我们在做化学实验时,经常会感受到有热量的变化,比如钠与水的反应等,其实在化学反应中,不仅有物质的变化,即新物质的生成,而且还伴随着能量的变化,小编整理了相关资料,希望能帮助到您。
化学反应中的能量变化
一、详析化学反应中能量的变化
我们在做化学实验时,经常会感受到有热量的变化,比如钠与水的反应等,其实在化学反应中,不仅有物质的变化,即新物质的生成,而且还伴随着能量的变化,有的反应是吸热的,有的反应是放热的。而化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。
化学反应是化学科学研究的核心,化学反应过程中的物质变化要遵循质量守恒定律,而能量变化要遵循能量守恒定律。在化学反应过程中一定存在着能量的变化,而这些能量变化大多数表现为热量的变化,这就实现了化学能与热能的转化。
1.从化学键的角度理解
在化学变化前后,参加反应的原子的种类和个数并没有改变,只是进行了原子之间的重组和整合;原子进行重组、整合的过程,实际上就是反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成的过程。由于反应物中化学键的断裂要消耗能量,而生成物中化学键的形成要释放能量,因此我们将化学反应中能量变化表示为
这样,当反应中吸收的能量大于释放的能量时,反应表现为吸收能量,该反应为吸热反应;
当反应中吸收的能量小于释放的能量时,反应表现为放出能量,该反应为放热反应。
【典例1】 已知:①1 mol H2分子中化学键断裂时需吸收436 kJ 的能量;②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需吸收243 kJ的能量;③由氢原子和氯原子形成1 mol HCl分子时释放 431 kJ 的能量。则1 mol H2和1 mol Cl2反应生成氯化氢气体时的能量变化为()
A.放出能量183 kJ B.吸收能量183 kJ
C.吸收能量248 kJ .吸收能量862 kJ
解析 根据反应的化学方程式:H2+Cl22HCl,可知在反应过程中,断裂1 mol H—H键、1 mol Cl—Cl键,同时形成2mol H—Cl键。计算可知生成2 mol HCl气体时,吸收的热量为436 kJ+243kJ=679 kJ,放出的热量为431 kJ×2=862 kJ,故反应中放出的热量为862kJ-679 kJ=183 kJ,A对。
答案 A
特别提示 从化学键的角度看能量变化时,首先要明确物质内部的化学键的数目。要是对物质中化学键的数目认识错误,就会导致错误的计算结果,比如每个水分子中含有的H—O键的数目为2个。
2.从化学能的角度理解
自然界中存在着成千上万种物质,但不同的物质能量不同,因此在化学反应前后反应物和生成物所具有的能量也是不同的。我们还可以从化学能的角度,也就是从反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小来看一个化学反应的能量变化。
若反应物的总能量>生成物的总能量,则化学反应放出能量,该反应为放热反应;
若反应物的总能量<生成物的总能量,则化学反应吸收能量,该反应为吸热反应。
3.化学反应中能量变化的计算
(1)用E(反应物)表示反应物的总能量,E(生成物)表示生成物的总能量,ΔQ表示能量变化,则:
ΔQ=E(生成物)-E(反应物)。
(2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量,ΔQ表示能量变化,则:ΔQ=Q(吸)-Q(放)。
【典例2】 下列有关化学反应中能量变化的理解,正确的是()
A.凡是伴随能量变化的过程都是化学变化
B.在化学反应过程中总是伴随着能量的变化
C.在确定的化学反应中反应物的总能量一定等于生成物的总能量
D.在确定的化学反应中反应物的总能量总是高于生成物的总能量
解析 在化学变化中,既有物质的变化又有能量的变化,但是有能量变化的过程不一定就是化学变化,如水的三态变化。在确定的化学反应中,反应物的总能量不等于生成物的总能量,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热;当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应吸热。
答案 B
二、从氧化还原反应原理分析原电池
原电池是把化学能转化为电能的装置。构成原电池的条件有哪些?是不是所有的化学反应均可以设计成原电池呢?在学习过程中,这些问题可能一直使同学们感到困惑,下面我们一起来分析,解开困惑。
1.原电池与氧化还原反应的关系
我们在学习氧化还原反应时,经常用单线桥或双线桥标注电子转移的方向和数目,如:
氧化还原反应中存在电子的得失,在该反应中,线桥仿佛是一根导线,假如电子能在导线上流动,就会由电子的转移变成电子的定向移动,也就形成了电流。因此,并不是所有的反应均可以设计成原电池,只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
从单线桥上看,可将导线一端连接在锌极上,另一端当然不可能直接放在溶液中,因此可将另一端连接在一个能导电的电极上,如石墨电极。这样连接后,在整个装置中就会出现与原来不同的实验现象:氢气在石墨电极上大量产生。为什么会出现这样的现象呢?原因在于:当锌片直接放入硫酸溶液中时,锌失去的电子集中在锌片表面,溶液中的H+在锌的表面获得电子生成氢气。而当锌、石墨共同放入硫酸溶液并用导线连接时,电子就会沿导线流向石墨电极,这样在石墨电极表面聚集了大量电子,溶液中的H+移向石墨电极并获得这些电子生成氢气。在这个过程中,电子在导线中实现了定向移动,即形成了电流。这样,化学反应的化学能就转变成了电能,这样的装置我们称之为原电池。
2.原电池的构成
从以上分析可以看出,原电池是由两个活动性不同的电极、电解质溶液构成的闭合回路,也就是说原电池的构造是:①两个活动性不同的电极;②电解质溶液;③闭合回路,如下图。
在原电池中,科学上规定把电子流出的一极称为负极(较活泼的金属);把电子流入的一极(较不活泼的金属或惰性电极)称为正极。在上面的原电池中,锌为负极,发生氧化反应:Zn-2e-=Zn2+,石墨为正极,发生还原反应:2H++2e-=H2↑,这两个半反应恰好是氧化还原反应中的两个线桥。
也就是说,原电池实质上是将氧化反应和还原反应分到了两个电极上进行,使其分别成为一个“半反应”,因此,根据氧化还原反应方程式可以很容易地设计原电池装置。
【典例3】 人造地球卫星上使用的一种高能电池——银锌蓄电池,其电池的电极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。据此判断Ag2O是()
A.负极,被氧化 B.正极,被还原
C.负极,被还原 D.正极,被氧化
解析 由题给电极反应式可知,Ag2O得到电子,发生还原反应,作原电池的正极。
答案 B
3.电子的流向及离子的流向
整个原电池装置是一个闭合回路,在外电路中(导线)是靠电子的定向移动导电,在溶液中则是靠阴、阳离子的定向移动导电。在外电路中,电子是由负极流向正极,电流的方向与电子移动的方向相反,由正极流向负极。在溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,这里我们只需记住:阳离子一定移向发生还原反应的极,即阳离子一定是为获得电子而奔去。
原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)如下图所示:
4.电子的得失守恒
电子守恒法是依据氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等这一原则进行计算的。电子守恒法是氧化还原反应计算的最基本的方法,而原电池反应就是一种典型的氧化还原反应,只不过氧化反应和还原反应在负极和正极分别发生。因此可以利用电子守恒法来处理原电池的有关计算。具体来说就是正极得到的电子总数与负极失去的电子总数相等。
【典例4】(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
锌片上发生的电极反应为 。
银片上发生的电极反应为 。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);②通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023 mol-1,电子的电荷量为1.60×10-19 C)
解析 (1)在锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,锌片作负极,其电极反应为Zn-2e-===Zn2+;银片作正极,其电极反应为2H++2e-===H2↑;则电池总反应式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①电极减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x,则:
Zn+2H+===Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
60 g-47g=13 g x
x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L。
②反应消耗的锌的物质的量为13 g÷65 g·mol-1=0.2 mol。1 mol Zn变为Zn2+时,转移2 mol e-,则通过的电量为0.2 mol×2×6.02×1023 mol-1×1.60×10-19C≈3.85×104 C。
答案(1)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑
(2)①4.48 L②3.85×104C
三、原电池正极和负极的判断方法
1.根据电极材料判断
一般是活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
2.根据电流方向或电子流动方向判断
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
3.根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向
在原电池的电解质溶液中,阳离子移向的极为正极,阴离子移向的极为负极。
4.根据原电池两极发生的变化判断
原电池的负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应。
5.根据现象判断
溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。
特别提示 在判断原电池正、负极时,不要只根据金属活动性的相对强弱,有时还与电解质溶液有关,如Mg-Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但在该条件下是Al作负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。
【典例5】 根据反应:2Ag++Cu===Cu2++2Ag,设计如图所示原电池,下列说法错误的是()
A.X可以是银或石墨
B.Y是硫酸铜溶液C.电子从铜电极经外电路流向X电极
D.X极上的电极反应式为Ag++e-===Ag
解析 由电池反应2Ag++Cu===2Ag+Cu2+可知,铜作负极,电极反应为Cu-2e-===Cu2+;X为正极,可以是比铜不活泼的银或石墨等,电极反应为Ag++e-===Ag;电解质溶液中需含有Ag+,故B说法错误。
答案 B
四、原电池的电极反应及其书写方法
电极上物质的变化情况以及电子的转移情况可用电极反应式来表明。在原电池中,氧化反应和还原反应是分别在两个电极上进行的,每个电极上只发生一个方向的电子转移,相当于氧化还原反应的一半,常称为半反应。这种在电极上进行的半反应叫做电极反应。电极反应总是涉及含有同一元素但价态不同的两种物质,一种处于较高价态,另一种处于较低价态。以Cu-Zn(H2SO4)原电池为例:
负极反应:Zn-2e-===Zn2+(氧化反应),正极反应:2H++2e-===H2↑(还原反应)。
而电池总反应则为电池中正、负极反应式在电量相等情况下的加和式,一般是一个自发的、完整的氧化还原反应。例如原电池的电池总反应:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(化学方程式),Zn+2H+===Zn2++H2↑(离子方程式)。
【典例6】 钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。以下说法正确的是()
A.负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+
B.正极发生的反应为2H2O+O2+2e-===4OH-
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀
解析
选项 |
正误 |
理由 |
A |
√ |
负极发生的反应为Fe-2e-===Fe2+,Fe作负极,C作正极。 |
B |
× |
正极发生的反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。 |
C |
× |
原电池是将化学能转变为电能的装置。 |
D |
× |
水下部分溶解氧的浓度比交界处小,因而腐蚀比交界处慢。 |
答案 A
1.电极反应式书写的几种情况
(1)可充电电池电极反应式的书写
在书写可充电电池的电极反应式时,由于电极都参加反应,且正方向、逆方向反应都能进行,所以要明确电池和电极,放电时为原电池,充电时为电解池。原电池的负极反应为放电方向的氧化反应;原电池的正极反应为放电方向的还原反应。
(2)根据给出电极反应式书写总反应式
根据给出的两个电极反应式书写总反应式时,首先要使两个电极反应式的得失电子数相等,再将两式相加,然后消去反应物和生成物中相同的物质即可。注意,若反应式同侧出现不能大量共存的离子,如H+和OH-、Pb2+和SO,要写成反应后的物质,即H2O和PbSO4。
(3)燃料电池电极反应式的书写
书写燃料电池的电极反应式时,首先要明确电解质是酸还是碱。在酸性电解质溶液中,电极反应式不要出现OH-;在碱性电解质溶液中,电极反应式不要出现H+。同时还要分清燃料是H2还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C4H10、C2H5OH……),但无论是哪一种燃料,在碱性条件下,正极反应式都是一样的,即O2+2H2O+4e-===4OH-,若是在酸性条件下,则正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。如果是含碳燃料时,负极反应式的书写同甲烷燃料电池的书写,只是需要考虑用电荷守恒来配平不同的计量数。
2.几种燃料电池的电极反应式及总反应式
(1)氢氧燃料电池
在不同的介质中发生的电极反应归纳如下:
介质 |
电池反应:2H2+O2===2H2O |
|
酸性(H+) |
负极 |
2H2-4e-===4H+ |
正极 |
O2+4H++4e-===2H2O |
|
中性(Na2SO4) |
负极 |
2H2-4e-===4H+ |
正极 |
O2+2H2O+4e-===4OH- |
|
碱性(OH-) |
负极 |
2H2-4e-+4OH-===4H2O |
正极 |
O2+2H2O+4e-===4OH- |
(2)甲醇燃料电池
电解质:KOH;正极反应式:3O2+6H2O+12e-===12OH-;负极反应式:2CH3OH+16OH--12e-===2CO+12H2O;总反应式:2CH3OH+3O2+4KOH===2K2CO3+6H2O。
(3)肼燃料电池
电解质:KOH;正极反应式:O2+2H2O+4e-===4OH-;负极反应式:N2H4+4OH--4e-===N2+4H2O;总反应式:N2H4+O2===N2+2H2O。
【典例7】 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池中发电,电池负极反应式为()
A.H2+2OH--2e-===2H2O
B.O2+4H++4e-===2H2O
C.H2-2e-===2H+
D.O2+2H2O+4e-===4OH-
解析 根据题给信息,该燃料电池的总反应式为2H2+O2===2H2O;电解液为酸性溶液,电极反应式中不能出现OH-,A错误;又因为燃料电池中负极通入氢气,正极通入氧气,B、D错误。
答案 C
五、化学反应速率影响因素探究
北京故宫的“云龙陛石”上曾经雕刻有精美的蟠龙图案,近些年来,这些浮雕遭到严重的损坏。而以前几百年这种腐蚀都是很慢的,那为什么近些年来的腐蚀就加快了呢?这就要从影响化学反应速率的因素来分析了。
1.内因
决定化学反应速率大小的主要因素是反应物的性质,而不是外界条件。
2.外因
影响化学反应速率的外界条件很多,如浓度、压强、温度、催化剂等。另外,形成原电池也可以加快反应速率。
影响化学反应速率的因素 |
规律 |
|
内因 |
反应物的性质 |
在其他条件相同时,反应物的性质越活泼,化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢 |
外因 |
反应物的浓度 |
在其他条件相同时,增加反应物的浓度,可使反应速率加快 |
反应温度 |
在其他条件相同时,升高温度,可加快化学反应速率 |
|
反应时的压强 |
对有气体参加的反应,在其他条件相同时,增大压强,可加快化学反应速率 |
|
催化剂 |
在其他条件相同时,使用正催化剂,可极大地加快化学反应速率 |
|
固体反应物的表面积 |
在其他条件相同时,增大固体反应物的表面积,即固体反应物的颗粒越小,化学反应速率越快 |
|
其他 |
光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率 |
注意 ①对于有固体或纯液体参加的化学反应,改变它们的量不会引起浓度的变化,对它们的反应速率无影响。例如:C(s)+CO2(g)=2CO(g),增加C的量,对此反应的反应速率无影响。
②压强只对有气体参加或生成的化学反应的速率有影响,若一个化学反应的反应物、生成物中均无气体,则压强对此反应的反应速率无影响。压强对反应速率的影响关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。对于有气体参加的反应体系,压强改变的实质是气体物质浓度的改变。有以下几种情况:
A.恒温:增大压强→体积减小→浓度增大→反应速率加快
B.恒容:充入气体反应物→浓度增大→反应速率加快
充入稀有气体→总压增大,但各物质浓度不变→反应速率不变
C.恒压:充入稀有气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢
③多个因素影响反应速率变化要看主要因素
例如:锌与稀硫酸反应的图像如图,由图像可知氢气的生成速率随时间先由慢到快,然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低,若氢气的生成速率由其决定,速率的变化趋势也应由快到慢,反应前半程速率增大的原因是温度所致,锌与硫酸反应时放热,体系温度逐渐升高,温度对反应速率的影响占主导地位,一定时间后,硫酸的浓度下降占据主导地位,因而氢气的生成速率随时间先由慢到快,然后又由快到慢。
【典例8】 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到下图,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别是()
组别 |
c(HCl)/mol·L-1 |
温度/℃ |
状态 |
1 |
2.0 |
25 |
块状 |
2 |
2.5 |
30 |
块状 |
3 |
2.5 |
50 |
块状 |
4 |
2.5 |
50 |
粉末状 |
A.4-3-2-1 B.1-2-3-4
C.3-4-2-1 D.1-2-4-3
解析 化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积大小有关,实验1的盐酸的浓度最小,反应的温度最低,所以化学反应速率最小;物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高,所以反应速率实验3的大于实验2的;而实验4和实验3盐酸的浓度相同,反应的温度也相同,但物质的状态不相同,所以实验4的反应速率大于实验3的。
答案 A
【典例9】 反应E+F===G在温度T1下进行,反应M+N===K在温度T2下进行,已知:T1>T2,且E和F的浓度均大于M和N的浓度,则两者的反应速率()
A.前者大 B.后者大
C.一样大 D.无法判断
解析 因为这两个反应是不同的反应,而决定反应速率的主要因素是内因(反应物本身的性质),故尽管前者的反应温度高、浓度大,但反应速率不一定大于后者,如合成氨反应在高温、高压且有催化剂的条件下进行,其速率也不如低温下的酸碱中和反应的速率大。故两者的反应速率快慢无法比较。
答案 D
易错警示 本题很容易错选A,因为教材中用较多的篇幅介绍了温度、浓度、催化剂等外界因素对化学反应速率的影响,而忽视了内因才是决定化学反应速率的关键;外界因素在内因相同的情况下(即反应相同时)才会决定反应速率的大小,在进行分析判断反应速率大小时应遵循以下思路:①先看内因;②内因相同者,再看外界因素(温度、浓度、压强、催化剂等)。
六、化学反应速率及平衡图像问题的分析方法
化学反应速率及化学平衡的图像,能直观描述反应进行的快慢、反应进行的程度等问题。图像题是化学中常见的一种题目,做这类题既要读文字内容,又要读图。解答化学反应速率图像题三步曲:“一看”“二想”“三判断”。
“一看”——看图像
①看坐标轴:弄清纵、横坐标表示的含义;②看线:弄清线的走向、趋势;③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如曲线的折点、交点、最高点与最低点等;④看量的变化:弄清是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化等。
“二想”——想规律
如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的速率之比与化学计量数之比的关系等。
“三判断”——通过对比分析,作出正确判断。
【典例10】 在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述正确的是()
A.反应的化学方程式为2M==N
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
解析 由图像可知N为反应物,M为生成物,然后找出在相同时间段内变化的M、N的物质的量之比(与是否达平衡无关)以确定M、N在化学方程式中的化学计量数之比,即该反应的化学方程式为2N=M。t2时刻M、N的物质的量相等,但此时M、N的物质的量仍在发生变化,反应未达到平衡状态,因此正反应速率不等于逆反应速率。t3时刻及t3时刻之后,M、N的物质的量不再改变,证明已达到平衡状态,此时正、逆反应速率相等。
答案 D
【典例11】 在密闭容器中充入一定量NO2,发生反应2NO2(g)=N2O4(g)ΔH=-57 kJ·mol-1。在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()
A.a、c两点的反应速率:a>c
B.a、b两点NO2的转化率:a
C.a、c两点气体的颜色:a深,c浅
D.由a点到b点,可以用加热的方法
解析 由图像可知,a、c两点都在等温线上,c的压强大,则a、c两点的反应速率:a
答案 B
高考化学离不开记忆
化学被称为理科中的文科。题目量较多,单题分较少,因此波动性不大,比之数、理较为稳定。它需要识记许多内容,包括基本知识、元素及其单质、化合物性质、基本解题方法等,皆具有某些文科的特点。但它也具有相当的灵活性,如物质推断题中,你好像看到一个摩术师在向你展示其技艺而你不知其所以然。我的化学老师说,学习化学要首先对各物质性质非常熟悉,因为一些题(如物质推断题)并不能用逻辑推理方式,由果推因,只能由一些特征现象“猜”出物质或元素,这就需要对知识很熟悉。在熟悉的基础上要分门别类,列出知识框表,当然这就要求能深刻理解各个概念,否则分类就没有明确标准。就这样一个框套一个框,许多小体系组成若干中体系,再结合,直至整个体系。如我通常用元素周期表来形成最基本框架,下面细分,哪些族氧化能力强,哪些物质可作半导体……同时记住一些特殊现象,如CuSO4和H2S可生成H2SO4,用弱酸H2S产生强酸。这方面内容一般老师都会讲,而且比我清楚得多,最好能向老师讲教。
胡湛智(北京大学生命科学学院学生,贵州省高考理科状元):
化学大概是大家感觉比较好的科目,它和数学、物理一样,要把听课、钻研课本、做习题有机地结合起来。化学中有几个板块:基本理论、元素化合物、电化学、有机化学等。我认为学好化学要注意多记、多用、多理解,化学题重复出现的概率比较大,重要题型最好能在理解的基础上记住,许多化学反应的特征比较明显,记牢之对于解推断题将会有很大帮助。在平时多做题时要注意总结很多有用的小结论,并经常用一用,这在高考时对提高速度有很大帮助。高考化学试题中选择题占87分之多,因此多解、快解选择题是取得好分数的致胜因素。如何才能做得快呢?这就需要你从大量解题的训练中找出一些小窍门来。举一个简单的例子:45克水蒸气和4.4克二氧化碳混合后气体的平均分子量为多少?①45.1,②17.2,③9,④19。如果拿到题马上开始算,大约要2~3分钟,如果你用上自己的小窍门,注意到该混和气体的平均分子量只能在18~44之间,那你可只用二秒钟时间就选出正确答案。类似这样的小窍门还很多,希望大家多留心,注意寻找用熟,迅速提高模考分数。
另外,学好复习好化学并在考试中取胜的一个经验是学会“猜”。这种“猜”实际上是一种层次较高的推断,要有一定的基础,做的题多了熟能生巧,自然会获得一种“灵感”,自己可以创造“猜”法,因为它是你勤劳学习的结晶,不是乱猜。我用“猜”法解题,通常比正规解法快几倍,尤其是解决推断题和选择题,正确率很高。当然即使是一看题就知道答案也要进行检验。最后,对化学试卷中出现的新题型要高度重视并加以研究,它们通常代表着出题的新趋势,高考中很有可能会触及的,值得认真玩味。
吕志鹏(清华大学自动化系学生,黑龙江省高考理科状元):
与物理相比,记忆在化学这一科中比重很大。因为化学这一科目之中知识极为零散,这样,记忆的重要性就不言自明了。但是单纯地靠背书来记忆知识,效果不会很好,如果在做题的同时,结合题型来记忆知识,效果会很显著的。以我为例,高二时期,化学的优势并不显著,而步入高三后,我用上述方法进行复习,在短短的5个月之内,化学的成绩由原来的120多分上升到140多分,并且在以后的历次模拟考试中,都稳定在140分以上。从这里可以看出,做一定量的化学习题对提高化学成绩极有好处。
但是,化学也不能单纯地靠记忆,联想和想象也很重要,尤其在解有机化学和图框题中极有用处,有时可以很轻松且很快捷地解出这方面的题。
以上就是我在学这五门学科的经验,这些都是平时学习挺有效的方法。在此之外,笔者想针对高考中几科的几种题型的解答技巧和解题策略提供一些有效的方案。
在数、理、化三科中,客观题型所占的比例较大,因此,答好客观题是全卷取得高分的有效保证。
我自己认为,直接计算求解客观题是最费时间的笨方法,为了节约时间,掌握一些巧解方法来解答客观题很有必要。巧解方法一般有赋值法、估算法、图像法等多种方法(化学中的巧解方法更多)。现在举几个小例浅谈几种巧解方法。
【例1】 (赋值法)
若a2+b2=c2,(a,b,c∈R),判断a3+b3与c3的大小关系。
A.a3+b3=c3 B.a3+b3>c3
C.a3+b3
面对此题,很多同学会积极地投身于运算当中,精神可嘉,但过于鲁莽。若细心分析会发现
这个式子对于一般情况成立,则对特殊情况也成立。不妨假设a=3,b=4,c=5,则很轻易地
求出a3+b3=33+43=91
从这题可以看出,赋值法在解决一些问题时,省力省时而且有极高的准确性(甚至是完全正确)。
【例2】(估算法)
求铜原子的体积(1995年全国高考卷,题中还给出了一些别的数据可供计算求出比较精确的结果)。既然是选择题,就不要求解得的结果精确性有多高。那么,我们可以想铜原子的半径数量级为10-10m,则铜原子体积数量必为10-30m或在其左右不会很远,然后从选择之中选取答案。
至于说起图像法,应用也很广泛。集合中的韦思图,函数中各种函数图像……。
化学中还有十字交叉、极端分析等多种方法。当然,还有很多种巧算方法,就看考生对题、对方法的理解和掌握的程度啦。这些方法不是高不可攀的,是可以在训练中掌握。以我为例,升入高三的时候,对这些方法还不甚了解,但在高考中,我用这些方法来解题,仅用了15分钟就解决了全部客观题,无论数学、物理,还是化学,而且科科满点,为全卷夺取高分提供了坚实的保证,确保了高考的全盘胜利。
徐凡(保送入清华大学经济管理学院学习,北京市高考理科第二名):
数、理、化三科中,化学是最实际的了。在化学学习中建立起一个知识网络就显得更为重要。化学复习一般划分为基本概念、基本理论、元素化合物、计算、实验等几大部分。其中元素化合物这一块知识较为琐碎,可按照族序数归类总结,下述步骤或许可行:
一、物理性质。物理性质有元素单质、化合物的颜色、状态、熔沸点等等。莫要小看这些东西,就拿颜色来说吧,某些类似于“淡黄色固体”、“黑色粉末”的说法常为出题者所钟爱。而在作物质推断题时,通过物理性质进行猜测——由于猜测范围较小,这往往是可行的——再用化学性质验证,往往可以收到事半功倍的效果。又比如熔沸点问题,SO3与HF是需要多加小心的,如果遇到比较微粒摩尔数问题,脑筋就要转个弯,到这方面来想想。如果还附带上了有机物,熔沸点就乱了套,虽然也有规律可循,不过恐怕已超“纲”,就不再叙述了。
二、化学性质。对于化合物,首先想想化学键有没有问题,然后就是反应式了。对于化学方程式切不可一个一个背,而要联系起来看。每一个方程式都可以归结为反映了某种反应物或生成物的性质。对这些性质加以区别(如氧化性、还原性等),然后以这种特殊物质的基点向外辐散出去,就可以形成一个网络。这里要注意的是反应条件,应加以区别。对这些居于网络基点的物质也要特别加以重视。
对于有机物的分析大致相同。要注意的是有机物的化学键尤其是极性键是非常重要的,一定程度上是它决定着有机物的物理和化学性质。因此,有余力的话,应对其极性键电子云的形状,结构、偏转以及由此带来的影响有一定了解。这对理解有机物性质是很有帮助的。化学实验也是高考的一个重点。对实验的总结也是亲自做为宜,若无此条件,恐怕也只能“纸上谈兵”了。化学实验的基础是要掌握各种基本仪器的用途及其精确度、适用范围等。如滴定管可精确至 0.01mL,烧杯不可直接加热,要垫石棉网等等。而针对具体实验,首先要明确实验目的,写出反应方程式,然后要画出装置图。我以为掌握装置图是掌握一个实验的基础。最后对实验中的各处细节要加以记录,如温度计的插入深度,什么时候才可以停火等等,因为这可能就是考点。以上这些是为了培养一种实验素质。考题不太可能出已做过的一模一样的实验,但万变不离其宗,有了这种素质,当可应万变。
化学学习,分析问题解决问题的能力也是很重要的,但是在一个更加完备的知识体系的基础上,这种能力才能得到更充分的发挥,因此,化学学习我认为知识与能力应该并重。
楚军(清华大学自动化系学生,北京市高考理科第四名):
化学是一门注重实践的学科,知识大多来自实验,知识点多又较复杂繁琐,不易记忆。作为一门实验学科,应该重视实验,实验现象可以帮助我们更好地记忆和理解知识。同时,考生要以教材为依据,注意知识的内在联系,找到有效的记忆方法。化学的知识点分布虽广却也有脉络可寻,这就是元素周期表,想来老师们也都说过。若要学好化学,习题是必不可少的一个环节。我们虽然不造成题海战术,但适当的运用习题练习的方法确实可以帮助自己掌握知识。当然不能盲目做题,应当有所选择。历届的高考题是必须要看的题目。因为那些题目最能体现高考的命题精神。题目贵精而不贵多,可以请老师帮助参考选择一本好的习题集,把这本习题集上的题目尽数理清搞明,各种知识的考法题型也就大致都在掌握中了。同时通过做题,我们也可以在脑海中形成一套自己的知识体系,以后再遇到别的题目也能做到有章可循。再综合课本和老师的讲解,相信化学考试不会有很大的问题了。
张雅丽(清华大学经济管理学院学生,湖南省高考理科第四名):
化学虽然属于理科,但它却具有文科的特点:需要记很多知识点,比如说,某些常见元素的性质、应用以及与之有关的化学反应过程和方程式,需要你熟记在心。针对这种情况,我们就应该采用类似于文科的复习方法,多记,多背,打好解题的基础。但它毕竟还是理科,偏重于理解和应用,光是死记硬背是没有用的,我们应该在记忆的基础上进行充分的理解和灵活的应用,反过来,理解和应用又能帮助我们的记忆,二者相辅相成。如果大家仔细分析一下近几年的化学高考题,不难发现,选择题占了近60%的比例,也就是说,如果我们抓住这部分,我们就能得到90分,况且选择题是较为好做的,所以,大家要把重点放在这上面。我记得,当时每次考化学,我的选择题几乎都得满分。因而保证了总分的领先。当然,解选择题是非常需要技巧的,关于具体的解题技巧,我将在后面部分详细介绍。化学中有一类很有特色的题,即是物质推断题。很多同学一碰到这种题,往往是无所适从,不知该从何处下手。因为这种题须要一份特殊的直觉,当你读完题之后,你应该根据自己的第一感觉判断出一到两种物质。而这种感觉来自于平日的多做多练,正所谓“熟能生巧”,题目做多了,对它的感觉自然就出来了。比如说,你可以根据一些特殊现象判断出某些特殊物质,还有C、O、N、Fe等等都是出题率较高的元素,大家要特别注意,实在推断不出来的时候,可以将这些元素往已知条件中代入,看是否符合条件。最后来看看近几年出现的新动向。可能很多同学都已经注意到了,一种信息题的比重在逐年增大。这种题的特点是,给出一定的信息,让你利用所学的知识对这些信息进行判断、分析、组织,并得出正确的结论。它检验的是同学们对知识的灵活运用,很好地将书本和实际联系起来了,今后可能将是高考题的主要倾向,因此大家应该有意识地增大自己这方面的能力,可以找一些关于这类题的参考书,多做练习。
刘满江(清华大学经济管理学院学生,贵州省高考理科前十名):
化学素称理科中的文科。因为化学解题方法简单,所要求的数学工具不过加减乘除罢了。化学的基本内容很多。背诵记忆的知识点特别多。某位高考状元说过,学化学就是背书,只有把书本上的诸多知识点背熟,才有能力进行分门别类的归纳、综合。化学实验题中提供了一些颜色、气味的信息以此作为推断前提,如果你不曾花时间记忆各种物质的特性,那么你就没有可能做好推理。因为化学中的原理并不像数学、物理那样严谨;相反,推理过程跳跃性很大,需要根据不充分的信息去“猜”去“碰”。我为了方便化学知识记忆,曾经对各章知识做过流程图,譬如,硫(S)的特性,S可以生成SO2、H2S,……把S的衍生物列在一张表上,这样整个章节就掌握了。解决化学试题一定要细心,颜色、气味、状态、温度等都会成为致命的陷阱,你稍有不慎,就不能正确地解题,中了出题人的圈套。
牛 强(清华大学热能系学生,辽宁省高考理科前十名):
我的一位老师曾说“化学是半文半理的科目”,仔细想来,这句话是有一定道理的。化学离不开记忆。物理公式忘了一两个可以自行推导,但化学符号忘记了只怕难以自行创出。而如果记住了所有的公式、符号和原理也就成功了一半,所以我的第一点体会就是学习化学时一定要认真的去记。但记住了还只成功了一半,现在化学试题要考生去推断或说是去猜测一些书上没有的东西。但这种猜测绝非平空臆测,而是基于已知知识上的科学推断,或说是延伸已知知识。
下面举几道题目,做具体说明。
1.气体氢化物稳定性由强到弱的是。
A.SiH4 PH3 H2S HCl
B.HF HCl HBr HI
C.PH3 H2S HCl HF
D.NH3 PH3 AsH3 HF
这道题是对基本原理的考查,是要对元素周期律有清楚的了解,就可选出B。
2.T1是ⅢA族元素,关于它的性质,错误的是
A.T1是银白色、质软的金属
B.T1(OH)3与A1(OH)3同为两性氢氧化物
C.T1可以生成+3价化合物
D.T1的阳离子的氧化性比A1强
本题是对未知知识的推断,通过对元素周期律的了解,可知T1将是较活泼金属,所以BD是错误的。
3.关于NaH正确的有
A.NaH水溶液显酸性
B.NaH中氢离子与氦原子同
C.NaH中氢离子半径比锂离子半径大
D.NaH中氢离子可被还原为氢气
其实,本题只要判定NaH中氢为负价,一切就都可解决,H-只可被氧化,所以D不对;易知BC正确。
4.配平方程式
Cu2S+HNO3—Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O
配本氧化还原方程式是有一定难度的,下面作一下说明
A.标出化合价升降
B.十字交叉使升降价数同
+1 –2 +5 +2 +2
3Cu2 S+10H N O3——6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+H2O
↑2 ↑8 ↑3
↑10
C.对于未变价的离子,再做处理,本题中再加上12个NO3-
3Cu2S+(10+12)HNO3 — 6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+H2O
D.配平
3Cu2S+22HNO3 =6Cu(NO3)2+3H2SO4+8H2O+10NO
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