求解开放性化学题的六种策略

1、求解开放性化学题的六种策略江苏省苏州第十中学王明亚开放性化学题具有条件的不完备性、结论的不确定性、过程的探究性、知识的综合性和思维 的开放性等特点，是训练思维、提高能力的好素材，怎样才能迅速求解这类问题，需要熟悉这些 题目的特征，掌握各种类型问题的求解策略。1准确冋忆逐一列举这一类问题是教材屮研究的问题，在教材屮可能集屮在一起，也可能分散在不同的章节，有 的有明确的说明，有的是以后逐步出现的，但通过归纳总结可形成完整的体系，求解时，只要准 确回忆、逐一列举即可。例1举出乙烯在工业上的用途，用化学方程式表示。分析 只要按照乙烯能发生的反应逐-列举即可。如乙烯与h20反应生成乙醇，与卤化氢反 应生

2、成卤乙烷，与卤素单质反应生成1, 2二卤乙烷，在催化剂存在时与氧气反应生成乙醛，聚 合牛成聚乙烯。例2用化学方程式说明氧元素比硫元素非金属性强。分析 根据元素非金属性强弱关系可知，从一种非金属单质氧化另一种非金属单质进行判断, 则有s+o2=so2 ；从一种非金属单质氧化置换出另一种非金属单质进行判断，则有 2h2s+o2=2s+2h2o；从一种非金屈单质将另一种非金屈从低价化合物氧化成高价化合物判断，则 有 2h2s+3o2=2h2o+2so2> 4fes2+1102=2fe2o3+8so2> 2so2+o2=2so3s 2h2so34-o2=2h2so4>3o0°

3、;c> 1000°c2na2so3+o2=2na2so4；若根据元素的气态氢化物进行比较，则有h2s比+s, 2出0 =a2h2+o2；也口j根据彳、同单质将同一种变价金属氧化成不同价态进行判断，如2cu+s=:一cu2s,a2cu+o2=2cus,等等。2先简后繁合理类比有的开放性问题的条件和结论间存在特定的量的联系，只要变换其中一个不影响量的条件， 就可顺利求解；令的问题只要在非木质的方面进行变化，就可达到目的。不论是变换还是变化， 都要先简单后复杂，依照规则或规律逐步进行。例3 1 mol某有机物完全燃烧需3 mol o2,贝i该有机物的分子式可能为（举三例）。分析 该有

4、机物如果是坯，则是常见的c2h4,考虑在纽成上增加n个h2o或n个co2（只 耍氢原子数不超过碳原子数的两倍加2）,燃烧消耗的氧气的量不变，即可得出c2h6o或c3h4o2 或c3h6o3或gh6o5等符合要求；如果考虑该有机物是卤代坯，其燃烧厉还产生卤化氢，则相当 于在c2h4±增加hx,所以c2h5x也符合要求。例4苯的同系物中，苯环一氯代物只有一种的物质很多，请举出三种。分析 若苯环上有五个侧链烷基，则只有一个空位可代卤索原子，这样的物质有很多，最简 单的是五甲基苯，将其中的一个或多个甲基换成其他烷基也符合要求。若苯环上有四个侧链烷基, 则有两个空位可代卤素原子，如果两个空位应

5、相连，最简单的为1, 2, 3, 4一四甲基苯，将1、4 位的两个甲慕和2、3位的两个甲皐换成相同的烷基也符合要求，如果两个空位应相对，最简单的 为1, 2, 4, 5四甲基苯，若将对位的两个甲基换成相同的烷基也符合耍求。若苯环上有三个相 同的侧链烷基，则应在间位置上才符合要求，最简单的有间三甲基苯。若苯环上有两个相同侧链 烷基，则只有两侧链处于对位才符合要求，最简单的为对二甲苯。3虚实比照对号入座有的开放性问题往往是一种类型的问题，它们有共同的本质特征，解决这样的问题要紧扣问 题的木质特征，按照抽象问题具体化的思维方法，对号入座即可。例5列举有机反应类型，其原子利川率为100%,各写一个化学

6、方程式。分析反应的原子利用率为100%,就是在反应中反应物完全转化为一种生成物，有机反应的 常见类型有取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应、氧化反应、还原反应等。消去反应往往 是有机物消去水或卤化氢，原子利川率不能为100%；加成反应只生成一种产物，符合要求；聚合 反应中，缩聚反应除了有高分子牛成，还牛成小分子，原子利用率达不到100%,加聚反应只有一 种产物，符合要求；氧化反应和还原反应中，超过一种产物的反应（如乙醇氧化成乙醛，硝基苯 还原成苯胺）的不符合要求，只有一种产物的反应（如乙烯氧化成乙醛、乙醛氧化成乙酸，乙醛 还原成乙醇）符合要求；取代反应中，一种轻基酸形成的环酯、麦芽糖的水解等

7、符合要求，而烷 的卤代、苯的硝化等不符合要求。例6 c6h13c1在naoh乙胛溶液屮发生消去反应，只得到一种烯，则该卤代坯的可能结构（不 考虑立体结构）为。分析 若氯原子在顶端碳上只有一种消去方式，即为ch2c1ch2c4h9,或ch2c1ch（ch3）c3h7, 或ch2c1ch（c2h5）2o若氯原子不在顶端碳上，则各方向应相同，但扣除连氯原子的碳原子后还有 5个碳原子，不可能等分成两份或三份，故不存在这种结构。如果连氯原子的碳上所连碳原子不同, 若只有一个方向不能消去，则其余两个方向应相同，由丁碳原子数廿不够，不存在合理结构；若 消去只能有一种方向，另外一个或两个方向不能消去，则为ch

8、3chc1c（ch3）3o4分类对比归纳总结有的习题往往提供新素材，让我们根据所学的知识，从不同角度对新素材进行分类对比，或 将新索材与已有知识进行对比，归纳总结，从中得出多种结论，但只要冋答其中的部分结论即可。例7 已知苯甲醛在一定条件下可以通过perkin反应生成肉桂酸（产率45%50%）c6h5cho+（ch3co）2o-c6h5ch=chcooh+ ch3cooh 取代苯甲醛也能发生 perkin 反应, 相应产物的产率如下：编号取代苯甲醛<qhochjh心chjchj产率15%23%33%0编号取代苯甲醛choclchoccl<zhoci产率71%63%52%82%可见，

9、取代基对perkin反应的影响有（写出3条即可）：;: ®分析 从和、和、和、和的对比中可知，取代基的种类对反应有影响，即 苯环上有氯原子取代对反应有利，苯环上有甲基取代对反应不利；从的比较中可知，甲基 离醛基越远对反应越有利；从的比较中可知，氯原子离醸基越远对反应越不利；从 和的比鮫中可知，苯环上甲基越多对反应越不利；从和的比较中可知，苯环上氯原子 越多对反应越有利。例8市较强的酸通过反应制得较弱的酸是化学中的一般规律，但是较弱的酸通过反应也nj得 到较强的酸，请列举三例。分析 木题要研究的是一个反常问题，这就需要对比正常情况进行分析。强酸制弱酸的规律, 是强酸与弱酸盐在稀溶液中进

10、行复分解反应牛成可溶性弱酸和可溶性强酸盐，其中有三个条件即 稀溶液、复分解反应、生成可溶性盐，三个条件缺一不可。若要从较弱的酸得到较强的酸，只要 改变三个条件中的一个，就可能得出正确的结论。如果将稀溶液改成浓溶液或无水状态，可川难 挥发性的中强酸h3po4与nanos、nacl等反应，分别得到hno3、hc1。如果考虑生成的盐不可 溶，则可在cuso4溶液中通入h2s,得到h2so4和难溶的cus,此反应的发生是由于cus的难溶 于强酸造成的。若不用复分解反应，则可从氧化还原反应考虑，将某元素的低价态的含氧弱酸氧 化成高价态的含氧强酸，如2h2so3+o2=2h2so4, h2so3+ci2+

11、 h2o=h2so4+2hc1：弱酸分解得 到强酸，如2hc1o=o2 f+2hc1；通过弱酸的置换反应也可得到强酸,h2s+c12=s i +2hcl5整体把握依次假定有的问题由于条件不确定或不充分，所以结论不肯定，如讨论型计算题，只有对各种可能依 次进行假定，然后按照假定进行演绎推理才能得出结论。例9电解精炼铜时，若粗铜中的杂质只有恢和银，则当阳极粗铜棒质量减少a g时，阴极析 出的铜(选择编号填空)。a.等tag b.大tagc.小tag理由是o分析电解精炼铜时，一般以町溶性的铜盐溶液作电解质溶液，阳极溶解的是铜和比铜活泼 的铁，比铜不活泼的银脱离粗铜棒形成阳极泥，故阳极减少的是铜、铁和

12、银，阴极只析出铜，假 定粗铜是均匀的，由于溶解56 gfe析出64gcu,所以，当阳极质量减少ag (其中含xg铜，则 阴极析出的铜一定大于x g, x可能小于“，可能等于a,也nj能大于a。若阳极粗铜棒质量减少a g 时，阴极析出的也铜为a g,则设阳极减少x mol fe , y mol ag,则有56x+108y=64x, x ： y二27 ： 1,即当n(fe) : n(ag)=27时，阴极析出的铜等于ag；当n(fe) : n(ag) >27时,阴极析岀的铜大于 ag；当n(fe) : n(ag) <27时，阴极析出的铜小于a g。此外，假定粗铜是不均匀的，电解时间较短，

13、 也可能产生上述三种情况屮的某一种。6广泛联想分析综合有的开放性问题只有目的要求，而达到该目的的方法或途径有多种，这就需要调动各方血的 知识，对各种知识和信息分析综合，才能顺利求解。如物质的鉴别例10设计实验，证明乙醇的轻基活动性比苯酚中强基活动性弱。分析 由于苯酚有酸性而乙醇显中性，所以可测相同物质的量浓度两种溶液的ph, ph大的 是乙醇溶液。根据乙醇钠和苯酚钠的水解，测相同物质的量浓度的乙醉钠和苯酚钠溶液的ph, ph 大的是乙醇钠溶液。也町根据镁与酸性物质较易反应进行设计，比较镁与相同物质的量浓度乙醇 溶液、苯酚溶液反应的难易，反应较快的是苯酚溶液。也可根据相同物质的量的乙醇、苯酚的乙

14、 瞇溶液分别与相同大小的钠反应，反应较快的是苯酚溶液。取naoh稀溶液，加苯酚至褪色，再 取相同体积相同naoh的稀溶液，加等物质的量乙醉，发现溶液不褪色。在乙胛中加入钠，观察 反应较慢，在乙醇与苯酚的混合液中加入钠，观察反应比较快。例11请写出满足以下要求的3个置换反应的化学方程式：所涉及的元素都是短周期元素；6 种单质分属6个不同的主族。分析 根据学过的知识，排出不同主族短周期元素间的常见置换反应，然后进行组合，ia 与 ii a 之间：m計2hc1= mgcl2 +h2t i a 与ii【a z间：2a1+6hc1=2a1c13 +3h2t i a 与 iva 之间：c+h2o= co +h2 i a 与iva 之间：sicl4+2h2= s