聚焦“核心考点”,诊治“解决对策”

2014-03-05 22:22颜建河
广东教育·高中 2014年2期
关键词:方程式化合物气体

颜建河

2013年高考已经结束,盘点全国各地化学学科试题,从中不难发现,高考正朝着“素质”方向改革——突出“核心”考点,注重能力考查。为此,在今后各个阶段的复习中,特别是高考的后期复习,考生不能掉以轻心,要高度关注化学《考纲》中的一些“核心”考点,认认真真地梳理好这些知识,努力做到时时翻阅、时时补充,活学活用。这样,才能确保高考复习的效益和质量,高考中才能做到战无不胜,取得最好成绩。本文简要地将高考中的一些“核心考点”进行再梳理,诊治“解决对策”,以期能对考生的冲刺复习有所启示。

一、离子反应问题

这类问题涉及离子反应方程式的书写,其解决策略必须从以下几方面来切入。

一看“量”:即涉及与“量”有关的离子反应方程式的书写,要遵循“定组成”这一核心定律。在书写离子反应方程式时,若反应物为不足量时,所拆分的离子其配比一定要符合“定组成”定律;若反应物为过量时,则所拆分的离子其配比不一定要符合“定组成”定律。例如,碳酸氢钙溶液与氢氧化钠溶液反应有两种情况:①NaOH适量,其离子反应方程式为:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O;②NaOH过量,其离子反应方程式为:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O。

二看温度:反应物相同,但由于温度不同,反应生成物不同,则离子方程式也不同。例如,氯气与氢氧化钠溶液反应:①Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;②3Cl2+6OH-5Cl-+Cl+3H2O。

三看浓度:反应物相同,但由于反应物的浓度不同,则离子方程式也不同。例如,铜与硝酸的反应:①浓HNO3,其离子反应为:Cu+2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O;②稀硝酸,其离子反应为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O。

【例1】有一包白色固体可能由Al2(SO4)3、AgNO3、BaCl2、NH4Cl、KOH、Na2S中的两种或三种组成。取少量白色固体,加入蒸馏水充分振荡得无色溶液;取无色溶液,逐滴加入稀HNO3,有白色沉淀产生。试回答:

⑴此白色固体中至少存在哪几种物质?请写出全部可能的情况(可不填满,也可以补充):第一种情况 ;第二种情况 ;第三种情况 ;第四种情况 。

⑵若要证明固体的组成,还需做的实验是

分析:根据题给6种物质分析可推知,两种或三种组合中加入蒸馏水充分振荡后所得溶液为无色,可推知这种组合中一定含有KOH固体,再结合题给混合液中滴加稀HNO3,有白色沉淀产生,结合所给物质分析其组合有如下两种:⑴第一种是Al2(SO4)3和过量KOH的混合物;第二种是AgNO3、NH4Cl和KOH固体混合物。

⑵为证明固体组成,可取少量固体于试管中加入少量蒸馏水,将其制成溶液,然后向其逐滴加入BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明固体为Al2(SO4)3和KOH的混合物;若无沉淀产生,则说明固体为AgNO3、NH4Cl和KOH的混合物。

练习:下列离子反应方程式正确的是( )

A. 用澄清石灰水吸收氯气:Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H+ B. 将金属钠加入冷水中:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ C. 向稀硝酸中加入少量铁粉:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O D.在碳酸氢钙溶液中加入少量苛性钾溶液:Ca2++2HCO3-+2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O

答案:B

二、非常规型化合物问题

这类问题涉及物质结构中很多不可类推的重要的化合物类型,它们属于非常规型化合物,是解决这类问题的关键点。

一是XY型非常规化合物:①化学式符合的有:CO、NO、NaH;②最简式符合的有:H2O2、Na2O2、C2H2、C6H6等。

二是XY2型非常规化合物:①化学式符合的有SO2、NO2;②最简式符合的有:C2H4、C3H6等。

三是X2Y3型非常规化合物:①化学式符合的有:N2O3;②最简式符合的有:C4H6。

四是X2Y型非常规化合物:N2O。

五是XY4型非常规化合物:CH4、SiH4等。

【例2】 X、Y、Z为短周期元素,这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6,则由这三种元素组成的化合物不可能是( )

A. XYZ B. X2YZ C. X2YZ2 D. X2YZ3

分析:根据题意知,短周期元素最外层为1个电子的元素有H、Li、Na;最外层电子数为4个的元素有C、Si;最外层电子数为6个的元素有O、S。倘若只考虑无机物,依据元素化合价规则推知只有D选项符合。倘若打破无机物的框架,从有机物切入,则可推知B为HCHO、C为HCOOH。

答案:A

练习:短周期的A、B两种元素,A原子半径小于B原子半径,两种元素可形成A是正价的AB2型化合物。下列关于两元素的叙述正确的是( )

①A、B可能属于同一周期;②A是B的前一周期元素;③A只能是金属元素;④A可能是第二周期ⅡA族或ⅣA族元素。

A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ②③④

答案:C

三、等电子粒子问题

这类问题涉及等电子粒子相关知识,在高考中常见于推断题中,是解决问题的切入口,学生必须高度重视。

一是2电子体:He、H-、Li+、Be2+;

二是10电子体:Ne、HF、H2O、NH3、CH4、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+、N3-、O2-、F-、OH-、NH2-;

三是18电子体:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4、CH4F、k+、Ca2+、P3-、S2-、HS-、Cl-、O22-。

四是核外电子总数及质子总数均相等的粒子:Na+、NH4+、H3O+(11个质子、10个电子);F-、OH-、NH2-(9个质子、10个电子);Cl-、HS-(17个质子、18个电子);N2、CO、C2H2(14个质子、14个电子)。

【例3】甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的微粒,它们的电子总数相等。己知甲、乙、丙为双原子分子或二价双原子阴离子,丁为原子。

⑴丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体,反应的化学方程式是 。

⑵乙在高温时是一种还原剂,请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途: 。

⑶在一定条件下,甲与O2反应的化学方程式是 。

⑷丁的元素符号是 ,它的原子示意图为 。

⑸丁的氧化物的晶体结构与 的晶体结构相似。

分析:根据题意,利用等电子粒子相关知识来进行切入,可迅速推断出丙C22-,其与钙离子结合的化合物为CaC2;乙为CO;甲为N2;丁为Si。

正确答案:⑴CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑;⑵3CO+Fe2O32Fe+3CO2,工业上利用该反应进行炼铁。(其它合理答案也可以);⑶N2+O22NO;⑷Si、原子结构示意图(略);⑸金刚石。

练习:1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子总数相同的分子,互为等电子,等电子体的结构相似、物理性质相近。

⑴根据上述原理,仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的是 和 ; 和 。

⑵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,也可以互为等电子体,它们也具有似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有

、 。

答案:⑴N2 CO;CO2 N2O ⑵O3 SO2

四、弱电解质平衡移动问题

这类问题涉及弱电解质的电离平衡移动方向,其解答问题的切入点就是利用化学平衡等相关知识进行解答。

一是改变温度法:升高温度平衡向右移动,降低温度平衡向左移动。

二是相同离子作用法:例如,NH3·H2O?葑NH4++OH-加入NH4Cl(NH4Cl=NH4++Cl-),平衡向左移动。

三是酸或碱作用法:例如,NH3·H2O?葑NH4++OH-加入酸,则H++OH-=H2O,由于c(OH-)减少,会使平衡向右移动。

四是沉淀转移法:例如,在硫化氢溶液中加入硫酸铜溶液,因生成CuS沉淀而使平衡向右移动。其离子反应为:H2S=H++HS-、HS-?葑H++S2-、S2-+Cu2+=CuS↓,总反应式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+。

五是气体逸出法:例如,在二氧化硫的溶液中加盐酸,因c(H+)增大而使SO2逸出,平衡向左移动。其离子反应为:H2SO3?葑H++HSO3-、HSO3-+H+=SO2↑+H2O。

六是氧化还原法:例如,在氢硫酸溶液中加入浓硝酸,发生氧化还原反应,而使H2S的浓度逐渐变小,平衡向左移动。其离子反应为:H2S?葑HS-+H+、H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O。

七是配合效应法:例如,在氢氰酸中,加入硫酸亚铁溶液,由于生成配合离子,c(CN-)减小,使平衡向右移动。其离子反应为:HCN?葑H++CN-、Fe2++6CN-=[Fe(CN)6]4-。

【例4】苯酚具有弱酸性,但苯酚却不能使石蕊试剂变红,Fe3+易与C6H5OH反应生成稳定的离子,反应的化学方程式为:Fe3++6C6H5OH?葑[Fe(C6H5O)6]3-+6H+

⑴试预测在苯酚钠溶液中逐滴加入FeCl3溶液,可依次出现的现象:①现象:红褐色沉淀,离子方程式为 :②现象: ;③现象: 。

⑵若在FeCl3与C6H5OH的混合溶液中分别加入①过量Fe粉,其现象: ;②足量NaOH溶液,现象是: 。

分析:根据题意可知,苯酚钠是强碱弱酸盐,而FeCl3溶液是强酸弱碱盐,两者混合时,C6H5O-和Fe3+都发生水解且相互促进,从而生成Fe(OH)3和C6H5OH,接着和FeCl3溶液生成紫色溶液。但随着反应的不断进行,混合液中酸性增强,使Fe(OH)3沉淀逐渐溶解。然后,在依据平衡移动原理相关知识,则⑵中的各个问题便可迎刃而解。正确答案:⑴①Fe3++3C6H5O-+3H2O=Fe(OH)3↓+3C6H5OH;②溶液变成紫色;③红褐色沉淀逐渐溶解。⑵①溶液由紫色变成浅绿色;②有红褐色沉淀产生,紫色褪去。

练习:浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在着如下的平衡:Fe2++2H2O?葑Fe(OH)2+2H+。若往此溶液中加入盐酸,则溶液的颜色( )

A. 绿色变深 B. 变得很浅 C. 变黄色 D. 不变

答案:C

五、平衡标志问题

对于判定化学反应是否达到平衡状态的标志,其切入点可从如下3个方面来判断:

(1)直接标志:① v正=v逆 ,即用速率关系表示化学平衡状态,式中既要有正反应速率,又要有逆反应速率,且两者之比等于该反应中的化学计量数之比。②各组分的质量、物质的量不变,③各组分的浓度(或百分含量)不变。

(2)间接标志:①对于有气体存在且反应前后气体的总体积发生改变(Δn(g)≠0)的反应,如N2(g)+3H2(g)?葑2NH3(g),a. 通过总量:n总(或恒温恒压下的v总、恒温恒容下的p总)不变;b. 通过复合量:(平均摩尔质量、密度)不变,则说明该反应已达平衡状态;②对于有气体存在且反应前后气体的总体积不发生改变(Δn(g)= 0)的反应,如H2(g)+ I2(g)?葑2HI(g),反应过程中任何时刻体系的压强、气体的物质的量、平均摩尔质量都不变,故压强、气体的物质的量、平均摩尔质量不变均不能说明反应已达平衡状态;③其他:对于有色气体存在的反应体系,如H2(g)+ I2(g)?葑2HI(g)和2NO2(g)?葑N2O4(g)等,若体系的颜色不再发生改变,则反应已达平衡状态。

(3)微观标志:如N2(g) +3H2(g)?葑2NH3(g),下列各项均可说明该反应达到平衡状态:①断裂1mol N≡N键的同时生成1 mol N≡N键;②断裂1 mol N≡N键的同时生成3 mol H-H键;③断裂1 mol N≡N键的同时生成6 mol N-H键;④生成1 mol N≡N键的同时断裂6 mol N-H键。

【例5】可逆反应:2NO2(g)?葑2NO(g)+ O2(g),在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是( )

①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2;②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO;③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态;④混合气体的颜色不再改变的状态;⑤混合气体的密度不再改变的状态;⑥ 混合气体的压强不再改变的状态;⑦ 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。

A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部

分析:根据平衡状态的含义、特征和判定方法进行分析可知,①单位时间内生成n molO2必消耗2n molNO2,而生成2n molNO2时,必消耗n molO2,能说明反应达到平衡;②不能说明;③中无论达到平衡与否,化学反应速率都等于化学计量系数之比,不能说明;④有颜色的气体颜色不变,则表示物质的浓度不再变化,说明反应已达到平衡;⑤体积固定,气体质量反应前后守恒,密度始终不变;⑥反应前后△V≠0,压强不变,则各物质的含量不再变化;⑦由于气体的质量不变,气体的平均相对分子质量不变时,说明气体中各物质的量不变,该反应△V≠0,能说明该反应达到平衡。故正确选项为A。

练习:在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)?葑2c(g)达到平衡的标志是( )

A. C的生成速率与C的分解速率相等

B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB

C. A、B、C的浓度不再变化

D. A、B、C的分子数比为1∶2∶3。

答案:A、C

总之,研读“高考试题”关注《考纲》,聚焦“核心”考点,着眼基础,回归课本,着力打造知识体系的建构和运用,才是高考取得好成绩的制胜法宝。

(作者单位:河北省衡水市故城县教研室)

责任编校 李平安

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