1、1例谈有序思维在化学解题中的重要性笔者在研读 2010 年高考命题解析（理科综合）时，上面有这样一段内容：中学化学知识具有相对分散、凌乱，逻辑性、系统性不强等特点，因此考生应该具备较强的化学学习能力，通过对中学化学基础知识的归纳、整理、有序存储，达到融会贯通，从而具备正确复述、再现、辨认化学基础知识的能力。由此可见， “有序”是高考化学中考查的思维能力中很重要的一种。笔者在平时的教学过程中发现，有很多问题看上去比较繁杂，难以入手，其实只要对繁杂的化学知识进行仔细地分析、整理、归纳，我们会发现很多知识都存在一定的规律。如果我们善于利用有序思维去分析，就可以使看似繁杂的化学问题变得简单清晰。下面通
2、过几个例题来体会一下有序思维在化学解题中的重要性。不当之处请同行指正。1.“10 电子”和“18 电子”微粒相关习题例 1已知 A、B、C 、D 是中学化学中常见的四种不同的分子或离子。一定条件下它们之间存在如右图转化关系：（1）如果 A、B、C 、D 均是含 10 个电子的粒子，请写出：B 的电子式 ，C 的结构式 。（2）如果 A、B、C 、D 均是含 18 个电子的粒子，B 和 D 均是含 10 电子的粒子，请写出：A 与 B 在溶液中反应的离子方程式： 。比较 B、C 结合 H 能力的大小，结合 H 能力较强的是 。解析：本题主要考查“10 电子”和“18 电子”微粒的结构和性质，只有
3、对“10 电子”和“18 电子”微粒经过有序地整理才能快速解答此类题目。首先应找到 10 电子和 18 电子的中性原子 Ne 和 Ar，然后比它们多或少电子的原子以阴、阳离子或氢化物的形式出现，其中 18 电子微粒还可以根据 99 思维获得。现整理如下：10 电子微粒：N3 O2 CH3 NH2 OH F CH4 NH3 H2O HF Ne Na Mg2 Al3 2NH4 H3O 18 电子微粒：P3 S2 HS Cl SiH4 PH3 H2S HCl Ar K Ca2PH4 9 电子的原子团为：F 、OH 、NH 2、CH 3，根据 99=18 还可以写出以下几种：F2 H2O2 N2H4
4、C2H6 CH5N CH4O CH3F(FF) (HOOH) (H2NNH2) (H3CCH3) (CH3NH2) (CH3OH) (CH3F)经过这样有序地整理，结合题意与 H 会反应的常见 10 电子微粒有OH 、F 、 NH3、H 2O，与 H 会反应的常见 18 电子微粒有 S2 、HS ，这样就快速得到答案（1） （2）HS OH =S2 H 2O 或 H2SOH =HS H 2O，B。2.置换反应有关的推断题例 2置换反应的通式可以表示为：单质（1）化合物（1）化合物（2）单质（2）请写出满足以下要求的 3 个置换反应的化学方程式：所涉及的元素的原子序数都小于 20；6 种单质分属
5、 6 个不同的主族。解析：这是 2006 年高考全国理综卷中的 26 题，学生拿到题目后，肯定会有很多置换反应浮现在脑海中，可是后来才发现要一下子写出 3 个符合题意的置换反应也不是很容易的一件事。评卷结果下来出人意料，得分率只有 50%，零分率为 17%。究其原因主要是平时学习中没有对置换反应进行有序的整理。例如按照单质的性质对置换反应进行梳理可以分为四类：.金属金属 同族间置换：NaKCl=NaClK 不同族间置换： FeCuSO 4=FeSO4Cu ZnCu(NO 3)2=Zn(NO3)2Cu2Al3Hg(NO 3)2=2Al(NO3)33Hg高温38Al3Fe 3O4=4Al2O3 9
6、Fe4Al3MnO 2=2Al2O33Mn2AlCr 2O3=Al2O32Cr.非金属非金属 同族间置换：2CSiO 2=2COSi O22H 2S=2H2O2SBr22NaI=2NaBrI 2Cl2 2NaBr=2NaClBr 2Cl2 2NaI=2NaClI 2不同族间置换：2F 22H 2O=4HFO 2 2Cl2 2H2O=4HClO 2 Cl2 H2S=2HClS3Cl2 2NH3=6HClN 23O24NH 3=6H2O2N 2 O24HCl=2H 2O2Cl 2 CH 2O(g)=COH 2 2H2SiCl 4=4HClSiSi4HF=SiF 42H 2.金属非金属 2MgCO
7、2=2MgOC3Fe4H 2O(g)=Fe3O44H 22Na2H 2O=2NaOHH 22K2H 2O=2KOHH 2Fe2HCl=FeCl 2H 2Mg2HCl=MgCl 2H 22Al6HCl=2AlCl 33H 2Zn2HCl=ZnCl 2H 2.非金属金属 H2CuO=H 2OCu4H2Fe 3O4=4H2O3Fe3 H2WO 3=3H2OWC2CuO=CO 22Cu3C2Fe 2O3=3CO24Fe平时经过这样有序地整理，拿到这个题目后，只要在抄稿纸上按照元素周期表上的位置列出 1 到 19 号元素，并且标上主族的序数 IA 到A，这样很快就能找到符合题意高温电炉高温高温点燃CuC
8、l2高温高温光点燃高温4的三个置换反应，即 AlH 2、MgC、F 2O 2（Cl 2S 或 Cl2N 2） 。3.电解质溶液中离子浓度大小比较例 3已知某无色透明的水溶液中只含有 4 种离子：（1）若该溶液中已含有 NH4 、Cl 离子，则另 2 种离子应是 （填离子符号） 。（2）该溶液所含的上述 4 种离子的物质的量浓度之间相对大小的关系可能的是用符号来表示，如 Cl 离子浓度用 C（Cl ）表示： ； ； ； ； ； ；（每个空格中填一种情况，有几种情况就填几种）解析：这是 2003 年浙江省会考卷中的一个题目，第（1）小题很快可以得出答案，即为 H 、OH 。对学生来讲第（ 2）小题
9、比较难，难就难在把可能的情况全部写出。下面我们来利用有序思维快速解答此题。由题意可知，溶液情况有以下 3 种：NH 4Cl溶液；NH 4Cl、NH 3H2O 混合溶液； NH 4Cl、HCl 混合溶液。具体分析如下：NH 4Cl 溶液中存在的化学过程有.NH 4Cl=NH4 Cl ，.NH 4 H 2O NH3H2OH ，. H2O H OH 容易得到结论：。NH 4Cl、NH 3H2O 混合溶液可以看成是情况中不)()()()(4 NCl C断滴加 NH3H2O，即在结论中不断增加 NH3H2O 电离出的两种离子 NH4 和OH ，在结合电荷守恒的思想，可得出以下四种结论： ，)()()()
10、(4 OHNHCl C； ，)()()()(4 HOClNH )()()()(4 HOClN )()()()(4 lO。NH 4Cl、HCl 混合溶液可以看成是 情况中不断滴加 ，即在结论中不断增)(aql加 电离出的两种离子 H 和 Cl ，在结合电荷守恒的思想，可得出以下两种结论：)(aql， 。综上所述，上述 4 种离子)()()()(4 OHNCl C)()()()( 4OHNHCl C的物质的量浓度之间相对大小的关系可能有 7 种情况。虽然比较多，但只要我们善于有序分析，就能快速得出以上 7 种情况。4.图像题例 4向某 NaOH 溶液中通入 CO2 气体后得到溶液 M，因 CO2
11、通入量的不同，溶5液 M 的组成也不同。若向 M 中逐滴加入盐酸，产生的气体体积 V（CO 2）与加入盐酸的体积 V（HCl）的关系有如图所示四种情况，且（ 2） 、 （3） 、 （4）图中分别有OAAB、OAAB、OAAB，则下列分析与判断不正确的是（不计 CO2 的溶解）AM 中只有一种溶质的有（1）和（3）BM 中有两种溶质的有（2）和（4）C （2 ）图显示 M 中一定存在 )()( 323CONaNaHCD （4）图显示 M 中可能存在 )()(32O解析：首先我们应有序地分析出溶液 M 的不同情况。随着 CO2 气体不断通入，可能发生的反应有两个，少量 CO2 时，2NaOHCO
12、2=Na2CO3H 2O；过量 CO2 时，Na2CO3CO 2H 2O=2NaHCO3。因此 M 溶液中的溶质随着 CO2 气体不断通入有以下 4种情况：NaOH 和 Na2CO3；Na 2CO3；Na 2CO3 和 NaHCO3；NaHCO 3。当向 M中逐滴加入盐酸时先后发生的反应有：（I）NaOHHCl=NaClH 2O；（）Na2CO3HCl=NaHCO 3 NaCl；（）NaHCO 3HCl=NaClCO 2H 2O。其中、反应均无 CO2 气体放出， 反应有 CO2 气体放出，所以（1）图表示溶质为NaHCO3；当溶质只有 Na2CO3 时，随着盐酸不断滴入先后发生 、两个反应，
13、从方程式可以看出无气体与有气体过程消耗的总盐酸相同，即 OA=OB，为（3）图；在此基础上分析溶质为 NaOH 和 Na2CO3 的情况，容易看出 NaOH 与盐酸反应无气体放出，即无气体段消耗盐酸变多，即 OAOB，为（4）图；同理，若溶质为 Na2CO3 和 NaHCO3 的情况，则 NaHCO3 与盐酸反应放出 CO2 气体，即有气体段消耗盐酸变多 OA2OA。)(3NaHCO)(32CNa5.实验现象描述例 5实验室用如图所示装置完成铜与浓硝酸反应并用排水法收集尾气。请描述该实验过程中的现象。6解析：所谓现象是指人所看到、听到、闻到以及其它感官感觉到的等等。学生对实验现象的表述往往容易
14、出现不全面的情况，主要问题在于思维无序，如果有序地去分析就可以避免遗漏。具体包括从空间上的有序主要指从下到上、从左到右和状态上的有序：固体液体气体。本题涉及到的化学过程有两个Cu4HNO 3(浓) = Cu(NO3)22NO 22H 2O 反应放热，3NO 2H 2O =2HNO3 NO，实验现象具体描述如下：a 试管中铜丝逐渐溶解，表面产生气泡先慢后快，溶液逐渐变蓝绿色，溶液上方气体迅速变成红棕色，如果用手摸试管 a 下端，感觉变热，水槽中的导管口有气泡产生先慢后快，b 试管中液面下降，气体部分呈无色。6.有机化学中同分异构体的书写例 6A 的结构简式为 ，写出符合下列 3 个条件的 A 的
15、同分异构体的数目有 个。含有邻二取代苯环结构 与 B 有相同官能团 不与FeCl3(aq)发生显色反应。解析：这是 2007 年高考全国理综卷中 29 题的一小题，同分异构体书写是历年高考中考查的热点，它能考查出学生的思维能力，尤其是有序思维能力。笔者认为同分异构体书写过程中要重视两点，那就是方法要讲究；思维要有序。同分异构包括官能团异构、碳链异构、位置异构三种，三者关系要有序，千万不能混乱。如先考虑有没有官能团异构，官能团确定后再考虑碳链异构，最后考虑官能团的位置异构。如本题由题意可知官能团已确定只有COOH 和OH，方法为定一移一法，定 COOH 移OH，符合题意的碳链异构有以下两种：（） 和 （） ，最后考虑OH 的位置异构， （） （） 很清楚地得到四种同分异构体，值得注意的是“A 的同分异构体” 应该不包括 A 本身，当OH 在第个位置时就是 A 本身，所以符合题意的同分异构体的数目为 3 个，它们分别为位置 。由此看来，同分异构体书写虽然是一个难点，但是只要我们利用有序思维去分析就能够有效地突破难点，再难的问题都能迎刃而解。7综上所述，有序思维在化学解题过程中往往起到化繁为简，化难为易的作用。看似凌乱、分散的化学知识，只要我们平时学会将化学知识有序整理、有序存放，善于利用有序思维去解决化学问题，就能构成具有“生长力”的知识体系。
