一、考查“綠色化學(xué)”與化學(xué)反應(yīng)??概念理解型
[例1] (2005?北京市初賽試題)“綠色化學(xué)工藝”是預(yù)防污染的基本手段,其理想狀態(tài)是反應(yīng)物里的原子全部轉(zhuǎn)化到欲制取的產(chǎn)物中,即原子的利用率為100%。只利用下列反應(yīng)類型中的一種進(jìn)行化工生產(chǎn),一定屬于“綠色化學(xué)工藝”的是( )
A.分解反應(yīng) B.化合反應(yīng) C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)
[解析]本題用簡(jiǎn)潔的語言,描述了“綠色化學(xué)工藝”的原理,反映了化學(xué)學(xué)科的新進(jìn)展,并從中考查了學(xué)生對(duì)四種化學(xué)反應(yīng)類型特點(diǎn)的了解,并與“綠色化學(xué)工藝”建立了聯(lián)系。根據(jù)題給信息“反應(yīng)物里的原子全部轉(zhuǎn)化到欲制取的產(chǎn)物中”,由于化合反應(yīng)只有一種生成物(即產(chǎn)物),反應(yīng)物中原子的利用率肯定達(dá)到100%。其它三種反應(yīng)類型至少有兩種生成物,如果只有其中的一種生成物是欲制取的產(chǎn)物,顯然原子的利用率沒有100%。
[答案]B
二、考查化學(xué)反應(yīng)的基本類型??數(shù)據(jù)分析型
試判斷該密閉容器中發(fā)生的反應(yīng)屬于
A.化合反應(yīng) B.置換反應(yīng) C.分解反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)
[解析] 分析反應(yīng)前后各物質(zhì)質(zhì)量的變化,發(fā)現(xiàn)物質(zhì)Y和Q在反應(yīng)后質(zhì)量分別增加(24g-2g)=22g和(14g-5g)=9g,說明Y和Q都是生成物,而物質(zhì)Z在反應(yīng)后質(zhì)量減少(84g-0g)=84g,說明Z是反應(yīng)物。根據(jù)質(zhì)量守恒定律,參加反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和,減少的Z物質(zhì)總質(zhì)量(84g )不等于生成的Y和Q的總質(zhì)量(22g+9g)=31g,由此得出X也應(yīng)該是生成物。反應(yīng)后X的質(zhì)量(即待測(cè))=(84g-31g)+2g=55g。該反應(yīng)是由一種物質(zhì)Z生成了三種物質(zhì)X、Y和Q,是一個(gè)分解反應(yīng)。
[答案] C。
三、考查化學(xué)方程式的書寫
1、根據(jù)題給信息進(jìn)行類比書寫??舉一反三型
[例3](2004?江蘇預(yù)賽試題)仿照下列化學(xué)方程式:
CH4+2O2CO2+2H2O 2H2S+SO2=3S↓+2H2O NaH+H2O=NaOH+H2↑,
在以下(1)~(4)的化學(xué)反應(yīng)中任選3個(gè)完成化學(xué)方程式。
(1)甲烷在氯氣中燃燒 CH4+Cl2??
(2)甲硅烷在空氣中燃燒 SiH4+O2??
(3)氨氣和二氧化氮?dú)怏w在一定條件下混合 NH3+NO2??
(4)氫化鈣溶于水 CaH2+H2O??
[解析] 這是一道具有一定難度的信息遷移題。本題首先要對(duì)題目提供的三個(gè)化學(xué)方程式進(jìn)行分析,找出一些反應(yīng)規(guī)律,并根據(jù)這些規(guī)律書寫同類型的反應(yīng)方程式,這是化學(xué)學(xué)習(xí)中必須訓(xùn)練的科學(xué)方法。解答此題,我們可選擇平時(shí)熟悉的CH4和O2作為剖析“仿照”的突破口,將陌生的事物用熟悉的事物進(jìn)行類比,轉(zhuǎn)換和重組。通過分析,發(fā)現(xiàn)第(1)(2)個(gè)反應(yīng)與第1個(gè)例題相似(規(guī)律:生成兩種氧化物或氯化物),第(3)反應(yīng)與第2個(gè)例題相似(規(guī)律:某一種元素的氫化物和氧化物反應(yīng),生成這種元素形成的單質(zhì)和一種氧化物),第(4)個(gè)反應(yīng)與第3個(gè)例題相似(規(guī)律:金屬氫化物與水反應(yīng)生成氫氧化物和氫氣)。
[答案](1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl (2) SiH4+2O2SiO2+2H2O
(3) 8NH3+6NO2==7N2+12H2O (4) CaH2+2H2O==Ca(OH)2+2H2↑
[點(diǎn)評(píng)] 這類試題具有如下特點(diǎn):一是題干給出的信息常常是學(xué)生未曾學(xué)過的新知識(shí)、或創(chuàng)設(shè)學(xué)生未曾經(jīng)歷的新情境;二是題給信息具有啟發(fā)性,經(jīng)過處理后可以遷移和靈活運(yùn)用;三是在解答問題時(shí),要從新信息中抽象出來的新知識(shí)和新規(guī)律并聯(lián)系到已有的知識(shí),進(jìn)行類比推理。這一類試題的關(guān)鍵是對(duì)題給新信息的理解(如此處的“仿照”),然后在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行類比、轉(zhuǎn)換和重組。只要類比貼近題意,轉(zhuǎn)換和重組就能成功,即使是陌生的問題也能迎刃而解。它實(shí)際上是考察學(xué)生接受新信息的能力。
2、根據(jù)題目中的問題空間進(jìn)行搜索書寫??分析推理型
[例4](2004?全國復(fù)賽試題)為防止大氣污染,工業(yè)上產(chǎn)生的硫化氫(H2S)要經(jīng)過處理,使其變成硫單質(zhì)。富瑪克斯法治理硫化氫的方法和步驟
①用2%~3%的Na2CO3溶液作吸收劑生成兩種酸式鹽,其中一種為NaHS;
②再加入一種RNO(液) (R表示一種有機(jī)基團(tuán))與生成的這種酸式鹽的水溶液反應(yīng)生成硫、堿和RNHOH;
③第二步生成的堿在溶液中與另一種酸式鹽反應(yīng)生成正鹽;
④RNHOH與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)又得到RNO。
(1)寫出上述四步反應(yīng)的化學(xué)方程式。
① ;
② ;
③ :
④ 。
(2)富瑪克斯法的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為: ,RNO在整個(gè)過程中起到 的作用。
[解析] 根據(jù)文字信息書寫未曾學(xué)過的化學(xué)方程式是競(jìng)賽中的必考題型,且所占分值較大。解答本題的關(guān)鍵是讀懂題給文字信息,再將信息轉(zhuǎn)化為化學(xué)方程式。酸式鹽是酸中的氫離子部分被中和的產(chǎn)物,①中已告訴一種酸式鹽為NaHS,則另一種酸式鹽必為NaHCO3;第②問將二種生成物的具體名稱給出,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,則生成的堿中一定含有鈉元素,該堿一定是NaOH;第③問則是NaOH與NaHCO3反應(yīng)生成Na2CO3和H2O。從所寫方程式可以看出,Na2CO3、NaHCO3、NaHS、NaOH、RNO、RNHOH都不是最終產(chǎn)物,只有H2S和O2才是反應(yīng)物,最終生成物為H2O和S。將第②個(gè)化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)都乘以2后與①③④相加即可得出總反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[答案] (1) ① Na2CO3+H2S=NaHCO3+NaHS ②RNO+H2O+NaHS=NaOH+S+RNHOH
③NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O ④2RNHOH+O2=2RNO+2H2O
(2) 2H2S+O2=2H2O+2S↓ 催化劑
[點(diǎn)評(píng)] 從起始反應(yīng)物出發(fā),逐步搜索,首先攻下“明碉”(如本例中相對(duì)容易的第①和第④問),然后拿下“暗堡”(如本例中相對(duì)較難的第②和第③問),前后夾擊,步步為營,一步一步接近目標(biāo),也才能做到步步為贏?芍^思維縝密,疏而不漏。
對(duì)四種基本化學(xué)反應(yīng)概念的理解和判斷以及掌握化學(xué)方程式的正確書寫是學(xué)好化學(xué)的必備工具性知識(shí)。縱觀近兩年的全國化學(xué)競(jìng)賽初復(fù)賽試題,根據(jù)題給信息書寫并配平化學(xué)方程式是化學(xué)競(jìng)賽的一種重要題型,在整個(gè)試題中都占有較大的比例。
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