　 H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
　　D．将氢氧化铁粉末加入氢碘酸：
Fe(OH)3+3H=Fe3++3H2O
[解析] A项中碳酸钠溶液可以溶解苯酚产生酚钠；B项的判断需要运用知识迁移能力，将SO2与CO2联系，同学们的漏洞在于易在迁移时注重相同点，忽略差异，思维定势严重， SO2与CO2的区别在于SO2具有较强的还原性，易被次氯酸盐氧化，因此该反应是氧化还原反应而非简单的复分解。正确的离子方程式为：Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO4↓+H++Cl-+HClO；C选项中同学们易忽略量的关系，审题时应注意“至中性”这一限定条件，以H+与OH－的中和反应做为主要矛盾加以考虑，而不要将两个离子反应简单相加。正确的离子方程式为：2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O D选项中同学们容易忽Fe3+能将I-氧化所以二者不能共存的事实，简单地将题意理解成氢碘酸作为强酸能将Fe(OH)3溶解。正确的离子方程式为：2Fe(OH)3+6H++2I－=2Fe2++I2+6H2O
例4、（2003·综合能力测试）在强酸溶液中，下列各组离子能够大量共存的是( )。
A．Mg2+ Ca2+ HCO3- Cl- B．Na+ AlO2- Cl- SO42-
C．K+ Fe2+ SO42- Br- D．Fe2+ Ca2+ Cl- NO3-
[解析] 在强酸性溶液中，A中的HCO3-，B中的AlO2-不能大量共存，D中的NO3-和H+共同作用，可以氧化Fe2+，也不能大量共存，故选C。
例5、 若溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol·L－1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）
A．Al3＋、Na＋、NO3－、Cl－ B．K＋、Na＋、Cl－、NO3－
C．K＋、Na＋、Cl－、AlO2－ D．K＋、NH4＋、SO42－、NO3－
[解析]由题意，可知水的电离被抑制了，显然该溶液为强酸性溶液或强碱性溶液。本题的限制条件为“一定可以大量共存”，则A选项离子组只能在酸性溶液中大量共存；C选项离子组只能在碱性溶液中大量共存；D选项离子组只能在酸性溶液中大量共存。只有B选项离子组既可以在酸性溶液又可以在碱性溶液中大量共存。
[答案]B
[教师提问]从上述例题中，同学们能否总结离子方程式书写的常见错误？
[投影]离子方程式书写的常见错误：
①违背客观事实；
②化学符号书写错误，分子式写成离子，该用离子表示的写成分子式；
③原子或电荷或得失电子不守恒；
④化学计量数错误，或不约分或部分约分；
⑤以偏概全，漏写某些离子反应；
⑥用错“=”、“”、“↑”、“↓”等符号。
⑦忽视题设条件要求，如反应物的量是少量、过量，反应生成物不同。
(a).反应物是否符合相对量关系。
如：Ca(OH)2溶液中通入过量CO2。
如：酸式盐与碱溶液的反应。
Ca(HCO3)2溶液中加入过量NaOH溶液；
Ca(OH)2溶液中加入少量（或过量）Ca(HCO3)2。
（b）.是否符合相互滴加顺序。
如： AgNO3溶液中滴入NH3·H2O，NH3·H2O中滴入AgNO3溶液；Na2CO3溶液中滴入盐酸，盐酸溶液中滴入Na2CO3溶液；AlCl3溶液中滴入NaOH溶液（或相反顺序）；NaAlO2溶液中滴入盐酸（或相反顺序）；含Al3+的溶液中滴入含CO32-的溶液（或相反顺序）等。滴加顺序不同，两种物质间量的关系不同，产物不同。分析方法同“①”。
[教师提问]从上述有关离子共存的例题中，同学们思考解该类题须注意哪些问题？
[小结投影]离子共存问题中的审题要点
1．离子共存问题需要充分挖掘题中隐含条件：
(1)溶液无色透明时，则溶液中肯定没有有色离子；
(2)溶液既可能呈酸性也可能呈碱性：比如溶液中由水电离生成的c(H+)=10-2mol·L-1、向溶液中加入金属Al有氢气放出（如溶液呈酸性，则不可能有NO3-存在）、能溶解氢氧化铝等；
(3)强碱性溶液中肯定不存在与OH-起反应的离子。
(4)强酸性溶液中肯定不存在与H+起反应的离子。如弱酸根离子不能在酸性溶液中大量存在；再如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+等也只能存在于碱性溶液中，不能与H+大量共存。因为NH3＋H+＝NH4+。酸式弱酸根阴离子既不能在酸性溶液中大量存在，也不能在强碱性溶液中大量存在。
2．注意限制条件的设置，看清是问“能”、“不能”，还是“一定能”、“一定不能”等对选项的限制条件。
㈡关于离子浓度大小比较专题复习教学：
[复习导入]将前面高考考点回顾中的试题汇编成试卷发给学生。学生看题，做10-16题。
[学生思考做题、教师讲评]
[教师提问] 从近几年的高考试题中，你能总结关于离子浓度题目主要有哪些类型？
[学生讨论分析，师生共同总结]
[总结投影]有关离子浓度大小比较试题分类：
①溶质单一型
②酸碱中和型：Ⅰ、恰好中和型 Ⅱ、pH等于7型 Ⅲ、反应过量型
③盐与碱(酸)反应型
④不同物质同种离子浓度比较型
[教师设疑]从以上不同类型的关于离子浓度的解题过程中，你能总结出比较离子浓度大小的一般方法吗？
[投影]离子浓度大小比较的一般思路：
1、从盐类的水解的特征分析：水解程度是微弱的（一般不超过2‰）。例如：NaHCO3溶液中，c(HCO3-)＞＞c(H2CO3)或c(OH-)
2、理清溶液中的平衡关系并分清主次：
3、灵活运用三种守恒关系：
电荷守恒、物料守恒及质子守恒。
[教师分析]三种守恒关系在解题中的运用。
①电荷守恒：如NaHCO3溶液中有：
c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3-)＋2 c(CO32-)＋c(OH-)。
②物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。
如0.1mol/L NaHCO3溶液中
c(Na+)＝0.1mol/L
c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)= 0.1mol/L
或根据n(Na+)：n(C)＝1：1，推出：
c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3) = 0.1mol/L。
③质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。
例如在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH-、CO32-为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH-)+c(CO32-)。质子守恒也可由电荷守恒与物料守恒处理而得。
对每一种思维基点的关键、如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等均要通过平时的练习认真总结，形成技能。
[总结投影]
考纲要求： 考向指南
理解离子反应的概念能正确书写离子方程式掌握离子方程式正误判断方法掌握溶液中离子不能大量共存的规律；掌握电解质溶液中离子浓度大小比较方法 以选择题题型呈现离子方程式正误判断以选择题判断离子组能否大量共存以无机推断题出现书写离子方程式与“量”有关的书写及判断离子方程式以选择题题型呈现离子浓度大小比较
四、思维能力训练
1、能正确表示下列反应的离子方程式是 [ ⑴⑹⑺⑻⑾ ]
⑴碳酸氢钙溶液中加盐酸 HCO3-+H+===CO2↑+H2O
⑵把金属铁放入稀盐酸中 2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
⑶向氯化亚铁溶液中通入氯气 Fe2++Cl2===Fe3++2Cl-
⑷次氯酸钙溶液中通入过量CO2 Ca2++2ClO-+H2O+CO2==CaCO3↓+2HClO
⑸饱和石灰水跟稀硝酸反应 Ca（OH）2+2H+==Ca2++2H2O
⑹磷酸二氢钙溶液与氢氧化钠溶液反应 H2PO4-+2OH-==PO43-+2H2O
⑺小苏打溶液跟烧碱溶液反应 HCO3-+ OH-==CO32-+H2O
⑻碘化钾与适量溴水反应 2I-+Br2==I2+2Br-
⑼铜片与稀硝酸反应 Cu+NO3-+4H+==Cu2++NO↑+ H2O
⑽将金属钠加入水中 Na+2H2O==Na++2OH-+H2↑
⑾三氯化铁溶液跟过量氨水反应 Fe3++3NH3·H2O==Fe（OH）3↓+3NH4+
⑿NH4HCO3溶液与过量的浓NaOH溶液反应：NH4++ OH-== NH3↑+ H2O
2、下列离子方程或化学方程式正确的是（C）
A.SO2气体缓慢地通入Na2O2粉末中2Na2O2+2SO2=Na2SO3+O2
B.向含有0.1molNaOH的溶液中通入3.36L（标况）CO2气体：2OH-+CO2== CO32-+H2O
C.Fe(NO3)2中加入盐酸：3Fe2++4H++NO=3Fe3++NO↑+2H2O
D.向100ml0.1mol/LFeBr2溶液中通入0.025molCl2：
2Fe2++4Br-+3Cl2==2Fe3++2Br2+6 Cl-
3、下列离子组在溶液中可以大量共存的是（B）
A. pH=0的溶液中Na+、CH3COO-、Cl-、Cu2+
B. pH=14的溶液中K+、AlO2-、CO32-、NO3-
C. 使pH试纸变红的溶液中：Fe2+ 、I-、NO3-、ClO-
D.中性溶液中：Mg2+ 、Fe3+、SO42-、Cl-
4、下列离子组：①Al3+与OH-、②AlO2-与H+、③CO32-与H+、④Fe3+与S2-，不用其他任何试剂，只要相互滴加就能鉴别的是（ D ）
A．①② B．①③ C．①②③ D．①②③④
5、某酸的酸式盐NaHY在水溶液中，HY-的电离程度小于HY-的水解程度。下列有关叙述中正确的是（BC）
A. HY-的水解方程式为：HY-+ H2OH3O+ + Y2-
B. H2Y的电离方程式为：H2Y+ H2O HY-+ H3O+
C.在该酸式盐溶液中，离子浓度的大小关系为：c(Na+)＞c(HY-)＞c(OH-)＞c(H+)
D. 在该酸式盐溶液中，离子浓度的大小关系为：c(Na+)＞c(Y2-)＞c(HY-)＞c(OH-)＞c(H+)
6、经测定某溶液中只含NH4+、Cl-、H+、OH- 四种离子，下列说法错误的是（AC）
A．溶液中四种粒子之间不可能满足：c(Cl-)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH-)
B．若溶液中粒子间满足：c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(OH-)＞c(H+)，则溶液中溶质一定为：NH3·H2O和NH4Cl。
C．若溶液中粒子间满足：c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)，则溶液中溶质一定只有NH4Cl。
D．若溶液中c(NH4+)= c(Cl-)，则该溶液一定显中性。
7、有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：Na+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO3 、SO42-、C1-、I-、HCO3-，取该溶液进行以下实验：①取少量待测液加几滴甲基橙溶液，溶液显红色。②取少量溶液，浓缩后加Cu和浓硫酸，加热，有无色气体产生，此无色气体遇空气变成红棕色。③取少量溶液，加氯化钡溶液，有白色沉淀产生。④取实验③中上层清液AgNO3溶液，有白色沉淀产生，此沉淀不溶于硝酸。⑤另取少量原溶液滴加NaOH溶液，有白色沉淀产生，当NaOH过量时，部分沉淀溶解。
⑴根据以上实验，溶液中肯定存在的离子：__________________；肯定不存在的离子：________；尚不能确定的离子是：______________________。
⑵写出②③中有关离子方程式：② ；③ 。
解析：既然是溶液，则Ba2+与SO42-不能同时存在。据实验①可判断HCO3-肯定不存在(H+ +HCO3- == CO2↑+ H2O)，NO3-与Fe2+、I-不能同时存在(6I- + 2NO3- +8H+ ==3I2+2NO↑+4H2O，3Fe2+ + NO3- +4H+ ==3Fe3+ +NO↑+ 2H2O)；根据实验②可判断NO3-一定存在，则Fe2+、I-不存在；根据实验③，SO42-肯定存在；根据实验④，不能肯定原溶液中有无Cl-存在，因为实验⑤加入了BaCl2，只能是可能存在；
8、某二元弱酸（简写为H2A）溶液，按下式发生一级和二级电离：H2AHA-+H+，HA-A2- +H+。设有下列四种溶液：①0.01mol/L的H2A溶液；②0.01mol/L的NaHA溶液；③0.02mol/L的HCl与0.04mol/L的NaHA等体积混合液；④0.02mol/L的NaOH与0.02mol/L的NaHA等体积混合液。据此，填写下列空白（填序号）
⑴c(H+)最大的是 ① ，最小的是 ④ 。
⑵c(H2A)最大的是 ③ ，最小的是 ④ 。
⑶c(A2-)最大的是 ④ ，最小的是 ① 。
9、观察实验，根据实验现象回答问题。
主持人用手枪式喷雾器向一张“白”纸上喷出一种未知溶液使白纸上出现“化学”两个黑字。这时主持人再向白纸喷出H2O2水雾，结果黑色字迹消失，同时出现“你好”两个蓝色字体。请回答：（已知“化学”两个字是事先用Pb（NO3）2溶液写好的）
⑴第一次喷出的溶液一定含有什么离子？ 。
⑵喷出的H2O2使“化学”两个字隐去，同时又出现“你好”两个字，其原因是 。
⑶“化学”两个黑字出现的有关反应的化学离子方程式是 。
⑷有关氧化还原反应的化学方程式是 。
解析：第一次出现“化学”两个黑字，又含有Pb2+，可以想到PbS为黑色。H2O2把PbS氧化，使黑色消失，同时出现蓝色“你好”应想到I-→I2，碘遇淀粉变蓝。
答案：⑴S2-第一次喷出的溶液一定含有什么离子？ 。
⑵H2O2把黑色的PbS氧化成白色的PbSO4与纸颜色一致。同时白纸上先用淀粉碘化钾溶液书写“你好”两字，因I-被氧化成I2，而碘遇淀粉溶液变蓝，而出现蓝色“你好”。
⑶Pb2++S2-===PbS↓
⑷PbS+4 H2O2=== PbSO4↓+4 H2O
KI+ H2O2 ===2KOH+ I2
10、将明矾晶体[KAl（SO4）2·12H2O]溶于水后，在溶液中滴入甲基橙试液，溶液显红色，有关的离子方程式为 。
在明矾晶体溶于水后的溶液中加入Ba（OH）2溶液：
①当溶液中的SO42-刚好完全沉淀时，铝元素以 （填化学式，下同）存在，反应的离子方程式为 。
②当溶液中的Al3+刚好完全沉淀时，溶液中含有的离子是 。
③现有100ml2mol/L 的KAl（SO4）2溶液，向其中滴加1 mol/L的Ba（OH）2溶液，欲使产生的沉淀的质量最大，应加入Ba（OH）2溶液的体积是 。
答案：Al3++3H2O Al（OH）3 +3H+
①AlO2- Al3++2SO42-+2Ba2++ 4OH- ==AlO2- +2BaSO4↓+2H2O
②K+ SO42-
③400ml
电解质溶液中粒子电离出的氢离子总数等于粒子接受的氢离子总数加游离的氢离子数。
质子守恒
电解质溶液中某一组分的原始浓度（起始浓度）应等于该组分在溶液中各种存在形式的浓度之和。
物料守恒
电解质溶液中，不论存在多少种离子，溶液总是呈电中性，即阳离子所带正电荷总数一定等于阴离子所带负电荷总数。
电荷守恒
粒子浓度的守恒关系
（只作一般了解）
书写
原则
离子方程式
书写
方法
发生复分解反应
掌握常见能发生双水解反应的离子
熟记常见两种络合物
常见氧化性离子、还原性离子
了解常见弱酸、弱碱
熟悉常见气体
熟记常见盐的溶解性表
能发生双水解
能结合成络合物
发生氧化还原反应
结合成难电离的物质（水，弱酸和弱碱）
生成挥发性物质
结合成难溶物或微溶物
发生条件
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11有机物的推断与合成专题复习
苍南中学 李月秋
设计立意和思路：通过对有机物基础知识的梳理，进一步理解有机物结构的特征和变化规律；通过对有机物分子结构或性质的推断和有机物合成方法的教学，使学生形成良好的思维品质，掌握相关问题的分析方法，进一步培养发散思维能力。
考查方式展望：有机推断和合成可以全面考查学生对有机物的结构、性质、合成方法、反应条件的选择等知识掌握的程度和应用水平，又能考查学生的自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力，同时可与所给信息紧密结合，要求迁移应用，因此成为高考的热点。预测今后将继续成为有机部分化学试题的主要考点，并且很可能逐步向综合性、信息化、能力型方向发展。
有机物结构与性质梳理
1． 有机物分子结构剖析(烃的衍生物和烃的关系)
①烃——碳氢化合物，分子式为CxHy，若烃的相对分子质量M，则通过M/12，初步确定碳原子数，在 y ≤2x+2的前提下，然后依次增加12个氢，减少一个碳原子，同时结合常见的烃和题意进行分析。
②醇、酚与烃的比较：多一个羟基，实质上就是在碳氢键之间插入氧原子-O-
③醚与烃相比较：醚可看作在烃的碳碳之间插入氧原子-O-
④醛与烃相比较：在碳氢之间插入羰基——碳氧双键
⑤羧酸、酯与烃相比较：分别是在碳氢和碳碳之间插入一个-COO-
⑥卤代烃其实是卤素原子取代了烃分子中的氢原子
2． 符合一定碳氢比的有机物：
①C：H=1：1的有机物有：乙炔、苯、苯酚、苯乙烯、立方烷
②C：H=1：2的有机物有烯烃、环烷烃、饱和一元醛、饱和一元酸、普通酯、葡萄糖等
③C：H=1：4的有机物有CH4、CH3OH、CO(NH2)2
3．不饱和度的推算：一个双键或一个环，不饱和度均为1；一个叁键不饱和度为2；一个苯环，可看作是一个环加三个叁键，不饱和度为4；不饱和度为1，与相同碳原子数的有机物相比，少两个H，不饱和度为2，少四个H，依此类推。
4．官能团的结构及反应特点：
1 醇羟基：跟钠发生置换反应、可能脱水成烯、可能氧化成醛或酮、酯化反应
2 酚羟基：弱酸性、易被氧气氧化成粉红色物质、显色反应、与浓溴水发生取代反应
3 醛基：可被还原或加成（与H2反应生成醇）、可被氧化（银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液、能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色）
4 羧基：具有酸的通性、能发生酯化反应
5 碳碳双键和碳碳叁键：能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色、能发生加成和加聚反应
6 酯基：能发生水解反应
5．有机反应现象归类
①能发生银镜反应或裴林反应的：醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖
②与钠反应产生H2的：醇、酚、羧酸
③与NaOH等强碱反应的：酚、羧酸、酯、卤代烃
④与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物：羧酸
⑤能氧化成醛或羧酸的醇必有—CH2OH结构，能氧化成酮的醇必有—CHOH结构
⑥能使溴水因反应而褪色的：烯烃、炔烃、苯酚、醛及含醛基的物质
⑦能使酸性KMnO4溶液褪色的：烯烃、炔烃、苯的同系物、苯酚、醛及含醛基的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等
⑧能发生显色反应的：苯酚与FeCl3、蛋白质与浓硝酸
有机合成的常规方法
1．引入官能团：
①引入-X的方法：烯、炔的加成，烷、苯及其同系物、醇的取代
②引入-OH的方法：烯加水，醛、酮加氢，醛的氧化、酯的水解、卤代烃的水解、糖分解为乙醇和CO2
③引入C=C的方法：醇、卤代烃的消去，炔的不完全加成，*醇氧化引入C=O
2．消除官能团
2．消除官能团：
①消除双键方法：加成反应
②消除羟基方法：消去、氧化、酯化
③消除醛基方法：还原和氧化
3．增长碳链：酯化，炔、烯加HCN，聚合等
4.缩短碳链：酯水解、裂化或裂解、烯催化氧化、脱羧
有机物推断的一般思路
典型例题分析及常见方法
1． 利用不饱和度确定有机物的结构和分子式
例1：维生素K是有机物A的衍生物，A的结构简式如右图:
A的分子式是___________。
A的不含甲基的同分异构体B属于萘的衍生物,该有机物的结构简式是(两种官能团和一种官能团各写一个)
分析1:苯环不饱和度为4，右边一个环和三个双键，不饱和度也为4，所以A的不饱和度为8，根据其碳原子数为11，氢原子数为2×11+2-2×8=8，氧原子数为2。所以A的分子式为C11H8O2耕。
C11H8O2 -萘基（—C10H7） —CO2H，—CO2H可能是一个—COOH，或HCOO—或—CHO和—OH
典型例题分析及常见方法
1． 利用不饱和度确定有机物的结构式和分子式
例1：维生素K是有机物A的衍生物，A的结构简式如右图
A的分子式是 。
A的不含甲基的同分异构体B属于萘的衍生物，该有机物的结构简式是（两种官能团和一种官能团各写一个） ______________________。
分析1:左边苯环不饱和度为4,右边一个环和三个双键,不饱和度也是4,所以A的不饱和度为8,数出碳原子数为11,则氢原子数为11×2+2-2×8=8,数出原子数为2,所以A的分子式为C11H8O2
典型例题分析及常见方法
2． 利用不饱和度确定有机物的结构和分子式
例1：维生素K是有机物A的衍生物，A的结构简式如右图:
A的分子式是___________。
A的不含甲基的同分异构体B属于萘的衍生物,该有机物的结构简式是(两种官能团和一种官能团各写一个)
分析1:苯环不饱和度为4，右边一个环和三个双键，不饱和度也为4，所以A的不饱和度为8，根据其碳原子数为11，氢原子数为2×11+2-2×8=8，氧原子数为2。所以A的分子式为C11H8O2耕。
分析2：利用分子式和基团组成相减：C11H8O2-萘基(-C10H7)→CO2H,-CO2H可能是一个-COOH或HCOO—或一个-CHO和一个-OH
C11H8O2 -萘基（—C10H7） —CO2H，—CO2H可能是一个—COOH，或HCOO—或—CHO和—OH
2．有机推断有顺推和逆推两种，关键是利用信息和有关知识进行“有关基团的确定”和“基团组装”
例2．已知两个羟基同时连在同一碳原子上的结构是不稳定的，它要发生脱水反应：
现有分子式为C9H8O2X2（X为一未知元素）的物质M，可在一定条件下发生上述一系列反应
试回答下列问题：
⑴ X为 （填元素 符号）。
⑵A中所含的官能团为 ，上述转化中其中属于氧化反应的共___ _步（填数字）；M与NaOH溶液共热反应的所属类型是 反应。
⑶M的结构简式为 。
⑷写出下列反应的化学方程式：
①B→D ；
②E和银氨溶液反应的化学方程式： 。
分析：一要关注信息，一个碳原子上有两个羟基不稳定，易转化为羰基——醛或酮中的羰基，想到在反应过程中很可能出现这种情况。
二要关注转化条件，判断反应类型，就可推断出A中有醛基和羧基，B为醇，由于醇B经两步氧化得到的羧酸E也能发生银镜反应，所以E是甲酸，则B是甲醇CH3OH，进而推断出M中存在一个酯基，两个溴原子（在NaOH溶液作用下发生水解反应转化为两个羟基，再转化为醛基存在于A中），再加上F与盐酸反应的产物结构，组装出A、M的结构简式：分析：一要关注信息：分析：一要关注信息：一个碳原子上有两个羟基则不稳定，易转化为羰基——醛或酮中的羰基，想到在反应过程中很可能出现这种情况。
二要关注转化条件，可轻松判断上述各反应类型，推断A中有醛基和羧基，B为醇，由于醇B经两步氧化得到的羧酸也能发生银镜反应，E是甲酸，则B是甲醇CH3OH；进而推断出M中存在一个酯基，两个溴原子（在NaOH溶液作用下发生水解反应转化为两个羟基，进而转化为醛基存在于A中），再加上F与盐酸的产物结构，组装出A、M的结构简式分别为：
分析：一要关注信息：一个碳原子上有两个羟基则不稳定，易转化为羰基——醛或酮中的羰基，想到在反应过程中很可能出现这种情况。
二要关注转化条件，可轻松判断上述各反应类型，推断A中有醛基和羧基，B为醇，由于醇B经两步氧化得到的羧酸也能发生银镜反应，E是甲酸，则B是甲醇CH3OH；进而推断出M中存在一个酯基，两个溴原子（在NaOH溶液作用下发生水解反应转化为两个羟基，进而转化为醛基存在于A中），再加上F与盐酸的产物结构，组装出A、M的结构简式分别为：
NaOOC- —CHO CH3OOC CH3OOC— —CHBr2
（A） （ M）
3． “对比”（分子式、结构简式）和“分析”（官能团性质、反应条件、成键和断键规律），进行“顺藤摸瓜”式推导是有机推断与合成的常用手段
例3：已知酮（R/-COR）在催化剂作用下能被氢气还原成相应的醇[R/-CH(OH)R]，且不会被银氨溶液氧化。
根据下列各步变化，将有机产物A、B、C的结构简式填入相应的方框内：
（1）B在浓硫酸中发生消去反应的化学方程式______________。
（2）C在烧碱溶液中发生反应的化学方程式：___ ___。
分析：的官能团——羰基和醛基，在银氨溶液作用下，只有醛基（—CHO）被氧化为羧酸铵（—COONH4），经酸化得—COOH，在H2催化剂的作用下发生羰基上的加成反应变成—CH（OH），得出B的结构简式为：，又比较B与C（C10H10O2）））的分子式，其碳原子数相同，说明是B分子内羧基和羟基发生酯化反应生成的内酯。同样，分析两个反应条件，可写出B作为醇的消去反应和C作为酯的水解反应。
4．利用有机反应中：反应物和中间产物（生成物）在相对分子质量上的区别也经常是解题的“题眼”
例4 ：已知CH3CH2OH CH3COOCH2 CH3
（式量46） （式量88）
RCH OH RCH=O+H2O
OH
现在只含C、H、O的化合物A─F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。
（1）在A─F化合物中，含有酯的结构的化合物是
（2）写出化合物A和F结构简式
解析：阅读信息，我们可知，在乙酸、乙酸酐存在的条件下，酯化羟基，而在乙醇、硫酸存在的条件下酯化羧基，故含有酯的结构的化合物是BCEF。下面关键是通过分子量，建立C和D之间的联系。若设A 中含n个-OH ，m个-CHO，有M(A) B C,同理有M(A) D,所以M(A)+42n+16m=190 ;M(A)+16m=106解之得n=2，即A 中含2个-OH，则D中亦含有2个-OH基和至少一个-COOH，所以D中剩余片段的式量为106—17×2—45=27, 组成—C2H3，故D中不含—CHO, A中也没有—COOH, A中有2个-OH基，一个-CHO，2个-OH基不能连在同一个C上,所以可推出
A的结构简式: CH2OHCHOHCHO,
O
F的结构简式:C-O-CH2CH3
CHOOCCH3
CH2OOCCH3
思维训练：
1． 某烃的相对分子质量为82，试判断它可能是
A．烷烃 B．烯烃或环烷烃 C．炔烃 D．环烯烃
2．有机物A的分子式为C3H6O2，水解后得到一元酸M和一元醇N，已知M、N的相对分子质量相等，则下列叙述中不正确的是（ ）
A．M中没有甲基 B．M、N均不能发生银镜反应
C．N不能通过连续氧化得到M
D．N分子中含有甲基
3．有机物的化学式为C5H10O，它能够发生银镜反应和加成反应。若将其与H2加成，则所得产物的结构简式可能是
A．（CH3）2CHCH（CH3）OH B．（CH3CH2）2CHOH
C．CH3（CH2）3CH2OH D．（CH3）3COH
4．某羧酸的衍生物A，化学式为C5H10O2，有如图所示的转化关系，又知D不与Na2CO3反应，C与E都不能发生银镜反应。A的结构可能有（ ）
A．4种 B．3种 C．2种 D．1种
—OH
5．化合物A的结构简式为 —COOH，若将A变成分子式为C7H5O3Na的化合物，则需与A反应的溶液是
A．NaOH B．NaHSO3 C．NaHCO3 D．Na2CO3
6．某芳香族化合物的分子式为C8H8O2，它的分子（除苯环外不含其它环）中不可能有（ ）
A．两个羟基 B．一个醛基 C．两个醛基 D．一个羧基
7．（04，天津理综27题）烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。例如：
I．已知丙醛的燃烧热为，丙酮的燃烧热为，试写出丙醛燃烧的热化学方程式
II. 上述反应可用来推断烯烃的结构。一种链状单烯烃A通过臭氧化并经锌和水处理得到B和C。化合物B含碳69.8%，含氢11.6%，B无银镜反应，催化加氢生成D。D在浓硫酸存在下加热，可得到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E。反应图示如下：
回答下列问题：
（1）B的相对分子质量是 ；CF的反应类型为
D中含有官能团的名称 。
（2）的化学方程式是：
。
（3）A的结构简式为 。
（4）化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理只得到一种产物，符合该条件的异构体的结构简式有 种。
８．2002年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰·芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁共振（PMR）是研究有机物结构的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性H原子个成正比。例如乙醛的结构简式为CH3—CHO，在PMR中有两个信号，其强度之比为3:1。
（1）结构式为的有机物，在PMR谱上观察峰给出的强度之比为 ；
（2）某含氧有机物，它的相对分子质量为46.0，碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，PMR中只有一个信号，请写出其结构简式 。
（3）实践中可根据PMR谱上观察到氢原子给出的峰值情况，确定有机物的结构。如分子式为C3H6O2的链状有机物，有PMR谱上峰给出的稳定强度仅有四种，其对应的全部结构，它们分别为：①3∶3 ②3∶2∶1 ③3∶1∶1∶1 ④2∶2∶1∶1，请分别推断出结构简式：
① ②
③ ④
9．（04，福建理综，26题）某有机化合物A的结构简式如下：
（1）A分子式是 。
（2）A在NaOH水溶液中加热反应得到B和C，C是芳香化合物。B和C的结构简式是B： ，C： 。该反应属于 反应。
（3）室温下，C用稀盐酸酸化得到E，E的结构简式是 。
（4）在下列物质中，不能与E发生化学反应的是(填写序号) 。
①浓H2SO4和浓HNO3的混合液 ②CH3CH2OH (酸催化)
③CH3CH2 CH2CH3 ④Na ⑤CH3COOH (酸催化)
（5）写出同时符合下列两项要求的E的所有同分异构体的结构简式。
①化合物是1，3，5-三取代苯
②苯环上的三个取代基分别为甲基、羟基和含有－C－O－结构的基团
10．已知羧酸在磷的催化作用下，可以和卤素反应生成 —卤代物：如 ，
Ⅰ由二分子G合成，有机物A在一定条件下，最终转化成I的过程如图30-5：
回答下列问题：
（1）写出有机物的结构简式：
A________________________________________________________________
E________________________________________________________________
H_______________ ___________________________________________
（2）上述各步反应中，属于取代反应的有（填编号）________
（3）写出有关反应方程式：
B→C：_____________________________________________________________
C→D：_____________________________________________________________
H→I：_________________________________________________________
参考答案：1、CD 2、B 3、C 4、D 5、C 6、C
7、I. ；
II. （1）86 氧化反应 羟基
（2）
（3） （4）3
8．（1）2：2：2：2：2或者1：1：1：1：1（2）CH3OCH3
（3）①CH3COOCH3 ②CH3CH2COOH ③CH3CH（OH）CHO ④HOCH2CH2CHO
9．⑴C16H21O4N
⑵
酯的水解 (皂化)
⑶ ⑷③
⑸(有4个符合要求的E的同分异构体)
10．（1），， （2）②⑤⑥⑦
（3）
乙酸
乙酸酐
自动失水
A可以发生银镜反应可跟金属钠反应，放出氢气
B可以发生
银镜反应
C相对分子质量为190，不发生银镜反应，可被碱中和
F不发生银镜反应无酸性
E不发生银镜反应无酸性
D相对分子质量为106，不发生银镜反应，被碱中和
乙酸酐
乙酸
选择氧化
乙醇
H2SO4
乙酸
乙酸酐
乙醇
硫酸
选择
氧化
+16m
+16m
+42n
HCl溶液
D
NaOH溶液
Cu
△
C
E
D
NaOH溶液
Cu
△
C
E
B
A
HO－C│││H―――C╲H―NH――C╲H2CH－O－C－CH－
CH2―――C╱H―――C╱H2 │C　　　　　　　　　　　　　　　　　 H2OH
││
O
││
O
HO－C│││H―――C╲H―NH――C╲H2CH－OH
CH2―――C╱H―――C╱H2
CH－C－ONa
│C　　　　　　　　　　　　　　　　　 H2OH
││
O
(B)
(C)
CH－C－OH
│C　　　　　　　　　　　　　　　　　 H2OH
││
O
││
O
HO
OCCH3
H3C
││
O
HO
COCH3
H3C
CH2OCH
││
O
HO
H3C
CH2COH
││
O
HO
H3C
审题
挖掘明
暗条件
找突
破口
结构
性质
特性
现象
综合
分析
推导
结论有机物的推断与合成
龙港高中 李志林
一、有机推断合成的高考回顾
有机物的推断与合成是高考的重点。有机推断主要是根据某有机物的组成和结构推断同分异构体的结构；根据相互衍变关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型；根据实验现象（或典型用途）推断有机物的组成或结构；根据反应规律推断化学反应方程式。
有机合成主要是利用一些基本原料（如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯、苯、甲苯等）并限定合成路线或设计合成路线来合成有机物，并与有机物结构简式、同分异构体、有机反应类型、有机反应方程式书写等基础知识的考查相结合。
有机物的推断与合成主要以填空题为主。常将对有机物的组成、结构、性质的考查融为一体，大多以新材料、新药物、新研究以及社会热点为题材来综合考查学生的有机知识技能和能力。
有机物的推断与合成，既可考查学生有机化学的基础知识，还可考查学生利用有机化学知识进行分析、推理、判断和综合的逻辑思维能力及自学能力，是一类综合性较强的试题，所以难度较大，并能较好反映学生的科学素养。
二、有机推断合成的解题思路
有机物推断合成题常以框图题形成出现，解题的关键是确定突破口；
1、从有机物的物理特征突破。有机物中各类代表物的颜色、状态、气味、溶解性、密度、熔点、沸点等往往各有特点，平时留心归纳，解题时可能由此找到题眼。
2、有机反应往往各有特定的条件，因此反应的特定条件可以是突破口。例如“浓H2SO4，170℃”的条件可能是乙醇消去制乙烯；“烃与溴水反应”，则该烃应为不饱和烃，且反应一定是加成反应，而不会是取代反应。
3、从特定的转化关系突破。例如某有机物能氧化再氧化，该有机物就可能是烯烃或醇。因为烯烃 醛 羧酸；醇 醛 羧酸。这两条重要的氧化系列。若某物既被氧化又被还原B A C，则该物质A可能是醛，醛是能被氧化（转化成羧酸）又能被还原（转化为醇）的物质。可见，熟悉有机物的转化关系非常必要。
4、从结构关系突破。这其实也是转化关系的原理。例如是某醇催化氧化能得到相应的醛，则该醇必为伯醇；若醇催化氧化得不到相应的醛、酮，则必为叔醇。消去反应、生成环酯的反应等都与特定的结构有关。
5、从特征现象突破。如加FeCl3溶液发生显色反应，有机物可能是酚类。能与银氨溶液反应生成银镜，则有机物为含醛基的物质。特征现象可以从产生气体沉淀颜色、溶液颜色变化等方面考虑。
6、从特定的量变突破。如相对分子质量增加16，可能是加进了氧原子（例CH2=CH2→CH3CHO）。平日复习有“量”的概念，考试时就可能心明眼亮。
7、思路要开阔，打破定势。应该考虑到某有机物可能不止一种官能团，或者只有一种但不止一个官能团。要从链状结构想到环状结构甚至是笼状结构，这样疑难问题就迎刃而解了。
解答有机物推断合成题常用的思维方法有：①顺推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用正向思维，得出正确结论。②逆推法：以有机物结构、性质和实验现象为主线，采用逆向思维，得出正确结论。③分离法：先根据已知条件，分离出已知条件，把明显的未知条件分离出来，然后根据已知将分离出来的未知当已知逐个求解那些潜隐的未知。④分层推理法：依据题意，分层推理，综合结果，得出正确推论。
三、有机推断合成的知识梳理
1、有机化学重要反应类型
（1）取代反应：有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。
取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。
（2）加成反应：有机物分子中未饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。
（3）消去反应：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H2O、NH3、HX等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。
（4）氧化反应：有机物得氧失氢的反应。
氧化反应包括：①烃和烃的衍生物的燃烧反应；②烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾反应；③醇氧化为醛和酮；④醛氧化为羧酸等反应。
（5）还原反应：有机物加氢去氧的反应。
（6）加聚反应：通过加成反应聚合成高分子化合物的反应（加成聚合）。主要为含双键的单体聚合。
（7）缩合反应：单体间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子（H2O、NH3、HX等）的反应。
缩聚反应主要包括酚醛缩聚，醇酸缩聚，羟酸缩聚，氨基酸缩聚等。
（8）酯化反应（属于取代反应）：酸（有机羧酸、无机含氧酸）与醇作用生成酯和水的反应。
（9）水解反应：有机物在一定条件下跟水作用生成两种或多种物质的反应。
水解反应包括卤代烃水解、酯水解、糖水解、蛋白质水解等。
（10）裂化反应：在一定温度下，把相对分子质量大、沸点高的长链烃断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。
（11）酯的生成和水解及肽键的生成和水解
（虚线为断键处或成键处）
2、典型知识规律
①不饱和键数目的确定
一分子有机物加成一分子H2（或Br2）含有一个双键；加成两分子H2（或Br2）含有一个三键或两个双键；加成三分子H2含有三个双键或一个苯环或一个双键和一个三键。
②符合一定碳、氢比（物质的量比）的有机物
n(C) ：n(H)=1 ：1的有乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等。
n(C) ：n(H)=1 ：2的有甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃等。
n(C) ：n(H)=1 ：4的有甲烷、甲醇、尿素等。
3、官能团的引入规律
①引入羟基（－OH）:烯烃与水加成、醛（酮）与氢气加成、卤代烃碱性水解、酯的水解等。
②引入卤原子（－X）：烃与X2取代、不饱和烃与HX或X2加成，醇与HX取代等。
③引入双键：某些醇或卤代烃的消去引入C==C，醇的氧化引入C==O等。
4、官能团消除规律
（1）通过加成消除不饱和键。
（2）通过消去、氧化、酯化等消除羟基（-OH）。
（3）通过加成或氧化等消除醛基（-CHO）。
5、官能团间的衍变规律
根据合成需要（有时题目信息中会明示某些衍变途径）可进行有机物的官能团衍变，以使中间物向产物递进。常见的有三种方式：一种是利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇 醛 羧酸；第二是通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如
第三是通过某手段，改变官能团的位置等。如
6、碳骨架的增减规律
（1）增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的聚合等。
（2）变短：如烃的裂化裂解，某些烃（如苯的同系物、烯烃）的氧化等。
7、有机物成环规律
①二元醇脱水
②羟酸的酯化
③氨基酸脱水
④二元羧酸脱水
四、精典例题导引
首先，要认真全面审题，牢记有机物结构决定性质，有机物性质反映结构。
例1：分子式为C8H10O的化合物A具有如下性质：
①A＋Na→慢慢产生气泡；
②A＋RCOOH 有香味的产物；
③ 苯甲酸；
④其催化脱氢产物不能发生银镜反应；
⑤脱水反应的产物，经聚合反应可制得一种塑料制品（“目前主要的白色污染”源之一）。
试回答：（1）根据上述信息，对该化合物的结构可作出的判断是_____（填选项）。
A.苯环上直接连有羟基
B.肯定有醇羟基
C.苯环侧链末端有甲基
D.肯定是芳香烃
（2）化合物A结构简式：_______________。
（3）A和金属钠反应的化学方程式_______________。
思路分析：性质①说明化合物A有羟基。性质②说明A有醇羟基。性质③说明A有苯环的结构并且苯环上只有一个侧链。性质④说明A脱氢（即发生氧化反应）生成的羰基不在链端，不是醛，所以A中羟基在碳链中间，链端有甲基。性质⑤说明A的脱水产物（即消去反应产物）是不饱和的，可以聚合生成高分子化合物。结合A的分式C8H10O对化合物A的结构可作出的判断是B、C项。
答案：（1）BC
（2）
（3）
第二，审题时，要充分利用已知条件，如分子式、相对分子质量，特别要注意反应类型和反应条件。
例2：化合物C和E都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下图所示。B和D互为同分异构体。
试写出：
（1）化学方程式：A→D_______________，B→C_______________。
（2）反应类型：A→B _____________，B→C_____________，A→E______________。
（3）E的结构简式：__________，A的同分异构体（同类别且有支链）的结构简式：__________，及__________。
思路分析：化合物A具有酸性，可能为羧酸，在浓H2SO4存在条件下，化合物A转化为化合物D，分子组成减少一分子水，且生成五原子环化合物，说明A发生分子内酯化反应；D为内酯，进而推断A为含有一个羟基的直链羧酸，且羟基位于碳链末端。化合物A在浓H2SO4存在条件下转化为化合物B，B可使溴水褪色，说明化合物B为不饱和物质，对比A、B分子组成，B比A少一分子水，说明B为不饱和羧酸，双键位于碳链末端，进而推断C为加聚反应产物。由化合物A在一定条件下生成化合物E（C4H6O2）n，说明化合物A发生缩聚反应，A分子中的羧基与另一分子羟基发生酯化反应酯化反应生成聚酯。
答案：（1）
第三，分析时注意利用已知条件中的相对分子质量进行定量的推断或讨论。根据已知条件进行相关计算，从而解决有机推断问题。
例3：科学家发现某药物M能治疗心血管疾病是因为它在人体内能释放出一种“信使分子”D，并阐明了D在人体内的作用原理。为此他们荣获了1998年诺贝尔生理学或医学奖。
请回答下列问题：
（1）已知M的分子量为227，由C、H、O、N四种元素组成，C、H、N的质量分数依次为15.86%、2.20%和18.50%。则M的分子式是_________。D是双原子分子，分子量为30，则D的分子式为_________.
（2）油脂A经下列途径可得到M。
图中②的提示
反应①的化学方程式是_______________。
反应②的化学方程式是_______________。
（3）C是B和乙酸在一定条件下反应生成的化合物，分子量为134，写出C所有可能的结构简式_______。
（4）若将0.1molB与足量的金属钠反应，则需消耗_______g金属钠。
点评：第（1）小题考查的是有机物分子式的简单计算，突出了“双基”。第
（2）小题难住一批考生的原因是对心脏病人急救用药——硝化甘油不熟悉，同时不能根据图中提示理解并融会贯通无机酸的酯化反应。第（3）小题虽是考查同分异构体的书写，但C所含乙酰基的个数还需通过简单的计算确定；第（4）小题也是考查根据方程式进行简单计算。四个小题中有三个都涉及计算，虽然计算都比较简单，但四个小题紧密相连，环环相扣，若前两个小题卡壳，后两个小题便无法下笔了。
答案：（1）C3H5O9N3 NO
（2）①
②
③
（4）6.9
此题中的计算虽然都很简单，体现了突出双基的考试思想，但高考为基础教育导航的重要作用不可忽视，此高考题的出现，昭示着有机推断题向着计算型方向发展，有助于进一步加强学科主干知识的考查，全面提升考生的综合素质。因此，在复习备考中决不能忽视计算型有机推断题的训练。
第四，信息迁移题形式新、条件新、设问新。只有耐心阅读，弄清题意，才能进一步分析问题，解决问题，有时阅读一遍不完全懂，还要读第二遍。要找新新信息与题目要求及旧知识的联系，对新的化学反应要通过对比反应物和生成物中化学键断裂和化学键的形成来判断反应的类型。然后在已学过的知识基础上应用新知识（新信息）回答问题。
【例4】已知可由无水醋酸钠与碱石灰共热制取甲烷：
化合物A（C8H8O3）为无色液体，难溶于水，有特殊香味。可发生如下图所示的一系列反应。A硝化时可生成4种一硝基取代物，化合物G能发生银镜反应。
回答：（1）下列化合物结构简式为A：_______________，E：_______________，K：_______________。
（2）反应类型：（Ⅰ）_______________，（Ⅱ）_______________，（Ⅲ）_______________，。
（3）反应的化学方程式：H→K_______________，C→E_______________，C＋F→_______________。
思路分析：综观本题，有多条特征信息。（1）H与溴水反应生成白色沉淀，可初步推断H为苯酚；（2）“C→E→F”这条氧化链可与“醇→醛→酸”对上号，而G能发生银镜反应可推测G为甲酸酯。确定了这两点后，则可由H推知D为
ONa，由G推知C为CH3OH，综合A的香味、与NaOH水溶液共热生成醇，可证明A为酯。B中含有苯环、与碱石灰共热生成 ONa，综合这些信息B，应为上连一个－ONa、一个－COONa，则A为苯环上连有－OH和－COOCH3的化合物，结合其一硝基取代物有4种的制约条件,2个基团应位于邻位或间位，而不可能是对位。
答案：（1）
（2）水解 酯化 取代 （3）略
第五，解有机合成题可以根据所要合成的物质，采用顺推、逆推和齐推的思维方法。
【例5】有以下一系列反应，最终产物是乙二酸。
试加答下列问题：
（1）C的结构简式是__________，B→C的反应类型是__________，E→F的化学方程式是__________。
（2）E与乙二酸发生酯化反应生成环状化合物的化学方程式是__________。
（3）由B发生水解反应或C发生水化反应均生成化合物G。在乙二酸、水、苯酚、G4种分子中，羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序是__________
（4）MTBE是一种重要的汽油添加剂，它是1－戊醇的同分异构体，又与G的某种同分异构体互为同系物，且分子中含有4个相同的烃基。则MTBE的结构简式是__________。它的同类别同分异构体（包括它本身）有_______种。
思路解析：用“逆推法”的思路，以最终产物乙二酸为起点，逆向思考，推断出各有机物结构简式后，再加答相关问题。
题中出现“ ”这一转化条件就可以与卤代烃相联系，出现
“ ”这一氧化链一般可以与“醇→醛→酸”这一转化关系挂钩。善于积累，方能迅速捕捉解题的“题眼”，提高思维能力。
答案：（1）CH2=== CH2消去反应
HOCH2－CH2OH＋O2
（2）
（3）乙二酸＞苯酚＞水＞G（乙醇）
（4）CH3－O－C（CH3）3 6
第六，官能团的保护与恢复，是有机合成的重要环节。
【例6】已知烯烃中C===C双键在某些强氧化剂作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其保护。保护的过程可简单表示中下：
Ⅰ.
Ⅱ.
又知卤代烃在碱性条件下易发生水解，例如：CH3CH2Cl＋H2O
CH3CH2OH＋HCl，但烯烃中 双键在酸性条件下才能与水发生加成反应。现用石油产品丙烯及必要的无机试剂合成丙烯酸，设计的合成流程如下：
请写出②、③、④三步反应的化学方程式。
思路分析：本题涉及合成路线如何选择，如反应I；是取代还是加成，须根据路线选择的原则结合题设条件（限定6步反应等）推知。本题注重研究官能团的引入途径及引入的先后顺序，介绍官能团的保护，是有机合成的重要环节，值得研究。解答时，要认真审题，获取有用信息，挖掘隐含信息（反应I），结合旧知（有机物的相互转变），逐步解题。
由CH3CH===CH2→CH2===CH－COOH可知合成的关键在于 双键如何保护，－CH3中有一个H原子逐步转化成－COOH。结合题中信息可知本题的知识主线为烃→卤代烃→醇→醛→羧酸。由此可知答案。
答案：②
③
④
五、思维能力训练
1、非典型性肺炎（SARS）病毒是一种RNA病毒，由三万多个碱基组成，分子直径达100nm。目前用于治疗的抗病毒药物之一是阿昔洛韦[化学名称为：9-（2-羟乙氧甲基）鸟嘌呤]，已知这种药物的结构简式如下图，以下说法不正确的是（ ）
A.阿昔洛韦的化学为C8H11N5O3
B.该物质在一定条件下可发生消去反应
C.该物质在一定条件下可发生取代反应
D.五个氮原子一定在同一平面内
2、2002年10月，俄罗斯在解救歌剧院的人质时使用了一种速效强力镇痛药——芬太努，它可以通过抑制呼吸和血液循环止痛，使人感觉麻木，严重时可导
致昏迷和死亡。芬太努的结构简式为： 下列关于芬太努的说法不正确的是（ ）
A.分子式为C20H24ON2
B.它属于芳香族化合物
C.它在碱性溶液中可水解
D.它属于苯的同系物
3、鲨鱼是世界上惟一不患癌症的动物，科学研究表明，鲨鱼体内含有一种角鲨烯，具有抗癌性。已知角鲨稀分中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为（ ）
A.C30H60 B.C30H56
C.C30H52 D.C30H50
4、L－多巴一种机物，它可用于帕金森综合症的治疗，其结构简式如右图：这种药物的研制是基于获得2000年诺贝尔生理学或医学奖和获得2001年诺贝尔化学奖的研究成果。下列关于L－多巴酸碱性的叙述正确的是（ ）
A.既没有酸性，又没有碱性
B.既具有酸性，又具有碱性
C.只有酸性，没有碱性
D.只有碱性，没有酸性
5、巴基斯坦警方为解救中国人质使用了氯苯乙酮，氯苯乙酮（C8H7OCl）是一种对呼吸道和皮肤都有强烈刺激性的化学毒剂，它能使人暂时失去行动能力，故常用作警用控暴剂。已知其分子中苯环上含有乙酮基理论（ ），则符合上述条件的氯苯乙酮有（ ）
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
6、某有机物通过加聚反应生成高聚物，还能水解生成两种有机物，则这种有机物的结构中一定含有的基团是（ ）
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A、①②④ B、②③⑤ C、②④⑤ D、①②⑥
7、（2004年南宁模拟题）癌症（恶性肿瘤）严惩威胁着人类的生命。据报道，每年因癌症而死亡的人数呈递增趋势。为了战胜癌症，科学家正致力于研究癌症发生的机理和抗癌症药物，以挽救人类的生命。紫杉醇（俗名）是一种新型抗癌药，其分子式为C47H51NO14，它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。
A.
B.R－OH（R中含C、H、O）
（1）写出ROH的分式：_______________。
（2）根据A的结构，A可能发生的化学反应类型有（填序号）__________。
①取代反应②消去反应③氧化反应④加成反应
（3）l molA与Na反应，最多可产生_______mol H2。
（4）A与N原子直接相连的C、H原子_____（填“能”或“不能”）与N处于同一平面。
（5）A在足量稀盐酸作用下水解可以得到一种盐，反应化学方程式为：__________。
8、（2004年江苏，24）环已烯可以通过丁二烯和乙烯发生环化加成反应得到：
丁二烯 乙烯 环已烯
（也可表示为： ）
实验证明，下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化：
现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基
环已烷：丁二烯
请按要求填空：
（1）A的结构简式是_______ ；B的结构简式是_______ 。
（2）写出下列反应的化学方程式和反应的类型：
反应④_______________，反应类型_______________。
反应⑤_______________，反应类型_______________。
9、（2003年江苏，23）A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团；A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。请填空：
（1）A的分子式是_______，其结构简式是__________。
（2）写出A与乙酸反应的化学方程式：_______________。
（3）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。①属直链化合物；②与A具有相同的官能团；③每个碳原子上最多只连一个官能团。这些同分异构体的结构简式是_________________。
10、A、B都是芳香族化合物，lmolA水解得到lmolB和lmol醋酸，A、B的相对分子质量都不超过200，完全燃都只生成CO2和H2O，且B分子中碳、氢元素总的质量数为65.2%。A溶液具有酸性，不能使FeCL3溶液显色。
（1）A、B相对分子质量之差为__________。
（2）1个B分子中应该有__________个氧原子。
（3）A的分子式是__________。
（4）B可能的三种结构简式是________，________，________。
答案：
1、D 2、D 3、D 4、B 5、B 6、C
7、（1）C31H38O11 （2）①②③④ （3）1 （4）不能
（5）
8、（1）
（2）
（3）
9、（1）
（2）
（3）
10、（1）42 （2）3 （3） C9H8O4
（4）
氧化
→
氧化
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-1-“化学反应速率和化学平衡”专题教学
瓯海中学 徐宇峰
化学反应速率和化学平衡是中学化学基础理论部分的重点也是难点，同时也是历年高考试题中的热点。本章内容理论知识多，比较抽象，考查方式多样，面对众多的形式各异的方程，只有抓住本质，灵活应用，具体问题具体分析才能顺利解题。本专题尝试在梳理基础知识的基础上，回顾高考考点，剖析典型例题，在思维能力方法上进一步提升，并进行积极的拓展，使学生加深对知识的领悟，最后通过练习巩固。
一、考试大纲和基础知识的梳理
2005年考试大纲对化学反应速率和化学反应平衡的要求（与2003年、2004年相同）：
（1）了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响。
（2）了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的涵义及其与反应速率之间的内在联系。
（3）理解勒沙特列原理的涵义。掌握浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。
（摘自（2005年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科综合化学部分））
表示方法：
概念
单位：mol/L·s
化学反应速率
外因：浓度、压强、温度、催化剂
影响因素
内因：反应物的性质
概念
特征：逆、等、定、动、变
浓度
化学平衡 影响因素 压强 勒夏特列原理
温度
计算：浓度、百分含量、转化率、产率、平均分子量
对于化学反应速率和化学平衡两大块的知识复习，一定要注重知识的内在联系，能够将知识网络化和体系化。化学平衡态的判断和化学平衡移动的影响因素本质上就是化学反应速率的改变情况。凡是影响化学平衡的外界条件都是影响反应速率的条件，但是有些外界条件能同等程度的增大或减小反应速率，故对化学平衡无影响。如：对于反应前后体积不变的化学平衡，增大压强，能加快反应速率，但正逆反应速率的增大程度是相同的，所以平衡不移动。
二、高考考点回顾及典型例题
考点一、化学反应速率表示方法及速率与化学计量数的关系
例1、（2000年全国卷）已知A＋3B2C＋D在某一时段内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/L·min，则此段时间内以C浓度变化表示的化学反应速率为（ ）
A、0.5 mol/L·min B、1 mol/L·min C、2 mol/L·min D、3mol/L·min
［解析］在同一反应中用不同的物质表示的化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比，可知V（A）：V（C）＝1：2，即得出正确答案为C。
［思维方法点拨］该类题型应注意两点：1、反应速率一般指平均速率，2、mol/(L·min)和mol/(L·s)之间的单位换算。
［变式练习］
反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)，经2 min,B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示，正确的是( )
　　A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
　　B.分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
　　C.在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
　　D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的
（参考答案为B、D）
考点二、影响反应速率的因素
例2、(1994年全国卷)
一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率而不影响生成H2的量，可向其中加入适量的（ ）
A、NaOH固体 B、H2O C、NH4Cl D、CH3COONa固体
［解析］铁和盐酸反应要使反应速率减慢，必须使氢离子浓度减小，要使生成氢气总量不变，则不可使氢离子总量减少，故加入水稀释或者醋酸钠固体，使部分氢离子与醋酸根结合，成为弱电解质，而减慢反应速率。正确答案为B、D。
［思维方法点拨］要使反应速率减慢或增大，不但要对浓度、压强、温度等因素的进行逐一考虑，若有多个因素同时作用时，还要考虑哪个因素为主。
［变式练习］把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管内，发现产生H2的速率随时间变化如图所示图中t1---t2速率变化的原因是 ，
t2---t 3速率变化的主要原因是 。
(参考答案：反应放热，温度升高，反应速率加快；
H＋浓度降低，反应速率减慢）
考点三、化学平衡状态标志的判断
例3、（2002年广东卷）
在一定温度下，向a L密闭容器中加入1mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X（g）＋2Y（g）2Z（g）此反应达到平衡的标志是( )
A 容器内压强不随时间变化
B 容器内各物质的浓度不随时间变化
C 容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2
D 单位时间消耗0.1mol X同时生成0.2mol Z
［解析］该反应前后气体体积不等，容器体积固定，压强不随时间变化，说明气体总量不再改变，各物质浓度固定。所以A、B正确，C、D均不能说明达到平衡。
［思维方法点拨］化学平衡的判断标志：1、正逆反应速率相等。这里一定要指同种物质。2、各组分的百分含量保持不变。从不同的角度出发可以得到许多可作为判断的依据，如：物质的量，物质的量分数，体积，体积分数，压强，平均分子量，温度，密度，颜色等等。学生面对各种各样的反应式，往往不能灵活使用，出现“易懂、易错”的情况。对于第二点可以用一句话归纳总结：反应初原本不变的因素，不能作为判断依据；会随着反应进行而变化的因素，倘若不再改变，则可知已到了平衡状态。
例如对于在体积不变的容器里mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
1、当m+n=p+q时，反应初总压、密度、总物质的量、平均分子量就是恒定的，所以总压、密度、总物质的量、平均分子量不变是不能作为判断依据的。反之，若m+n不等于p+q时，若总压、密度、总物质的量、平均分子量不变则可以说明已经达到平衡了。
2、V（A）:V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q是反应中速率与化学计量数的基本规律，与是否达到平衡无关。
［变式练习］
一定条件下2A（g）+2B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡的标志是（ ）
A、单位时间生成2nmolA，同时消耗nmolD。
B、容器内的压强不随时间变化而变化
C、容器内混合气密度不随时间而变化
D、单位时间内生成nmolB，同时生成1.5nmolC
（参考答案：D）
考点四、根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向、有关物质的聚集状态和热效应
例4、（2004年广西卷）
在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)
达平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数 （ ）
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
［解析］在固定体积的容器内通入一定量的反应物NO2，相当于增大反应物的浓度，平衡右移，且每生成1molN2O4消耗2molNO2相比较与原平衡的体积分数，也就是平衡向着增大N2O4体积分数方向移动，即NO2的体积分数与第一次平衡相比减小。答案为C。
［思维方法点拨］“将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理(结合化学知识)，解决化学问题的能力。”（2005年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科综合化学部分）
该题的分析也可以借助于数学模型。
V V’ V
Ⅰ Ⅱ Ⅰ
在Ⅰ中存在2NO2(g) N2O4(g)，已达到平衡，容器体积为V，Ⅱ是通入的NO2我们假设这部分NO2也建立了与Ⅰ相同的平衡状态，即各物质的百分含量与Ⅰ中各物质相同，再进行压缩到V，很明显，压强增大平衡向右移，NO2的体积分数必然下降。
这种模型适用于固定体积内能“自行组织建立平衡”的物质，如在固定体积内充入一定量的SO3，发生2SO3 2SO2＋O2平衡后再加入SO3，或者按照原反应投料比增加或加少，如：2SO2＋O22SO3反应初按照3：1投入SO2和O2，则平衡后再按照3：1投入SO2和O2，均可使用这种模型。
［变式练习］
在固定体积的容器中充入3gSO2和1gO2，平衡后，测得SO2的转化率为a,再充入6gSO2和2gO2使反应重新平衡，测得SO2的转化率为b，则a和b的关系下列说法正确的是（ ）
A、a大于b B、a小于b C、a等于b D、无法确定（参考答案：B）
考点五、等效平衡和“同一平衡状态”的分析
对于一个可逆反应，即可以从反应物方向进行达到平衡状态，也可以从生成物一方达到同样的状态，或从生成物反应物两方达到相同状态。
例5、在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为w mol/L的是（ ）
A、4molA+2molB
B、2molA+1molB+3molC+1molD
C、1molB+3molC+1molD
D、3molC+1molD
［解析］利用极值法，2molA和1molB完全反应就生成了3molC和1molD，说明3molC和1molD与2molA和1molB两种投料法是等效的。根据化学计量数关系，只要满足n(A)+2/3n(C)=2和n(B)+n(D)=1就符合题意，正确答案为D。
［思维方法点拨］等效平衡指从不同起点，通过极限转化分析，可以达到完全相同的终点（平衡态），而若最终各组份的百分含量分别相同，实际的物质的量不同时。我们简称为“同一平衡状态”。“同一平衡状态”分来两种情况：1、等T、V下，需遵循物料守恒，2、等T、P下，需遵循物料比守恒。 第一种情况即为上述例题的情形，这里就介绍第二种情况。例如，在等T、P下，2molSO2和1nolO2和任意量的SO3充入不同的容器内，最终两个容器内各物质的百分含量相同。因为SO3分解产生的SO2和O2的物质的量比恰好是2：1，，所以最终这两个容器内处于同一平衡状态。
［变式练习］
Ⅰ ：恒温恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)＋B(g) C(g)
（1）若开始时放入1 mol A和1 mol B ，达到平衡后，生成a mol C ，这时A的物质的量为 mol 。
（2）若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C 的物质的量为
mol 。
（3）若开始时放入x mol A，2 mol B和1 mol C ，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol 和3 a mol ，则x = mol ，y = mol 。平衡时B的物质的量 （选一个编号）
（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol
（丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2 mol
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3 mol C ，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是 。
Ⅱ ：若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同，且容积固定不变的容器中发生上述反应，平衡时生成b mol C，则 （选一个编号）
（甲）a < b （乙）a > b
（丙）a = b （丁）不能比较a与b的大小
作此判断的理由是 。
（参考答案：（1）（1－a） （2）3a （3）2 、3－3a． 丁
若3a＞1，B的物质的量小于2mol；若，B的物质的量等于2mol；
若3a＜1，B的物质的量大于2mol
（4）（5）乙 因为（5）小题中容器容积不变，而（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后a＞b。）
考点六、反应速率和化学平衡图像分析
“能将化学信息(含实际事物、实验现象、数据和各种信息、提示、暗示)，按题设情境抽象归纳、逻辑地统摄成规律，并能运用此规律，进行推理(收敛和发散)的创造能力。” （2005年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科综合化学部分））
例6：（2004江苏）
在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)；△H<0
某研究小组研究了其它条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误的是 （ ）
A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高
B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高
C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高
D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高
［解析］图Ⅰ中甲乙的C浓度不同，而加入催化剂不能影响转化率。图Ⅱ若是压强对反应的影响，则压强越大，B的转化率也越大，与图示不符。所以A、B的判断有误。
［思维方法点拨］解题步骤一般是：1、看图像：一看面（即横纵坐标的意义）；二看线（即看线的走向和变化趋势）；三看点（即曲线的起点、折点、交点、终点）；四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）；五看量的变化（如温度变化、浓度变化等）。2、想规律；联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。3、作判断：根据图像中表现的关系与所学的规律对比，作出符合题目要求的判断。
［变式练习］
1、下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表反应①③、②、④，则Y轴是指
①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-Q
②H2(g)+I2(g) 2HI(g); △H=+Q
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g); △H=-Q
④2SO3(g)22SO2(g)+O2(g); △H=+Q
A．平衡混合气中一种生成物的百分含量
B．平衡混合气中一种反应物的百分含量
C．平衡混合气中一种生成物的转化率
D．平衡混合气中一种反应物的转化率
［解析］ 该题要求能够运用勒沙特列原理迅速逆向思维，当压强增大时，①③的平衡均右移，而Ⅰ曲线为增大趋势，（A）、（D）符合题意；②所对应的Ⅱ曲线无变化，平衡不移动故与该题的解无关；④在增大压强时平衡逆向移动，Ⅲ曲线为减小趋势，（A）、（D）符合题意。所以，答案为AD。
2、由可逆反应测绘出图象如下图，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是
A.反应物中一定有气体 B.生成物中一定有气体
C.正反应一定是放热反应 D.正反应一定是吸热反应
［解析］定一议二，当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。温度不变时，增大压强，生成物的百分含量降低，说明平衡逆向移动，逆向为体积缩小方向，而题中未给出具体的可逆反应，但是可以确定生成物中一定有气体；压强不变时，升高温度，生成物的百分含量增大，说明平衡正向移动，正向为吸热反应；所以答案为BD。
考点七：反应速率和化学平衡的有关计算
例7、（2001年理综，新课程）将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：
　　 2Ａ（气）＋Ｂ（气）＝2Ｃ（气）
若经2s（秒）后测得C的浓度为0.6ｍｏｌ·Ｌ－１，现有下列几种说法：
1 用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·Ｌ－１·ｓ－１??
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·Ｌ－１·ｓ－１??
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol·Ｌ－１?
其中正确的是（　　）。
Ａ．①③ Ｂ．①④ Ｃ．②③ Ｄ．③④
［解析］本题设计多种计算，可以按照“起始、转化、平衡”三段式分析，
2Ａ（气）＋Ｂ（气）＝2Ｃ（气）
起始 4 2 0
转化 1.2 0.6 1.2
平衡 2.8 1.4 1.2
可快速得出答案B。
［思维方法点拨］化学反应速率和平衡的有关计算中一般用“三段式”法求解，所谓“三段式”即把化学反应中各组份按起始量、转化量、平衡量三段依次列出，再根据题中条件建立数学等式。
［变式练习］
在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：
A(g)+2B(g) 2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为：( )
　　A.40% B.50% C.60% D.70%
（参考答案：A）
考点八、反应速率和化学平衡的综合练习
例8、（2004年广西）
右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是（ ）
A．升高温度
B．加大X的投入量
C．加催化剂
D．增大体积
［解析］a过程与b过程都使X转化率达到一定值，只是两个过程中达到该定值的时间不同。也就是两个过程在不同的时间内达到统一平衡状态，显然，b过程是加了催化剂，而缩短了达到平衡的时间。升温，加入X，增大体积均会使X的转化率发生变化，故答案是C。
［思维方法点拨］化学平衡移动的影响因素本质上就是化学反应速率的改变情况。凡是影响化学平衡的外界条件都是影响反应速率的条件，但是有些外界条件能同等程度的增大或减小反应速率，故对化学平衡无影响。例如，在固定体积的容器中2SO2+O22SO3达到平衡后，充入稀有气体，压强增大，但平衡并没有向体积减小的方向移动，因为充入稀有气体，对反应物产物的浓度没有任何变化，该反应体系的压强也没有变化，所以平衡不移动。同时该题以图像为载体，考查了学生对不同信息的分析判断能力，目前高考比较重视图像和数据的分析和理解，这种类型应引起重视。
［变式练习］
某化学反应2ＡＢ＋Ｄ在四种不同条件下进行，Ｂ，Ｄ起始浓度为0。反应物Ａ的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如表1：
　　表1　A的浓度/（mol·L－１）随反应时间的变化
实验序号 温度／℃ 时间／min
0 10 20 30 40 50 60
1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50
2 800 c２ 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
3 800 c３ 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60
4 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20
　　根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10min至20min时间内平均速率为_________ mol／（L·min）。
（2）在实验2，Ａ的初始浓度c2＝_________mol/L，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是_________。
（3）设实验3的反应速率为ｖ3，实验1的反应速率为ｖ1，则ｖ3_________ｖ1（填＞、＝、＜），且ｃ3_________1.0mol/L（填＞、＝、＜）。
　　（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_________反应（选填吸热、放热）。理由是_________。
（参考答案：（1）0.013（2）1.0 催化剂（3）＞ ＞
（4）由吸热温度升高时，平衡向右移动）
考点九、勒夏特列原理的广泛应用
勒夏特列原理不仅适用于一般的化学平衡体系，也广泛适用于其他一切动态平衡体系。例如，在电离平衡，水解平衡、溶解平衡等就是勒夏特列原理的直接应用，而且在有机化学、化工生产等方面也能经常见到勒夏特列原理的身影。
例9、已知工业真空冶炼銣的原理如下（皆为熔融态）：2RbCl＋MgMgCl2+2Rb（g）,对此反应的进行能给与正确解释的（ ）
A、 铷的金属活动性比镁弱
B、 铷的沸点比镁低，把铷蒸汽抽出，上述平衡向右移动
C、 MgCl2的热稳定性不如RbCl强
D、 铷单质比化合态更稳定
［解析］虽然镁的失电子能力不如铷，但由于镁的沸点比铷高，将铷蒸汽抽出时，降低了铷在平衡体系中的浓度，导致上述平衡向右移，使该反应得以进行。
［思维方法点拨］这个问题实际上是判断解释化学反应进行的方向。对于物质之间交换成分的化学反应，反应方向往往决定于是否有一种物质能以沉淀、气体或难电离物质的形式从体系中分离出去。抓住这一点，对学习上的一些“矛盾”的问题也可以解释。例如，一般说是强酸制弱酸（生成弱电解质），但是H2S通入CuSO4溶液中可得到CuS沉淀和H2SO4。有如：氢溴酸、氢碘酸都使强酸，但是实验室里他们都用中强酸磷酸与相应的卤化物制取的。若从上述的方法去解释都可以得到满意的答案，而且对问题的看法也上了一个层次。
［变式练习］
在饱和石灰水中存在如下平衡：Ca(OH)2（s）Ca2＋（aq）＋2OH—(aq)，若加入少量CaO固体，则下列说法不正确的是（ ）
A、溶液中Ca2＋增多 B、Ca2＋浓度不变
C、溶液pH值不变 D、将有少量沉淀
（参考答案为：A）
思维能力训练
一、选择题
1、（95年）反应在5升的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3摩，则此反应的平均速度(表示反应物的消耗速度或生成物的生成速度)为（ ）
　　A．＝0．01摩/升．秒 B．＝0．008摩/升．秒
　　C．＝0．003摩/升．秒 D．＝0．002摩/升．秒
2、下列措施肯定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量 B.增大压强
C.升高温度 D.使用催化剂
3、（2000年上海）对于反应2SO2+O2 2SO3,下列判断正确的是
A、2体积2SO2和足量O2反应，必定生成2体积SO3
B、其他条件不变，增大压强，平衡必定向右移动
C、平衡时，SO2消耗速度必定等于O2生成速度的两倍
D、平衡时，SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
4、下列说法正确的是( )
A.可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等。
B.在其它条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态。
C.在其它条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动。
D.在其它条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态。
5、（2003年全国）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2Ａ（ｇ）＋Ｂ（ｇ）2Ｃ（ｇ）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是( )
??Ａ．均减半　　Ｂ．均加倍??Ｃ．均增加1mol　　Ｄ．均减少1mol
6、（97年）反应2X(气)+Y(气)===2Z(气)+热量，在不同温度（T1和T2）及压强（P1和P2)下,产物Z的物质的量(nz)与反应时间(t)的关系如图所示.下列判断正确的是
(A)T1<2,P1<2 (B)T1<2,P1>P2
(C)T1>T2,P1>P2 (D)T1>T2,P1<2
二、填空和简答题
7、把氮气和氢气按1∶1(物质的量之比)混合均匀后分成四等份，分别充入A、B、C、D四个装有铁触媒的真空密闭容器中(容积不变)，在保持相同温度的条件下，四个容器相继达到平衡状态，分析下表中的数据，回答下列问题：
(1)平衡时， 容器中氨气所占的比例最大。
(2)达到平衡时反应速率最小的容器是 。
(3)四个容器的压强由小到大的排列次序是 。
容器代号 A B C D
平衡时混合物平均式量 16 17
平衡时氮气的转化率 20%
平衡时氢气的转化率 30%
8、一定条件下，可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，各物质的平衡浓度为：C(A)=0.5mol/L，C（B）＝0.1mol/L，C(C)=1.6mol/L，若用a、b、c分别表示A、B、C的初始浓度（mol/L），则：
（1）a、b应满足的关系是
（2）a的取值范围是
9、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通。容器中发生以下反应：N2+3H22NH3，正反应是放热反应。若达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积，据此回答下列问题：
(1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，反应达到平衡时，各物质的百分含量与上述平衡时完全相同，那么：①若a＝1,c＝2，则b＝ ，在此情况下，反应起始时将向 进行；② 若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的范围是 。
(2)在上述容器中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是 。
10、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着，它在唾液中存在下列平衡：
Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-
进食后，细菌和酶作用于食物，产生有机酸，这时牙齿就会受到腐蚀，其原因是
已知Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的矿化产物更小，质地更坚固。主动脉用离子方程式表示，当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因：
根据以上原理，请你提出一种其它促进矿化的方法：
参考答案：
1、CD 2、CD 3、BC 4、BC 5、C 6、C
7、.(1)A；(2)C；(3)PA>PD>PB>PC
8、(1)a=b+c(2)0.4≤a≤1.3
9、(1)①3 逆反应方向 ②110、H++OH-=H2O，使平衡向脱矿方向移动 5Ca2++3PO+F-=Ca5（PO4）3F↓加Ca2+（或加PO，或其它合理的方法均给分
甲
乙
Ⅲ
时间
O
混合气体总压
甲
乙
Ⅱ
时间
O
B的转化率
甲
乙
Ⅰ
时间
O
C的浓度
C
t
V=
t3
t2
t1
t
V金属元素知识及其应用
灵溪一高 徐安东
[设计立意及思路]
金属元素知识是元素化合物知识的重要组成部分，在高考中占有重要的地位，历年高考题中出现的几率很高，题型有选择题，简答题，实验题，推断题，计算题等覆盖高考试题题型；同时往往与氧化还原反应，电离平衡，电化学，物质结构与元素周期律等化学理论知识相结合，综合性强。该部分知识可以在考试的内容上充分体现从知识型向能力型，从暴露型向潜隐型，从主观型向客观型转化的思想，能比较全面地考查学生的综合应用能力，从命题的角度可以充分挖掘教材的实际内涵，为此在高三的最后阶段系统地对本专题进行复习显得尤为重要。
这部分知识分布在高一第二章《碱金属元素》，高二第四章《几种重要的金属》以及贯穿在其他化学知识中，涉及的内容多，学生对这部分的学习是零碎的，通过本专题的复习旨在让学生对金属元素及其化合物知识系统化，网络化，突出主干知识，理解和掌握金属元素知识规律以及借助这部分知识载体，体现它与化学基本理论，基本概念，化学实验，化学计算的联系，注重知识的应用，培养学生应用知识解决实际问题的综合能力。
设计思路：
[高考考点回顾]
一、点击2005年化学考试大纲
了解元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系。重点掌握典型金属元素在周期表中的位置及与其性质的关系。了解其他常见金属元素的单质及其化合物。
ⅠA和ⅡA族元素——典型的金属
（1）了解金属钠的物理性质，掌握钠和镁化学性质。
（2）从原子的核外电子排布，理解ⅠA、ⅡA族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。
（3）以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物。
（4）以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。
其他常见的金属（如：Fe、Al）
（5）了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和资源保护。
（6）掌握Fe和Al的化学性质。
（7）了解常见金属的活动顺序。
（8）以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原性。
（9）了解铝的重要化合物。
（10）初步了解合金的概念。
二、历年高考回顾（2000年—2004年）[部分]
1、考查钠和钠的化合物
例1 （2000春·北京·安徽·25）用1L 1.0mol·L—1 NaOH溶液吸收0.8molCO2,所得溶液中的CO32—和HCO3—的物质的量浓度之比约是（ ）
A、1：3 B、1：2 C、2：3 D、3：2
[命题意图]考查NaOH的性质
[答案]A
[解析]NaOH+CO2====NaHCO3，由题意可知过量的NaOH为1mol—0.8mol=0.2mol过量的NaOH中和掉HCO3—得0.2molCO32—，HCO32—为0.8mol—0.2mol=0.6mol.
例2 （2001·上海·11）碱金属与卤素所形成的化合物大都具有的性质是（ ）
①高沸点 ②能溶于水 ③水溶液能导电
④低熔点 ⑤熔融状态不导电
A、①②③ B、③④⑤ C、①④⑤ D、②③⑤
[命题意图]考查碱金属与卤素形成的化合物性质
[答案]A
[解析]碱金属与卤素所形成的化合物大都是离子化合物，因此具有高沸点，能溶于水，熔融状态或小溶液都能导电的性质。
例3 （2004·全国·12）取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了ag。下列物质中不能满足上述结果的是（ ）
A、H2 B、CO C、C6H12O6 D、C12O22O11
[命题意图]考查Na2O2的性质以及分析能力
[答案]D
[解析]2CO+O2=2CO2，2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2合并得CO+Na2O2=Na2CO3即agCO参加反应，固体质量增加ag；
2H2+O2=2H2O，2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，合并得H2+Na2O2=2NaOH，即agH2参加反应，固体质量增加ag。
把C6H12O6看成(CO)6·(H2)6也符号，只有C12H22O11不符合
例4 （2000·广东·24）(1)分别写出由氧在一定条件下生成下列物质的化学方程式（必须注明反应条件）。
①O3：
②Na2O2：
③Na2O：
(2)指出氧在下列各物质中的化合价：O3 ，Na2O2 ，Na2O
(3)KO2能吸收CO2生成K2CO3和O2，故可用做特殊情况下的氧气源，试写出该
反应的化学方程式 。
[命题意图]考查钠的化学性质以及结合信息分析问题能力
放电 空气中燃烧 暴露在空气中
[答案](1)①3O2====2O3 ②2Na+O2=======Na2O2 ③4Na+O2======2Na2O
(2)0；-1；-2；
(3)4KO2+2CO2====2K2CO3+3O2
2、考查铝及其化合物
例5 （2004·上海·16）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）
A、稀硝酸 B、稀盐酸 C、硝酸铜 D、氢氧化钠
[答案]C
例6 （2004·江苏·8）铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（ ）
A、1：1 B、2：1 C、3：1 D、1：3
[答案]C
[解析]：根据反应2Al+6H+=2Al3++3H2和2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，则反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为3：1。
例7 （2004·广东·4）把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42—全部转化成BaSO4沉淀；此时铝元素的主要存在形式是（ ）
A、Al3+ B、Al(OH)3 C、AlO2— D、Al3+和Al(OH)3
[答案]C
[解析]当2KAl(SO4)2+2Ba(OH)2=2KAlO2+2BaSO4+2H2O时，SO42—全部转化为BaSO4沉淀
例8 （2003·上海·30）超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3+N2+3C=====2AlN+3CO，由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行以下两个实验：
(1)称取10.00g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AalN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36L（标况）
①上述反应的化学方程式为
②该样品中的AlN的质量分数为
(2)别取10.00g样品置于反应器中，通入2.016L(标况)O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L—1已折算成标况。AlN不跟O2反应，该样品中含杂质炭 g。
[答案](1)①AlN+NaOH+H2O====NaAlO2+NH3 ②61.5%
(2)1.92
[解析](1)略 (2)10.00g样品中只有C能与2.016LO2在高温下充分反应，产物可能是CO或CO2，也可能为CO和CO2的混和物，根据看度可知为混和物nCO:nCO2=7：1，可以写出：16C+9O2=14CO+2CO2消耗2.016LO2同时消耗0.16molC即为1.92g
3、考查铁及其化合物
例9 （2000·理综·12）在氧化铁、氯化铜和盐酸混和溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是（ ）
A、Cn2+ B、Fe3+ C、Fe2+ D、H+
[答案]C
[解析]剩余的固体滤出后能被磁铁吸引说明有铁存在
则反应后的溶液不可能有Cn2+、Fe3+、H+只能含有Fe2+
例10 （2002·全国·12）用足量的CO还原32.0g某种氧化物，将生成的气体通入澄清石灰水中，得60g沉淀，则该氧化物是（ ）
A、FeO B、Fe2O3 C、CuO D、Cu2O
[答案]B
例11 （2003·上海理综·32）世博园地区改造规划的实施，将提升上海的环境质量。位于规划区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不变受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有（ ）
A、FeO粉尘 B、P2O5粉尘 C、Fe2O3粉尘 D、SiO2粉尘
[答案]C
例12 （2004·全国IV·26）下图表示某种盐的制备步骤
80C 结晶 300C
过滤，除杂质 氮气保护
已知：水合盐B含有45.3%的水；无水盐C灼烧分解，放出两种无色刺激性气体E和F，并生成红棕色固体D，请写出物质的化学式或名称：
A B C D E F
[答案]A：Fe B：FeSO4·7H2O C：FeSO4 D：Fe2O3 E：SO2
F：SO3（或E：SO3 F：SO2）
[解析]从题给信息可判断无水盐C是硫酸盐，根据最终产物D是红棕色固体，可推知D是Fe2O3，C是FeSO4，从水合盐B含有45.3%的水可得B是FeSO4·7H2O，有关反应的化学方程式为FeSO4·7H2O====FeSO4+7H2O，2FeSO4====Fe2O3+SO2+SO3.
[基础知识梳理]
1、金属元素在周期表中的位置和原子结构
(1)金属元素分布在周期表的左下方，共有85种金属，分别分布在第0族、卤族以外的各族中。
(2)最外层电子数大部分少于个电子，但有六种金属元素等于或大于4个，即：Ge Sn Pb Sb Bi Po。
2、金属的通性
金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示还原性，这与它们的原子结构有关。
3、判断金属活动性的强弱
(1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。
(2)金属对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。
(3)一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一金属强。
(4)两金属构成原电池时，做负极的金属一般比做正级的金属活泼。
(5)在电解过程中，一般来说先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活动性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活动性弱。
4、金属活动性顺序
金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
金属原子失电子能力 依次减小，还原性减弱
空气中跟氧气的反应 易被氧化 常温时能被氧化 加热时能被氧化 不能被氧化
跟水的反应 常温可置换出水中的氢 加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢 不与水反应
跟酸的反应 能置换出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氢 不能置换出稀酸中的氢
反应剧烈 反应程度依次减弱 能跟浓硫酸、硝酸反应 能跟王水反应
跟盐的反应 位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来
跟碱的反应 Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应
5、钠及其化合物
6、铝及其化合物相互转化关系
7、Fe（Ⅱ）和Fe(Ⅲ)的转化
[例题]
例1 （2004年广东）下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是（ ）
A、灼烧氯化铷，火焰有特殊颜色
B、硝酸铷是离子化合物，易溶于水
C、在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点较高
D、氢氧化铷是弱碱
[命题意图]考查焰色反应及IA族元素的单质化合物的相似性和递变性
[答案]A、B
[解析]碱金属元素的火焰都呈特殊的颜色，A正确，铷与钠同主族，性质相似，钠、钾、铷三种单质中，铷熔点最低，RbOH属强碱，CD不正确
例2 下列关于钠的说法不正确的是（ ）
A、金属钠和氧气反应，反应条件不同，产物不同
B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂
C、钠的化学性质很活泼，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中
D、由于钠活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
[命题意图]考查金属钠的物理性质，化学性质，用途
[答案]C、D
[解析]钠和氧气反应，常温、点燃分别生成氧化钠和过氧化钠，A正确，钠在溶液中会与水反应，则D错误，根据钠的物理性质，B正确，C错误。
例3 下列叙述不正确的是（ ）
A、工业上常利用铝热反应冶炼难熔的金属，如钡、铬、锰、镁等
B、合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都高
C、用Na2FeO4消毒来自河湖的淡水是因为其具有强氧化性，而且其还原产物Fe3+可在水中形成胶体而吸附水中悬浮物
D、钢瓶可用来储存浓硝酸
[命题意图]考查金属冶炼，合金以及含金属及化合物的用途。
[答案]A
[解析]A中镁是ⅡA族金属熔点低，不能用铝热反应来制取镁 不正确。
例4 （2000年上海）铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480ml的NO2气体和336ml的N2O4气体（已折算到标况）在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（ ）
A、9.02g B、8.51g C、8.26g D、7.04g
[命题意图]考查铜和镁的化学性质
[答案]B
[解析]分析题意可知，硝酸得电子的物质的量等于金属转变为氢氧化物沉淀时增加的氢氧根离子的物质的量，即4.4822.4+(0.33622.4)2=0.23mol，所以沉淀的质量=4.6+0.2317=8.51(g)
例5 （2002年江苏综合）等体积、等物质的量浓度的稀硫酸，氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（ ）
A、甲、乙中都是铝过量 B、甲中铝过量，乙中碱过量
C、甲中酸过量，乙中铝过量 D、甲中酸过量，乙中碱过量
[命题意图]考查铝的两性并综合过量判断
[答案]B
[解析]甲：2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2
mol 5mol 5mol
乙：2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2
4mol 4mol 6mol
由此可知甲中铝过量4mol+mol=mol，乙中氢氧化钠过量5mol-4mol=1mol
例6 化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步反应的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该种物质。例如：
(1)在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是________，需用氧化剂的是_______（填编号）。
(2)在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是________（填化学式）。
(3)完成并配平步骤①的化学方程式，标出电子转移的方向和数目：
（）Na2Cr2O7+（）KI+（）HCl → （）CrCl3+（）NaCl+（）KCl+（）I2+（）______
[命题意图]考查变价金属的性质及知识迁移能力
[答案](1)①，④。
(2)Cr(OH)3。
(3)Na2Cr2O7+6KI+14HCl = 2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O。
[解析]观察题中有关铬的化合物的转化关系图，可发现CrCl3经反应②可转化成Cr(OH)3，Cr(OH)3经反应③又可转化成NaCrO2，发现与“氯化铝跟氢氧化钠反应可先生成氢氧化铝、氢氧化铝跟氢氧化钠反应又可生成偏铝酸钠”类似，所以可确定Cr(OH)3与氢氧化铝一样是一种两性氢氧化物。
再分析转化图中各种含铬化合物中铬元素的化合价就可知反应①应加还原剂，反应④应加氧化剂，NaCrO2 转化成Na2CrO4也需要加氧化剂。用化合价升降法可配平（3）中氧化还原反应的化学方程式。
[答案] (1)①，④。
(2) Cr(OH)3。
(3)Na2Cr2O7+6KI+14HCl = 2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O。
例7 有固体Mg(OH)2存在的饱和水溶液中有如下平衡：
Mg(OH)2(s)====Mg2++2OH—，加入下列物质：①水；②MgCl2固体；③NaOH固体；④盐酸；⑤NH4Cl固体，能使Mg(OH)2固体减少的是（ ）
A、①④ B、②③ C、①④⑤ D、①②③④
[命题意图]以Mg(OH)2为载体考查电离平衡知识
[答案]C
[解析]要使Mg(OH)2固体质量减少，就必须使Mg(OH)2的溶解平衡右移，加水或减少OH—的浓度皆可
例题8 “铝和氯化铜溶液反应”实验中预料之外现象的研究
化学实验中预料之外的现象往往包含我们还没有认识的事物规律。下面是某同学进行“铝和氯化铜溶液反应”实验时观察到的预料之外的现象：
①铝丝表面附上的铜没有紧密吸附在铝丝的表面而是呈蓬松的海绵状；②反应一段时间后有大量气泡逸出，且在一段时间内气泡越来越快，经点燃能发出爆鸣声，证明是氢气。
“科学研究还离不开合理的猜想和假设。”该同学先从理论上猜想铝丝表面产生氢气的多种可能原因，再设计实验验证自己的猜想。
实验操作及现象记录：
取4根去油去锈的铝丝为A组直接和下列溶液反应，4根下半截缠上细铜丝的铝丝为B组和下列溶液反应，再取前面实验中得到的附有海绵状铜的4根铝丝洗净后作为C组和下列溶液反应作比较，实验现象记录如下：
热水 硫酸铜溶液（2.0mol/L） 氯化铝热溶液（2.0mol/L） 饱和氯化钠热溶液
A 只在开始时有少量气泡 气泡较多，但比同浓度的氯化铜溶液少 有气泡，比热水多 气泡比热水稍多，但比氯化铝溶液少
B 气泡比相应A多 气泡比相应A多 气泡比相应A多 气泡比相应A多
C 气泡比相应B多 气泡比相应B多 气泡比相应B多 气泡比相应B多
实验现象说明氢气的生成原因是多种因素作用的结果。试推测该同学原来的猜想有哪些（不一定填满，不够也可以自己添加）：
(1)反应生成的铜和铝组成原电池促进铝和水反应；
(2) ▲ ；
(3) ▲ ；
(4) ▲ ；
(5) ▲ 。
[命题意图]考查学生结合实验现象分析问题及探究事物原因的能力
[答案] 反应放出的热量使溶液温度升高促进铝和水反应放出氢气；铝和铝离子水解生成的H+反应产生氢气；氯离子对铝和水反应起了促进作用；海绵状铜作原电池电极促进铝和水反应放出氢气。
[思维能力训练]
1、1998年中国十大科技成果之一是合成一维纳米氮化镓。已知镓是第ⅢA族元素，则氮化镓的化学式可能是（ ）
（A）Ga3N2 （B）Ga2N3 （C）GaN （D）Ga3N
2、NaH是一种离子化合物，与水反应时生成烧碱和氢气，它也能与乙醇，液氨等反应产生氢气。下列有关NaH的叙述正确的是（ ）
（A）跟水反应时，水作氧化剂
（B）NaH中阳离子半径大于阴离子半径
（C）跟液氨反应时，生成氢气外，还生成铵盐
（D）与乙醇反应时，放出氢气的速率比与水反应时更快
3、下列解析不科学的是（ 　）
（A）“水滴石穿”主要是溶解了的雨水与长期作用生成了可溶性的的缘故．
（B）长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开，是因为NaOH与瓶中的反应导致瓶内气体减少形成“负压”的缘故
（C）严格地讲，“通风橱”是一种不负责任的防污染手段，因为实验产生的有害气体没有 得到转化或吸收
（D）“雨后彩虹”“海市蜃楼”既是一种自然现象又是光学现象，也与胶体的知识有关．
4、下列叙述正确的是（ ）
（A）碱金属原子半径越大，其单质熔点越高
（B）Al3+、Mg2+、Na+微粒半径逐渐增大
（C）纯铁的熔点比生铁低
（D）纯铁与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁快
5、下列反应的离子方程式不正确的是（ ）
（A）氯化铝溶液中滴加过量氨水：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3+3NH4++
（B）碳酸钠饱和溶液中通入过量二氧化碳
CO32—+CO2+H2O+2Na+=2NaOHCO3
（C）碳酸氢钠溶液中滴加少量澄清石灰水：Ca2++HCO3—+OH—=Ca2CO3+H3O
（D）硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸
6、将一定量的钠一铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20moPH=14的溶液。然后用1mol·L-1的盐酸滴定至沉淀量最大时，消耗40ml盐酸。原合金中钠的质量为（ ）
（A）0.92g （B）0.69g （C）0.46g （D）0.23g
7、X、Y、Z、M、Z代表五种金属。有如下化学反应，
(1)水溶液中：X+Y2+=X2++Y
(2)Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2
(3)M、N为电极，与N盐酸溶液组成原电池，发生的电极反应为：M-2e—=M2+
(4)Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化
（A）M（C）N8、现行高一新教材中有一个演示实验，用脱脂棉花包住约0.2g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
（1）由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：
a:有氧气生成：b:
（2）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式并标明电子转移数目：
（3）某学校研究性学习小组拟用右图装置进行实验，以证明
上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是：
②用以验证结论b的实验操作方法及现象是：
（4）该研究性学习小组的同学认为Na2O2和H2O反应可生成H2O2，现请你设计一个简单的实验以证明Na2O2和足量的H2O充分反应后的溶液中有H2O2存在。（只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象）
试剂：
现象：
9、粉状试样A是由等物质的量MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
(1)取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
(2)另取20gA全部溶于0.15L 6.0molL—1盐酸中，得溶液C；
(3)将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B。
(4)用KSCN溶液检验，溶液D不变色。
请填空：(1)①中引发铝热反应的实验操作是 ，产物中的单质B是
(2)②中的发生的各反应的化学方程式是
(3)③中所发生的各反应的离子方程式是
(4)若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液C(Mg)2+= ，C(Fe)2+= 。
10、现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是AlCl3溶液和NaOH溶液，现做如下实验：
(1)取440ml甲溶液与120ml乙溶液反应，产生1.56g沉淀
(2)取120ml甲溶液与440ml乙溶液反应，也产生1.56g沉淀
(3)取120ml甲溶液与400ml乙溶液反应，则产生3.12g沉淀
通过必要的计算推理判定：
(1)甲溶液为 溶液，其物质的量浓度是 mol·L—1
乙溶液为 溶液，其物质的量浓度是 mol·L—1
(2)写出实验③的有关离子方程式
11、将固体FeC2O4·2H2O放在一个可称量的容器中加热灼烧，固体质量随温度升高而变化，测得数据如下：
温度/℃ 25 300 350 400 500 600 900
固体质量/g 1.000 0.800 0.800 0.400 0.444 0.444 0.430
根据计算分析推理，完成下列填空：
(1)写出25～300℃时固体发生变化的反应方程式
判断的理由是 。
(2)350~400℃发生变化得到的产物是 ，物质的量之比为 。
(3) 500℃时产物的含氧质量分数为 。
(4)写出600~900℃时发生变化的化学方程式 。
参 考 答 案
得2e-
1C 2B 3B 4B 5C 6A 7 C
8.（1）b：该反应是放热反应 （2）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（3）①将带火星的木条靠近导管口P处，木条复燃
②将导管q放入水槽中，反应过程中有气泡冒出
（4）试剂：Na2S溶液 现象：溶液变浑浊（淡黄色）
注：有色布条，布条褪色等合理答案均可，但不能用Fe2+
9.(1)加少量KClO3，插入Mg条并将其点燃
(2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O MgO+2HCl=MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+=Fe2++H2 Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4) C(Mg)2+=0.67mol·L—1 C(Fe)2+=2.3mol·L—1
10.(1)AlCl3 0.5mol·L—1 ；NaOH，0.5mol·L—1
(2)Al3++3OH—=Al(OH)3
Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O
11．（1）FeC2O4·2H2O
FeC2O4+2H2O，加热减少的质量等于所含结晶水的质量
（2）FeO、CO、CO2；1：1：1。
（3）30％。
（4）6Fe2O3
4Fe3O4+O2↑
失2e-
金属元素在元素周期表中的位置
金属通性
金属活动顺序表
金属活动性判断
钠及其化合物相互转化关系
铝及其化合物相互转化关系
铁及其化合物相互转化关系
金属概述
重要及常见金属
知识联系及应用
离子反应
电离平衡
电化学
氧化还原反应
化学计算
化学实验
稀硫酸
金属屑A
滤液
水合盐B
无水盐C
NaOH
Al
①HCl
②Cl2加热
①O2点燃
②Fe2O3高温
电
解
Al2O3
Al(OH3)
KAl(SO4)2
H2O
HCl
NH3·H2O
AlCl3
NaAlO2
NaOH
NaOH
HCl
—9—数学思想在化学中的应用
温州中学 陈欲晓
设计立意：化学计算是从定量的角度研究化学反应规律，在化学计算过程中应用许多数学知识和数学思想。数学思想和数学方法在高考化学试题中的应用主要有：分类讨论的思想，转化与化归的思想，数形结合的思想，函数与方程的思想。除了上述四种数学思想的应用外，还有数学方法技巧的应用，如：极值法、十字交叉法、平均值法、方程法。 纵观近几年的理综考试，计算题的考查也时多时少。02年8、12、13、24题都是计算题，特别是24题就是关于有机计算中取值范围的讨论；03年计算较少，而04年计算明显增多，其中的9、12、29题都是计算题，且29题是有关反应平衡的计算，当然，此题的难度并不大，并且很常规。但如果考生平时对计算重视不够，在这里就易丢分。这就提醒我们，在平时的教学中，应扎扎实实，计算能力的培养绝对不容忽视。
命题走向：近几年高考非常重视对“将化学问题抽象为数学问题，利用数学工具，通过计算、推理（结合化学知识）解决化学问题的思维能力”的考查。2005年普通高等学校招生全国统一考试大纲明确提出学生需具备将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识）解决化学问题的能力。
解题思路：函数与方程的思想是化学计算考查的重点之一。解题的关键是确定变量的分界点和取值范围，并能根据该取值范围内发生的化学建立变量的函数表达式，讨论函数的增减性，计算有关化学量的最大值、最小值、恰好反应用量。
数形结合法也是考查的重点内容。这类题目的已知条件或所求内容以图象形式表述。解题思路是：根据反应变量关系和图象反应条件，建立函数表达式。分析图象时注意：认明图中坐标，曲线起点、拐点、交点和走向；将图象信息与化学反应知识结合得出相应的化学结论。
我结合近几年的高考和平时的教学积累，总结数学思维在化学中的运用。
一，数形结合解化学题
通过数与形的对应关系，数与形的相互转化和综合运用代数、几何知识求解出复杂问题所需的答案。
例1：铁、铝合金1.39g完全溶于含有0.16molHNO3的热浓硝酸中（设反应中的硝酸不挥发，不分解），生成标准状况下VLNO2与NO的混合气体X及溶液Y。反应后往溶液Y中逐滴加入1mol/LNaOH溶液，生成沉淀的物质的量与滴入的NaOH溶液体积关系如下图所示。
原合金中铁的质量分数是多少？
V的数值等于多少？气体X中NO2和NO的体积比为多少？
解析：(1)由图象找到突破口，加入10mlNaOH沉淀溶解一部分可知
n[Al(OH)3]=1mol/Lⅹ0.01L=0.01mol
合金中：m(Fe)=1.39g-27g/molⅹ0.01L=1.12g
铁的质量分数w(Fe)=1.12g/1.39gⅹ100%=80.6%
(2)由图可知，当加入100mL1mol/L的NaOH溶液后，溶液为NaNO3溶液，故被还原的HNO3为（0.16mol-1mol/Lⅹ0.1L）=0.06mol,根据N原子守n(NO、NO2)=0.06mol,
V(NO、NO2)=0.06molⅹ22.4L/mol=1.344L
设0.06mol混合气体中NO 为Xmol,NO2 为ymol，则有
x+y=0.06 ①
又由图可知，反应后硝酸过量，故铁铝合金溶解后生成Fe3+和Al3+
根据得失电子守恒，则有3x+y=1.12/56ⅹ3+0.01ⅹ3=0.09②
由①②联解得：x=0.015,y=0.045
故V(NO2):V(NO)=0.045:0.015=3:1
例2：在容积固定的2L密闭容器中，充入气体X、Y各2mol，发生可逆反应X(g)+2Y(g)≒2Z(g)，并达平衡，以Y的浓度改变表示的反应速率V(正)、V（逆），与时间t的关系如图。则Y的平衡浓度的表达式正确的是（式中S指对应区域面积）
A，2-S(aob) B,2-S(bod) c,1-S(aob) D,1-S(bod)
解析：速率表示单位时间内物质的量浓度的变化，速率乘以时间是表示物质的量浓度的变化，该图象中的面积正是表示Y物质的量浓度的变化，所以Y的平衡浓度应该是C。
从上述数形结合来解题，我们感觉到：数形对照，以利理解；数形联系，以利推断；数形结合，以利解题。图象题的特点，是以图象的形式把相关量通过形象、直观的曲线表示出来。在解题时先明确图象坐标的意义，在着重分析曲线上的特殊点，分析清楚可能发生的反应，寻找有关量之间的关系，提高思维的整体性。
二，等比数列在化学中的应用
例3：一定条件下，将等体积NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立在水槽中，充分反应后剩余气体的体积约为原总体积的（ ）
A,1/4 B,3/4 C,1/8 D,3/8
解析：由于该题的化学方程式中的量出现循环的现象，所以学生觉得解题有困难，于是在这里运用数学中的等比数列，就显得比较容易，设NO和O2的体积均为V，则由2NO+O2=2NO2和3NO2+H2O=2HNO3+NO可知，V体积NO与V/2体积O2反应生成V体积NO2，V体积NO2与水反应后得V/3体积NO；V/3体积NO与V/6体积O2反应生成V/3体积NO2，V/3体积NO2与水反应后得V/9体积NO；继续反应下去，总耗氧量为下列等比数列各项之和：V/2、V/6、V/18…V/2×3K-1，该等比数列的求和公式S=V/2（1-1/3）=3V/4，剩余O2体积为（V-3V/4）=V/4；则剩余O2为原总体积的1/8（V/4×2V）=1/8。所以正确答案为（C）。
三，极端假设在化学中的应用
例4：38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4ml（标准状况），反应消耗的HNO3的物质的量可能为（ ）
A,1.0×10-3mol B,1.6×10-3mol C,2.2×10-3mol D,2.4×10-3mol
解析：假设铜全部与浓硝酸反应，则根据反应Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，可求得消耗的HNO3为2.4×10-3mol 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,可求得消耗的HNO3的物质的量为1.6×10-3mol；而实际上铜既与浓硝酸反应，又与稀硝酸反应（随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸），则反应消耗的HNO3的物质的量介于1.6×10-3mol与2.4×10-3mol之间，故正确答案为（C）。
四，不定方程讨论在化学中的运用
如果由题设条件列出的等式个数少于未知数的个数，则形成不定方程。此时往往要从题中找出限定条件，进行最小范围的讨论，这种解题方法在解有机题目时经常用到。
例5：在标准状况下，将1L由CO和某气态烷烃组成的混合气体与9L氧气混合起来，点燃，充分燃烧后当压强不变、温度为409.5K时，气体体积为15L。求该烷烃的分子式及该烷烃在原混合气体中的体积分数。
解析：反应前标准状况下的10L气体在101.3kPa409.5K时体积为10L409.5K/273K=15L
反应后气体的体积也为15L.
设该烷烃的分子式为CnH2n+2,其体积为XL，CO的体积为(1-x)L，则依
2CO+O2=2CO2 气体体积减少
1
（1-x）L (1-X)/2L
CnH2n+2 +3n+1/2O2→nCO2 +(n+1)H2O 气体体积增加
n-1/2
xL (n-1)x/2L
因反应前后气体体积未变，故
1-x/2=(n-1)x/2 (x＜1,n为不超过4的正整数）
讨论：（1）n=1时，x=1,不合理
(2) n=2时，x=1/2,合理
(3) n=3时，x=1/3,合理
(4) n=4时，x=1/4,合理
即该烷烃可能是C2H6，占50%；也可能是C3H8，占33.3%;还可能是C4H10占25%
五，对不等式的讨论
借助于数学中的不等式，将题中的信息（显性或隐性）转化成数学关系---不等式进行讨论，最后可得出答案。
例6：10ml某气态烃在30ml氧气里充分燃烧后，得到了液态水和35ml混合气体（所有气体的体积都是在同温同压下测定的）求该气态烃的分子式。
解析：设该烃的分子式为CxHy,
CxHy + (x+y/4)O2 → XCO2 + y/2H2O（液） 体积减少
1+y/4
10ml (10+50-35)ml=25ml
列式后可解得y=6
因该烃是气态烃，故其分子式为CxH6(x=2,3,4)
以上解法看似无懈可击，但深究后不难发现，“烃充分燃烧”隐含着“氧气必须适量或过量”，即有
10(x+y/4)ml≤50ml
因y=6,0＜x≤3.5,即x=2,3(x=4时，不合题意，应舍去).该题的正确答案为C2H6、C3H6。
思维能力训练题：
一，选择题：
1.某10gCaCO3样品与足量盐酸反应时，共产生气体2.5L（标准状况下），则该样品中可能混有的杂质为（ D ）
A,K2CO3 B,Na2CO3 C,KHCO3 D,MgCO3
2.t℃时，将一定量A（不含结晶水）的不饱和溶液平均分成三份，分别加热蒸发，然后冷却到t℃，已知三份溶液分别蒸发水的质量为10g、20g、30g，析出A晶体（不含结晶水）的质量依次为ag、bg、cg，则a、b、c三者的关系为（ B ）
A,c=a+b B,c=2b-a C,c=a+2b D,c=2a-b
3.1.01X105Pa、120℃条件下，将体积比为2:1的甲、乙两种烃与足量的氧气混合得气体VL，使得充分燃烧后恢复到原状态，所得气体其体积仍为VL，则下列不符合此条件的一组是（ B ）
A，甲：CH4 乙：C2H4 B，甲：C2H2 乙：C3H6
C，甲：C2H4 乙：C3H4 D，甲：C2H2 乙：C3H8
4.25℃时，将PH=X的H2SO4溶液与PH=Y的NaOH溶液等体积混合，反应后所得溶液PH=7。若X=Y/6，则X值为（ A ）
A,2 B,3 C,4 D,5
5.在标准状况下，气体A的密度为1.25g/L，气体B的密度为1.876g/L，A和混合气体在相同状况下H2的相对密度为16.8，则混合气体中A和B的体积比为（ D ）
A，1:2 B,2:1 C,2:3 D,3:2
6.短周期元素X和Y能形成XY4的化合物，若X的原子序数为m,Y的原子序数为n，则m和n不可能的关系是（ D ）
A,m-13=n B,n+5=m C,n-11=m D,m+8=n
二，填空题
7.向NaBr与NaI的混合液中通入适量Cl2，反应完全后将溶液蒸干并小心灼烧至恒重，得到固体W。
（1）W的可能组成为① ② ③ ④ 。（填化学式，可以多填或少填）
（2）现将NaBr与NaI的固体混合物10.0g溶于适量水中，通入448ml Cl2（标准状况）充分反应后，按上述操作得到W的质量为7.28g。求原混合物中NaI的质量分数？
答案：(1) ①NaCl、NaBr、NaI ②NaCl、NaBr ③NaCl
(2) NaI的质量分数为30%
8.现有A、B两种链状饱和一元醇的混合物0.3mol，其质量为13.8g。已知A和B碳原子数均不大于4，且A＜B。
(1)混合物A可能的分子式为 ，B可能的分子式为 。
(2)若n(A):n(B)=1:1时，A的名称是 ；B的名称是 。
(3)若n(A):n(B)≠ 1:1时，A的结构简式为 ；B的结构简式为 ；则n(A):n(B)=
答案：(1)CH4O C3H8或C4H10
(2)甲醇 1─丙醇、2─丙醇
(3)CH3OH ; CH3CH2CH2OH、CH3CH2CH(OH)CH3、 (CH3)3COH;
2:1
三，计算题
9．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10 mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸溶液体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：
（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为　　　　mol·L-1
（2）曲线A表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写化学式）　　　　　　　；其物质的量之比为 。
（3）曲线B表明，原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为 mL。
答案： (1)0.75 (2)NaOH；Na2CO3 3:1 (3)112
10，一定条件下，可逆反应A2+B2≒2C达到了化学平衡状态，平衡时，[A2]=0.5mol/L;[B2]=0.1mol/L;[C]=1.6mol/L
若A2、B2、C的起始浓度分别amol/L、bmol/L、cmol/L表示，请回答：(1)a,b应满足的关系是
(2)a取值范围是 ,b取值范围是
答案：(1)a-b=0.4 (2) a 的取值范围为0.4≤a≤1.3,b的取值范围为0≤b≤0.9.
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