高中化学解信息迁移题的基本思维方法

1、读书破万卷下笔如有神解信息迁移题的基本思维方法解答化学信息题的关键是善于分析与综合、类比与推理、归纳与演绎、假设与验证等基本的思维方法。本文通过一些典型实例，介绍解答化学信息题常见的基本思维方法。一、分析与综合把问题中的新信息分解为几个单一部分进行一一研究，然后，把分解的各部分、相关的已有知识规律结合整体来认识。简单地说就是“先从复合到单一，再由单一到复合”实际解题过程中往往是一边分析、一边综合， 直到问题的完全解决。可以说，解答任何一道试题都要用分析和综合的方法。 例 1 铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已近枯竭，而登上小行星去采还纯属科学幻想。 研究证实，有一类共价化合物可代替铂金属

2、催化剂。它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂（millennuum catalysts ）。下面 3 种方法都可以合成它们： 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。(1) 合成的化合物的中文称名是_ 和 _。 (2)为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简单或实验式）是_ 和 _ 。（补充提

3、示：钼、钨、铂、钌的元素符号分别为Mo 、W 、Pt、Ru，它们的原子序数分别为42、74、78、 44）解析 (1)显然，题中开始的一大段文字与解题无实质性的联系。要回答这个问题，须对题给有关合成“千禧催化剂”的三种方法进行一一分析，再把分析结果进行综合。分析，所求催化剂中可能含有碳、氢、氧、钨、钼等元素；分析，所求催化剂只可能含碳、氢、卤素、钨、钼等元素；分析，所求催化剂中可能含碳、氧、钨、钼等元素。综合以上三项分析结果，所求催化剂中只可能含碳、钼、钨等元素。(2) 联想到 H 2O、 CH4 等常见物质，其中心原子要达到8 电子结构，所以 H2O 中 O 原子要结合 2 个 H 原子，C

4、H4中 C 原子要结合4 个 H 原子。把这种思考方法迁移到本题中， 根据“金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数”，碳化钼中钼原子周围的价电子数应等于钌原子的价电子数，比较Mo 和 Ru 的原子序数，分别为 42 和 44，Mo 和 C的原子数比应为2:1，化学式为“ Mo2C ”。同样，碳化钨中钨原子周围的价电子数与铂原子的价电子数相等，比较 W 跟 Pt 的原子序数， 分别为 74 和 78，所以钨跟碳会以原子个数1:1结合，碳化钨的化学式应为“WC ”。评析 一道竞赛题目看起来很难，解答过程中却只是简单地分析一下元素的种类，出人意料。从中也告诉我们，基本的思维方法是

5、多么的重要。要注意的是，题中涉及钼、钨、钌、铂等中学很少见的元素，千万不要自入歧路，把问题想得过于复杂。二、类比与联想类比、联想是解答化学信息迁移题时常用的思维方法之一。它是根据题中的新信息，通过联想， 在已有经验中找出与新问题具有类似属性的范例，借助范例进行类比，得出新的结论。类比常常具有启发思想、提供线索， 达到以旧带新、 触类旁通的作用。在实际解题中，类比、联想等方法可以使两个表面上看起来风马牛不相及的事物联系起来，进而产生新信息迁移题时，类比和联想是关连在一起的。例 2氨是最得要的氮肥，是产量最大的化工厂产品之一。中学化学课本里学到的合成氨技术哈伯法，是德国人哈伯在1905 年发明的。

6、 他因此获得了1918 年度诺贝尔化读书破万卷下笔如有神学奖。哈伯法合成氨需要2050MPa 的高压和 5000C 的高温下，并用铁催化剂。近一个世纪来，全世界都这样生产氨。合成氨需要高温高压，似乎是天经地义了。然而，20XX 年有两位希腊化学家在 科学 杂志上发表文章， 在常压下把氦气和用氮稀释的氨气分别通入一个加热到 5700C 的电解池（如图），氢气和氮气在电极上合成了氨，而且转化率达到了 78%！对比哈伯法合成氨转化率仅10% 15%，听起来真像天方夜谭。请根据以上材料回答下列问题： (1) 新法合成氨的电解池中能否用水溶液作电解质？为什么？(2)新法合成氨中所用的电解质（图中涂色处）

7、能传导H+ ，试写出电极反应和总反应式。解析题中新信息较多，这里第一步是抓住关键信息。看完题目，每个解题者都会注意到新法合成氨的反应条件是“常压、5700C ”，反应物是“氢气、氮气” ，反应装置是“电解池”。由此入手，就可用类比与联想的方法解答本题。(1)从“常压、 5700C”入手，联想到水在常压下的沸点只有1000C。所以不利用水溶解作电解质。 （实际上是用某种“固体电解质”，2000 年高考理科综合能力测试卷中曾出现了“固体电解质” ）(2) 反应物是氢气、氮气， 产物当然是氨， 所以总反应式必与课本中学到合成氨方法的总反应式一样（只不过是反应是在电解条件下进行），即电解池的总反应式为

8、：3H 2+N 2=2NH 3。与学过电解反应进行类比，可得出氢气通入电解池的阳极，氮气应通入电解池的阴极。从题示新信息还可得到，所用电解池中的电解质能传导H+ ，所以书写电极反应式时可用 H+ 配平。综合以上几点可写出电极反应式。阳极： 2H 2 6e =6H + （生成的+ H+ 通过电解质传导到阴极） 。阴极： N 2+6H +6e =2NH 3评析类比分析过程中往往要求跳跃性地研究问题。书写电极反应式时，特别要注意研究在给定条件下，可以哪种微粒来配平电极的反应前后的电荷数。平时做到的试题中一般是在水溶液中进行，所以常用H+、H2O、 OH 等微粒来配平，但本题中只用H+一种微粒来配平。

9、三、归纳与演绎第一步， 从题给信息中个别的、特殊的例子推出一般规律（也就是从个别的或者只具有一定程度一般性的知识中导出一般性的或者更具普遍性的知识）。第二步，由归纳而得的一般性规律来分析更复杂的问题。在实际解题过程中， 前一步的归纳是为了后续的演绎推理， 所以要特别注意挖掘规律所适用的范围；进行演绎时， 又不要忘记是在归纳所得的大前提下进行的。例 5(1) 已知下列反应在一定条件下发生：H2O2+2Fe2+2H +=2Fe3+2H 2O3+2+H 2O2+2Fe=2Fe +2H +O 2总反应式为 2H 2O2=2H 2O+O 2。在以上反应中Fe2+实际上起着 _ 作用，发生这类反应是有一定

10、条件的。(2) 若 H2O2 与 I2 也可发生类似反应，在下面括号中填入配平的适合的化学方程式：H 2O2+I 2=2HIO+)()()试分析能发生上述反应的条件是_(3) 在 KI 和 H 2SO4 混合液中加入足量的 H 2O2，放出大量的无色气体，溶液呈棕色，并可以使淀粉变蓝。有同学认为该反应的离子方程式是：+ +O 2这个方程式正确H2O2+ 2I =I 2+2H吗？请回答。若正确请说明理由；若不正确，指出原因并写出正确的化学方程式。解析：(1)由总反应式为2H 2O2=2H 2O+O2 可得出， Fe2+是 H2 O2 分解的催化剂。(2) 要回答这个问题，必须从问题 (1) 所给

11、的反应例子中总结归纳出相应的规律，再用这条规律来分析过氧化氢跟 I2 的反应情况。第 (1)反应中， 由于 Fe3+ 、H2O2、Fe2+的氧化性强弱顺序读书破万卷下笔如有神3+2+为： Fe>H2O2>Fe ，所以过氧化氢可把亚铁离子氧化，铁离子又可把过氧化氢氧化。用所得规律来分析过氧化氢跟I2 的反应情况可得出， 第二步反应中应该是H2O2 跟 HIO 反应生成 H 2O、 O2、 I 2，所以反应的化学方程式为：H 2O2+2HIO=I 2 +2H 2O+O 2总反应式为： 2H 2O2=2H 2O+O 2上述反应能发生的条件是I2、H2O2、HIO 三种粒子氧化性强弱顺序为

12、： HIO>H 2O2 >I 2。I 、 O 元素的化合价（3）分析 H 2O2+ 2I =I 2+2H + +O 2中有关元素化合价变化可发现，其中都升高，其它元素化合价都无变化， 不符合氧化还原反应规律， 所以该反应式必定是错误的，根据反应现象可判断反应可能分多步进行反应式可写成：H2O2+2KI+H 2SO4=I 2+K 2SO4+2H 2O；2H 2O2=2H 2O+O 2评析：实验中所涉及的化学反应往往是比较复杂的， 可能多个反应同时发生， 可能生成多种产物， 不要把问题简单化处理。 对于 (3)，很多学生认为 “放出大量无色气体” 、“使淀粉变蓝等现象是同一个反应的结果

13、，而造成错误。四、比较与分类比较是确定事物之间差异点和共同点的抽象思维方法。通过比较， 找出表面上差异极大的事物之间在本质上的共同点，找出表面上极为相似的事物之间在本质上的差异点。分类是以比较为基础，根据研究对象的共同点和差异点，把事物分门别类的思维方法。 我们常常根据研究目的，以某种同一性作为标准，将研究对象归并为一类；在同一类中，又根据研究对象的差异性，划分为另一层次的较小类。这样，就将化学事物区分为具有一定的从属关系的等级系统。例 6 设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：单质AB

14、CDEFGHIJ熔点 C -150 550160210-50370450300260250与水反应与酸反应与氧气反应 不发生化学反应相对于 A 元素的原子质量1.08.015.6 17.1 23.8 31.8 20.0 29.6 3.9 18.0按照元素性质的周期性递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下表：ABH解析：本题可以用比较和分类的思维方法进行解答。(1) 根据化学性质相似，可把这十种元素分成四组： A 有 E； B,F , G 和 H； I 和 C； D 和 J。联系到元素周期表知识“同周期元素性质相似，周期表中不是同周期位置相邻的元素性质也可能相近”等，这四组元素可能排在

15、同一直行中或同一横行中的邻近位置。(2) 比较相对原子质量，可把化学性质相似组元素分类如下：公差约为12 的递增系列：B(8) 、G(20) 、 F(31.8) 、I(3.9) 、 C(15.6) 。公差约为23 的递增系数列：A(1.0) 、 E(23.8) 。读书破万卷下笔如有神(3) 再根据熔点高低，相对原子质量大小进行排序组合： I(2600C) 、C(1600C) 随相对原子质量递增而递增的组合： D(2100C) 、 J(2500C)。B(5500C),G(4500C),F(3700C) ；A( 1500C)、E(1500C) 、E(1500C) ；(4) 联系 (1)(2)(3)

16、 分类的特点，类比周期表中同周期、同主族递变规律，作出10 种元素相对位置判断：公差为1 的元素应是同周期元素，公差为12 的元素应是同主族相邻元素等。所以答案如下：评注：有的同学想先推断出哪种是什么元素，再根据各元素在元素周期表中的位置进行组合。其实根据试题所给的条件是不可能确定A J 是什么元素的。五、抽象和概括科学抽象是从大量的材料中，总结出事物本质和规律的一种思维方法；概括就是把抽象出来的事物本质和规律性， 扩大到具有相同本质的一类事物的思维方法。 解答信息迁移题时，为了抓住问题的本质、信息中所隐含的规律，必须根据所研究的对象和问题的特点，从所考虑的角度出发，撇开问题中个别的、非本质的

17、因素，抽出主要的、本质的因素加以研究，建立起一个轮廓清晰、主题突出的思想模型。例 7碘溶解在四氯化碳、二硫化碳中都呈紫色，溶解在乙醇、水中都呈棕色，研究表明，呈现紫色表明碘未和溶剂发生很强的结合。已知碘溶解在石蜡中，温度不同时，可呈现紫色或棕色，试回答：温度较低时呈现 _，温度较高时就呈现_，其原因是 _ 。解析：很容易发现C2H 5OH 和 H2O 是极性分子， CCl 4、 CS2 是非极性分子。那么，就可得出这样的结论：碘分子在非极性溶液中显紫色，碘分子在极性溶剂中显棕色。极性溶剂、非极性溶剂与温度高低之间有什么联系呢？比较后可发现，极性溶剂分子跟碘分子之间的作用要强一些；非极性分子跟碘

18、分子之间互作用要弱一些；温度高时分子运动速度快，分子之间的相经作用要弱一些，温度低的时候分子运动速度要慢一些，分子之间的相互作用要强一些。也就是说，非极性溶剂跟温度高有相似之处，极性溶剂与温度高低有相似之处。所以答案为：碘溶解在石蜡中，温度较高时显紫色，温度较低时显棕色。例 8白磷 (P4)是四面体构型的分子，当与氧气作用形成P4O10 时，每两个磷原子之间插入一个氧原子，此外，每个磷原子又以双键结合一个氧原子， （ 1）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。 现提供以下化学键的键能 (kJ·mol 1)。P P 键：198；P O 键：360； O O键： 498； P=O 键：

19、 585。试根据这些数据，计算出以下反应的反应热Q 的值：P4(白磷 )+5O 2=P4O10+Q(2)P4O10 极易与水化合，反应过程可表示为如下形式：P OP+H2O 2P OH 。若每个 P4O10 分子与四个水分子发生化合反应，写出该反应的化学方程式。解析： (1)题中的新信息可分成三部分：一是从化学键角度剖析化学的反应实质；二是给出 P P、P O 等四种共价键的键能数据；三是有关P4、 P4O10 分子结构的信息。要求解题者从众多的信息中抽象出计算反应热的规律，并计算出白磷燃烧反应的反应热。 化学反应过程是旧的化学健断裂、新的化学键形成的过程， 所以可以用反应物、 生成物的键能来计算反应热：反应热新键的键能总数旧键的键能总数要利用以上规律计算白磷燃烧的反应热，必须弄清P4、 P4O10 分子中的共价键型、共价键数目。根据题给信息可分别画出白磷和P4O1