例谈运用化学基本原理解题的线索

◇ 重庆 李晓红

例谈运用化学基本原理解题的线索

◇ 重庆 李晓红

中学化学基本原理主要有:物质结构理论、平衡理论、电离理论和以“物质的量”为核心的计量理论.而运用这些原理解题时,学生往往感觉到头绪很多,难以着手,本文以典型习题为例,针对其解题的主要线索进行归纳梳理.

1 运用物质结构理论解题

1)元素的位置、原子结构及其单质与化合物的性质之间的相应推导.其中包括元素周期表中同主族、同周期元素及其单质和化合物的性质递变规律推测;元素及其单质和化合物的氧化还原性推断;元素最高价氧化物水化物的酸碱性判断以及元素气态氢化物的形成难易与稳定性判断等.

2)用化学键的观点来分析化学反应过程.例如引导学生分析离子键与共价键的异同,举例说明其形成过程.

3)以官能团为特征,推测不同有机化合物特有的性质与典型反应等.例如,在一支洁净的试管里配制2 mL银氨溶液,加入1mL10%的葡萄糖溶液,振荡,然后在水浴里加热,观察发生的现象.根据实验现象分析,可以证明葡萄糖分子含有什么官能团?葡萄糖具有什么性质?

2 运用化学平衡理论解题

以反应物活化分子百分数的多少,来判断外界条件对化学反应速率的影响和以化学平衡移动原理为基础,来推断可逆反应进行的条件和方向等.例如,木炭在空气中燃烧是放热反应,为什么木炭燃烧前必须先引火点燃?点燃后停止加热,为什么木炭还能继续燃烧?又如,当人体吸入大量CO时,会引起CO中毒,这是由于CO与血液里的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地与氧气结合,人会因缺氧而窒息,甚至死亡,请根据化学平衡移动原理,简述抢救CO中毒患者时应采取的措施.再如,为了加快固体溶解速率,用热水配制硫酸铜溶液,会产生浑浊,试解释为什么,怎样才能用热水配制澄清的硫酸铜溶液?

3 运用电离理论解题

以电解质在水中的电离行为及其对电离平衡的影响为依据,定性推断溶液的酸碱性及其离子反应进行的可能性等.例如,在溶液导电性的实验中注入浓醋酸溶液时,灯泡很暗,若改用浓氨水,结果相似,但如果将上述2种溶液混合起来实验时,灯泡却十分明亮,为什么?又如,向2支含有固态氢氧化镁饱和溶液的试管中,分别加入适量的固体醋酸钠、氯化铵,那么,2支试管中固体的质量会有什么变化?说明原因.

4 运用以“物质的量”为核心的计量理论解题

“物质的量”是国际单位制中7个基本物理量之一,其SI单位是摩尔(mol),是唯一与物质基本单元数目(或微观粒子数目)相关的物理量.它通过摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数、元电荷、计量数等与物质质量、溶液浓度、气体体积、电极反应、化学方程式等联系起来,起到了宏观物质与微观粒子在计量上相互转换的桥梁作用.如:把50mL18.4mol· L－1的浓硫酸搁置一昼夜后,取出5mL,发现由于吸收了水分,溶液的浓度变成18.0mol·L－1,计算取出5 mL后剩余硫酸的体积.再如,标准状况下1.68L无色可燃气体在足量的氧气中完全燃烧,若将产物通入足量澄清石灰水,得到白色沉淀质量为15.0g;若将产物用足量碱石灰吸收,质量增加9.3g.(1)计算燃烧产物中水的质量;(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式;(3)若原气体是2种等物质的量的气体混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写一组).分析上述计算可看出,它们都是围绕“物质的量”这一核心内容展开的.

例 (2016年全国卷Ⅲ)4种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性.下列说法正确的是( ).

A 简单离子半径:r(W)＜r(X)＜r(Z);

B W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性;

C 气态氢化物的热稳定性:W弱于Y;

D 最高价氧化物的水化物的酸性:Y强于Z

分析 本题以4种短周期元素在元素周期表中的位置、同电子层结构的离子结构、原子半径、二元化合物的类别及重要性质为载体,通过设计简单离子半径、二元化合物溶于水后所得溶液的酸碱性、气态氢化物的热稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性等问题,考查考生对元素推断、简单离子半径大小比较、钠的氧化物的性质、非金属性强弱比较及其应用等的了解情况,考查了分析问题、解决问题的能力.

重庆巫溪县教育研究进修学校)