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1、化学学科思想在高考解题中的应用黑龙江大庆市第五十六中学 卢国锋 卢敬萱化学学科体系包括 3 个要素，即化学知识与技能、分析问题与解决问题的能力、化学学 科思想。课本知识是基础，解题能力是关键，化学思想是灵魂。考查学生“化学思想方法” 的运用能力的题目也经常出现在高考考题中，本文结合具体的化学思想和高考试题，在备 考中让学生形成这些思想,在解题过程中自觉运用这些思想指导做题。一、微粒观一、微粒观要点概述：物质都是由不同微观粒子构成的。构成物质的“三子”为分子、原子、离 子，构成原子的“三子”为质子、中子、电子、11H 例外。溶液中一定同时有 H+、OH和水,物 质在这些微粒作用下其组成发生改变。
2、 例 1、（2011?全国新课标卷?7）下列叙述正确的是A.1.00 mol NaCl 中含有 6.021023个 NaCl 分子B. 1.00 mol NaCl 中所有 Na+的最外层电子总数为 86.021023C.欲配制 1.00 L 1.00 mol.L-1的 NaCl 溶液，可将 58.5 g NaCl 溶于 1.00 L 水中D.电解 58.5g 熔融的 NaCl，能产生 22.4L 氯气（标准状况）、 23.0g 金属钠解析：NaCl 的构成微粒是离子而不是分子 A 选项错误，Na+的最外层电子为 8 ，B 选项 正确。物质的量浓度配制中溶液的体积不等于溶剂的体积，C 选项错误。
3、电解 58.5g 熔融 的 NaCl，能产生 11.2L 氯气（标准状况）D 选项错误。二、元素观二、元素观要点概述：建立以某元素为核心的物质家族。元素是同一类原子的总称；元素化合 价与元素原子的最外层电子有关；元素性质呈周期性变化。元素在物质中存在时的形态， 包括它的价态、所处的微环境、以及和相邻原子或分子间的相互作用都是物质之间存在着 千差万别的原因，诸如钠和钠离子的巨大差别，仅仅由于 1 个电子之差；Na2O 和 Na2O2之 不同，只和组成中增加了 1 个 O 有关！HNO3和 HClO3；H2S 和 H2O 仅仅相差 1 种元素，但是 有的性质差别不很大，有的却差之甚远等化学现象的出
4、现，都是以元素论为基础的组成决 定性质的体现。 例 2、（2011?安徽卷?11）高考中学化学中很多“规律”都有其使用范围，下列根据 有关“规律”推出的结论合理的是A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出 Al 的第一电离能比 Mg 大B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7C.根据溶液的 pH 与溶液酸碱性的关系，推出 pH=6.8 的溶液一定显酸性D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出 CO2通入 NaClO 溶液中能生成 HClO解析：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫 做第一电离能，由周期表可知一般情况下，同周期元
5、素的第一电离能随着核电荷数的增大 而逐渐增大，但 Mg 的电子排布 1s22s22p63s23p0 ，3p0正处于全空状态，Mg 的第一电离能 比 Al 的大。同理 P 和 S, P(1s22s22p63s23p3)半满状态，比较稳定，所以不易失去电子。运 用电离能数值可以判断金属原子在气态时失电子的难易程度，但在金属活动顺序表中，Mg 却比 Al 易失电子，与酸反应时更剧烈，为什么有这种差异呢？因为条件不一致，一是气态， 二是溶液。选项 A 错误。一般情况下主族元素最高正化合价=族序数，O、F 没有最高正化 合价，化学描述的规律中的一般性中的特殊性，选项 B 错误。根据溶液的 pH 是与溶液
6、所处 的温度有关，室温时才可推出，pH=6.8 的溶液显酸性，选项 C 错误。答案为 D 选项。三、转化观三、转化观要点概述：从物质类别和元素价态的角度预测、分析物质的性质。通过酸、碱、盐的 加入实现相同价态之间的转化，通过氧化剂或还原剂的加入，实现不同价态之间的氧化还 原转化。 化学反应自发向生成稳定体系的方向转化，即放出热量（焓变小于零）并且混乱度 增加（熵变大于零）的方向转化。放热的氧化还原反应可通过原电池实现化学能转化为电 能的过程，不能自发进行的化学反应可以借助外界能量或电流来进行反应。离子反应向着 离子浓度减小更小的方向转化。例 3、（2011?上海卷?7）下列溶液中通入 SO2一
7、定不会产生沉淀的是ABa(OH)2 BBa(NO3) 2 CNa2S DBaCl2解析：SO2具有酸性氧化物的一般性质，+4 价硫元素处于中间价态，既有氧化性又 有还原性，SO2特性是漂白性。若 SO2不足 Ba(OH)2 + SO2 = BaSO3+ H2O；若 SO2过量 Ba(OH)2 +2 CO2 = Ba(HCO3)2 ，所以不一定生成沉淀，此选项考察 SO2酸性氧化物的性质， 选项 A 错误。向 Ba(NO3)2 中通入二氧化硫 SO2，二氧化硫与水发生反应生成亚硫酸，溶液 中的 “H+NO3”将 H2SO3氧化生成硫酸，进而生成 BaSO4沉淀，一定会生成沉淀，此选 项考察 SO
8、2的还原性，选项 B 错误。SO2+H2O H2SO3 H2SO3+ Na2S= Na2SO3+H2S 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O 此选项考察 SO2的氧化性，选项 C 错误。因弱酸不能置换 强酸，故 D 一定不会生成沉淀，选项 D 正确。三、强弱观三、强弱观 要点概述：活泼金属置换不活泼金属活泼非金属置换不活泼非金属强酸制备 弱酸强碱制备弱碱溶解性强的制备溶解性弱强氧化剂制备弱氧化剂、强还原剂制备 弱还原剂。例 4、（2011?全国新课标卷?12）能正确表示下列反应的离子方程式为A.硫化亚铁溶于稀硝酸中：FeS+2H+=Fe2+H2SB. NH4HCO3溶于过量的 NaOH
9、 溶液中：HCO3-+ OH-=CO32-+H2OC.少量 SO2通入苯酚钠溶液中：C6H5O-+SO2+H2O=C6H5OH+HSO3-D.大理石溶于醋酸中：CaCO3+2CH3COOH=Ca2+2CH3COO-+CO2+H2O解析：硫化亚铁具有还原性，稀硝酸具有氧化性，两者相克 “克”在化学中的表现 就是相互反应，氧化还原反应优先于复分解反应，正确的化学方程式为 FeS+4HNO3=Fe(NO3)3+S+NO+2H2OA 选项错误。过量的 NaOH 与 NH4+、HCO3-都反应，NH4+ + 2OH- + 2HCO3- = NH3+ CO32- + 2H2O B 选项不正确。C、D 选项
10、中酸性的强 弱顺序为，H2SO3CH3COOHH2CO3HSO3C6H5OHHCO3，少量 SO2通入苯酚钠溶液中只 能 SO32，（CH3COO）2Ca 为可溶性的强电解质可拆分，D 选项正确。例 5、（2010?全国新课标卷?12）根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的 是A2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(aq)+Cd(s)BCo2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq)C2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)D.2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq) 解析：双液电池中正极得电子发生还原反应，负极失电子发生氧化反应，Cd
11、为负极， 其电极总反就式为Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq) Co 为负极，其电极总反就式为 2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq)，氧化性强弱顺序为 Ag+ Co2+ Cd2+，因此可得 2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq)，选项 A 错误。四、平衡观四、平衡观 要点概述：中学化学四大平衡包括化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。 K、Kw、Ksp 本质上都是平衡常数，只是温度的函数，体现平衡时，溶液中离子浓度特定关 系，其大小只受温度影响。四大平衡受外界条件影响移动时，都遵循勒夏特列原理。例 6、（2011?全国新
12、课标卷?10）将浓度为 0.1molL-1HF 溶液加水不断稀释，下列 各量始终保持增大的是A. c（H+） B. Ka（HF） C. D. 解析：HF 溶液中存在电离平衡 HF H+F- ，水不断稀释电离平衡向右移动， H+物质的量增大，因溶液的体积增大占主导，所以 c（H+）减小。Ka（HF）只与温度有关， 与浓度无关，所以始终保持不变。如果无限稀释时 c（H+）就会保持不变，c（F）始终减 小的变化趋势是减小。=,水不断稀释电离平衡向右移动，H+物质的量增大 HF 物质的量减小，比值始终保持增大，D 选项正确。五、守恒观五、守恒观 要点概述：所有的化学反应必须遵守质量守恒、原子守恒、能量
13、守恒。在电解质溶液中，在电解质溶液中，还必须遵 守电荷守恒，即阳离子所带 的正电荷总数与阴离子所 带的负电荷总数必然相等。在氧化还原反应中，还必须遵守 得失电子守恒，即氧化剂得到的 电子总数必然等于还 原剂失去的电子总数。例 7、（2011?全国 I 卷?13）某含铬（Cr2O72-）废水用硫酸亚铁铵FeSO4(NH4)2SO46H2O处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到n molFeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中的实际损耗，下列叙述错误的是 AA消耗硫酸亚铁的物质的量为 n(2x) molB处理废水中的 Cr2O72-的物质的量为 molC反应中发生转移的电子数
14、为 3nxmolD在 FeOFeyCrxO3中，3x=y解析：反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀n mol FeOFeyCrxO3，由铬原子守恒 得 B 选项正确。1 mol Cr2O72-在反应中得 6 mol 电子， mol Cr2O72-反应中转移的电子数为 6mol 3nx mol，C 选项正确。沉淀中 FeO 的化合价 没有变化，由得失电子守恒得 3nx=ny， 3xy D 选项正确。 而由铁元素守恒知消耗硫酸亚铁铵的物质量为 n(1+y)mol n(3x+1)mol，因此选项 A 是错误的。例 8、（2011?安徽卷?13）室温下，将 1.000 mol/L 盐酸滴入 20.00
15、mL1.000 mol/L 氨水中，溶液 pH 和温度随加入盐酸体 积变化曲线如右图所示。下列有关说法正确的是Aa 点由水电离出的c(H+)=1.01014mol/LBb 点：c(NH4+)+c(NH3H2O)=c(Cl)Cc 点：c(Cl)=c(NH4+)Dd 点后，溶液温度略下降的主要原因是 NH3H2O 电离吸热解析 氨水属于弱碱，因此在 1.000molL1氨水中c(OH)不会是 1.000molL1而 是要小于 1.000molL1，由水得离子积c(OH) c(H+)= Kw 溶液中c(H+)应大于 1.01014mol/L，选项 A 错误。由图像可知 b 点溶液显碱性，此时氨水有剩
16、余，即溶液是 由氨水和氯化铵组成的，由电荷守恒可知c(H+）+c(NH4+）c(OH）+c(Cl)，因为 c(OH）c(H+)所以c(NH4+）c(Cl)，选项 B 是错误。c 点时，溶液温度约为 25，且 溶液 pH=7，c(OH）=c(H+)由溶液的电荷守恒式可判断 C 选项正确。d 点后溶液中主要物质 是 NH4Cl，而 NH4Cl 要水解吸热，所以温度会略有降低，D 选项不正确。例 9、（2011?全国新课标卷?27）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下 与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知 H2（g）、 CO（g）和 CH3OH（l）的燃烧热H 分别为-285.8kJmol-1、-283.0kJmol-1和- 726.5kJmol-1。请回答下列
