梁三祥
【摘 要】在教學活動中,會遇到許多化學方程式,如何理解和記憶,則成為教與學活動中的重難點,其多樣化和零散性決定了它教學的難度。若以推導的形式對方程式進行分析和討論,就能激發學生對科學知識探討的興趣和提高解決問題的能力,達到優化教與學的知識結構,加深學生對化學方程式的理解和應用,提高學生對知識的歸納和運用能力。
【關鍵詞】化學方程式;多樣化與零散性;推導;理解與應用
對化學反應xA+yB=mC+nD+qE(系數x、y、m、n、q的值為大于或等于0的整數),推導分析如下。
一、分解反應
當x=0、q=0時,則該反應為分解反應,B必然是化合物,C和D不一定都是單質。
1.若B是氧化物的液體,則該反應需在通電條件下發生分解;若B是含非極性鍵的氧化物,則B必含過氧根。
2.若C是氧氣,D為含鉀的化合物,則B可能是氯酸鉀。
3.若C是能使澄清石灰水變渾濁的氣體,則B所含的陰離子是碳酸根離子或亞硫酸根離子。
4. 若B中有元素化合價發生變化的,則為氧化還原反應。
5.若B是一種鹽類,C、D均為單質,則反應條件通常是通電。
二、化合反應
當n與q均為0時,則C一定是化合物,該反應為化合反應,A和B不一定都是單質。
1. 若固體A在B中燃燒時火星四射,則C是四氧化三鐵。
2.若A是良好的高能燃料,則C是水。
3.若C的水溶液能使酚酞變紅色,B是常見的液體,則A一定是堿性氧化物或氨。
4. 若A是具有還原性的固體非金屬單質,B是氣體化合物,則C具有還原性和毒性。
5.若C溶液的pH=1,并能與BaCI2溶液反應生成白色沉淀,B是常見液體,則A是三氧化硫。
6. 若A是短周期原子半徑最大的元素,B是空氣中常見氣體,則C可能是氧化鈉或過氧化鈉。
7.若C含有能使硫氰根離子變紅色的離子,則該反應有電子得失。
三、置換反應
當A和C是單質、q=0時,則該反應是置換反應。
1.若D的溶液為淺綠色,C為紅色固體,則A是鐵。
2.在加熱下,若B是金屬氧化物,D為無色液體,則A是氫氣。
3.在加熱下,若B是金屬氧化物、D是氣體化合物,則A是碳。
4.若C和D均是可燃性氣體,則D為一氧化碳
5.若B為藍色溶液,則A活潑于C。
6.若B溶液的pH=1時,A為活潑金屬,則C為氫氣。
7.若B為藍色溶液,當加入一定量的金屬鈉時,則最終產物中一定有氫氧化銅。
四、復分解反應(含中和反應)
當A、B、C、D是均為沒有化合價變化的化合物、q=0,該反應是復分解反應。
1.若D溶液具有不穩定性,常溫下易分解為兩種氧化物,B溶液能使石蕊變紅色,則A可能是碳酸鹽或亞硫酸鹽。
2.若B為AgNO3溶液,在酸性環境中,C為難溶物,則A可能含鹵素離子。
3. 若B為含鋇離子的溶液,C為不溶于酸的固體,則A可能是硫酸根或亞硫酸根。
4.若C和D都是可溶于水的物質,則該反應是否發生?(可能發生反應)。
5.若C和D均是鹽,則該反應是否一定發生?(可能發生反應)。
6.若D為藍色固體,則A、B中應含有OH-。
7.若A和B所含的陽離子分別為Na+和Ba2+,則該反應是否一定發生?(不一定發生反應)
8、若A為硫酸鹽,B為BaCI2溶液,混合后有白色沉淀出現,則A是否一定可溶?(不一定可溶)
五、復雜的氧化還原反應
若A、B、C、D、E中有元素化合價變化的,則為復雜的氧化還原反應。
1.若A為鐵或鋁,B為濃硝酸或濃硫酸,在常溫下會發生反應嗎?(鈍化)若在加熱下,會發生怎樣的反應呢?
2. 若A為濃鹽酸,C為氯氣,則B可能是哪些物質呢?(二氧化錳、高錳酸鉀、氯酸鉀等)
3.若A為漂白粉,要在什么條件下才能漂白?(酸)
4.若A為鋅,B為濃硝酸,則可生成幾種氣體?若B為濃硫酸,情況又如何?(二氧化氮、一氧化氮等)(二氧化硫、氫氣)
5.若A為硫化氫,B為濃硫酸,則可生成幾組產物?若A為碳,則產物如何?
六、有機物
當q=0時的有機物反應
1.若A是有機物,B為氧氣時,則燃燒產物一定有CO2和H2O。
2.若C、D分別是CO2和H2O,B為單質氣體,則A一定含碳氫兩種元素,可能含氧元素。
3.若A為烷烴或芳香烴,B為鹵素,則可發生取代反應。
4.若A為羧酸類,B為醇類或酚類,則可在無機酸的作用下發生酯化反應;若A為酯類,要得到羧酸類和醇類或酚類,可在無機酸或堿的條件下發生水解,則B為水。
當n=0、q=0時的有機反應
5.若A為烯烴或炔烴,在一定條件下可發生加成反應,則B可為多種物質,如氫氣、水、鹵素、鹵化氫等。
七、質量守恒定律
1.若反應物A、B各為α克,則生成物C和D、E的總量不定是2α克。
2.反應物A與B的質量比,不一定等于生成物C和D的質量比。
3.系數x和y之和,不一定等于m和n、q之和。
八、化學反應條件
通常情況下,固體與固體的反應,需要加熱或高溫條件方可發生;固體和液體的反應,多數不需加條件;液體與液體的反應,多數不需加條件;氣體與固體的反應,多數需要加熱或點燃;氣體與液體的反應,多數需條件;氣體與氣體的反應,多數需要加條件。
總之,對一個化學反應方程式的理解和討論,隨著對化學計量數、物質類別、反應條件等因素的不同而深入探討和取舍,可以獲得不同的知識與結論。通過討論,可以起到舉一反三的作用,有利于知識的網絡化和系統化,優化教學結構。對于反應方程式的討論內容和層次還有很多,如熱化學方程式、化學平衡等。由于篇幅有限,在此就不再——贅述。