《化学反应其能量变化》典型问题例析

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1、《化学反应其能量变化》典型问题例析安徽省特级教师杨明生我们通常所说的化学主干知识主要包括：三大理论（结构理论、平衡理论和电离理论）、两大反应。所谓的两大反应指的就是氧化还原反应和离子反应，它不仅是中学化学学习的重点、难点，也是高考化学的热点。通过对近几年高考化学试题分析可见，氧化还原反应的考点主要集中在氧化还原反应规律的应用及氧化还原反应方程式的配平等方面，离子反应的考点主要集中在离子方程式正误判断、离子共存判断和离子反应后的浓度比较等方面。现就氧化还原反应及离子反应的有关典型问题分析如下。一、氧化还原反应

2、典型问题氧化还原反应的规律很多，应用比较广泛的主要有电子得失守恒规律、化合价升降规律、“归中”规律和“强制弱”规律等。由于氧化还原反应方程式的配平以后还要专门学到，这里仅给出氧化还原反应的规律应用问题例析。例1．在一定条件下，PbO2与Cr3＋反应，产物是Cr2O72－和Pb2＋，则与1molCr3＋反应所需PbO2的物质的量为A．3.0molB．1.5molC．1.0molD．0.75mol解析：利用得失电子守恒原理解决氧化剂与还原剂物质的量比的问题一直是高考的热点问题。此题为2003年高考理综新课程卷上

3、的一道选择题，尽管在试题设问上与以往有所不同，但本质上仍然是利用得失电子的物质的量相等原理来考查还原剂Cr3＋与氧化剂PbO2的物质的量关系。通常情况下，氧化还原反应中根据电子得失守恒建立的氧化剂与还原剂之间的物质的量关系为：=。已知铬元素化合价从＋3升高＋6，铅元素化合价从＋4降到＋2，设PbO2的物质的量为xmol，则有一元一次等式成立：1×（6－3）=x×（4－2），解得x=1.5mol。答案为B。例2．G、Q、X、Y、Z均为含氯化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下转化关系（

4、未配平）：⑴G→Q＋NaCl⑵Q＋H2O→X＋H2⑶Y＋NaOH→G＋Q＋H2O⑷Z＋NaOH→Q＋X＋H2O这五种化合物氯元素的化合价由低到高的顺序为A．QGZXYB．GYQZXC．GYZQXD．ZXGYQ解析：此题是一道上海市的高考试题，主要考查的知识点是“氧化还原反应中元素化合价有升必有降”的基本原理。⑴3NaCl中氯元素处于最低价，则Q中氯元素化合价必高于G中氯元素化合价；⑵氢元素化合价降低，氯元素化合价必升高，X中氯元素化合价较G中氯元素化合价高；由⑶、⑷结合⑴和⑵得出G、Q、X、Y、Z中所含氯元

5、素的化合价关系为：Q＞Y＞G，X＞Z＞Q。所以答案为B。例3．根据下列方程式：⑴2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；⑵HClO+HCl=Cl2+H2O；⑶2Fe3＋＋Cu=2Fe2++Cu2+；⑷Fe+Cu2+=Fe2++Cu，判断下列各组物质氧化性强弱顺序正确的是A．Fe3+＞HClO＞Cl2＞Fe2+＞Cu2+B．HClO＞Cl2＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+C．Cl2＞HClO＞Fe3+＞Cu2+＞Fe2+D．HClO＞Fe3+＞Cl2＞Cu2+＞Fe2+解析：此题看起来很复杂，但问题解决起来却

6、非常简单，所依据的规律就是常说的“强制弱”规律。所谓的“强制弱”规律，指的是氧化性（还原性）强的物质可以把还原性（氧化性）弱的物质制出来，具体到某一个特定反应中的意思是说，具有氧化性的氧化剂（还原性的还原剂）可以把具有氧化性的生成物（还原性的生成物）制出来。由⑴可知，Cl2氧化性强于Fe3+，即Cl2＞Fe3+，由⑵可知，HClO＞Cl2，由⑶可知，Fe3+＞Cu2+，由⑷可知，Cu2+＞Fe2+。由此可进一步推知，正确答案为B。尽管我们所遇到的氧化还原反应问题很多，但解决问题的办法只有一个，那就是氧化还原

7、反应的规律应用。只有我们理解并掌握了氧化还原反应的规律，所有的问题都会迎刃而解。二、离子反应典型问题离子反应的有关知识十分重要，有关问题也非常传统与典型，特别是“离子”问题倍受高考亲睐，几乎每年都有不同类型的高考离子题出现。有关离子反应的典型问题主要分为：离子共存判断问题、离子方程式正确误判断问题和离子反应后的离子浓度比较问题。例1．下列各组离子，在水溶液中不能大量共存的是A．K+HCO3-CO32-Br-B．CO32-HCO3-OH-K+C．Fe3+Cu2+NO3-SO42-D．H+Cl-Na+CO32-

8、解析：此题是早些年高考化学单独组卷时的一类高考每年必考的热点问题，判断离子间能否大量共存的直接理由是离子间是否发生反应。凡是在溶液中离子之间发生作用生成沉淀、气体或难以电离的物质，或离子间发生了电子得失，都不能大量共存。选项A、C中的离子间没有发生离子反应，可以大量共存，但B中的HCO3-与OH-、D中的H+与CO32-发生反应而使离子间不能大量共存。答案为B、D。例2．下列离子方程式正确的是A．澄清石灰水与稀盐