感受化學(xué)魅力,激活課堂效率

主講：胡國棟

你知道嗎？迄今為止，有三個(gè)蘋果改變了世界。第一個(gè)誘惑了夏娃，讓人類有了道德；第二個(gè)砸醒了牛頓，讓人類有了科學(xué)；第三個(gè)曾在史蒂夫·喬布斯的掌握下，讓人有了生活。改變?nèi)祟惖娜惶O果一、化學(xué)中的簡(jiǎn)約之美1.玩轉(zhuǎn)一類無機(jī)框圖2.熱炒一類有機(jī)物3.妙用一類函數(shù)圖像4.實(shí)驗(yàn)儀器的一物多用1.玩轉(zhuǎn)一類無機(jī)框圖【例1】.A、B、C、Ｄ均為中學(xué)化學(xué)中常見的單質(zhì)或化合物，它們之間的關(guān)系如右圖所示（部分產(chǎn)物略去）。（1）

若A為非金屬單質(zhì)，D是空氣的主要成分之一。則化合物B的電子式____________（2）若A為金屬單質(zhì)，D是某強(qiáng)酸的溶液，則反應(yīng)AB的離子方程式是____________。（3）若A、B為鹽，D是強(qiáng)堿，A的水溶液顯酸性，B的水溶液顯堿性。①C的化學(xué)式為________________。②反應(yīng)的離子方程式為____________________。（4）若A為強(qiáng)堿，D為氣態(tài)氧化物。常溫時(shí)將B的水溶液露置于空氣中，其pH隨時(shí)間t變化可能如圖a或圖b所示（不考慮D的溶解和水的揮發(fā)）。①若圖a符合事實(shí)，則D為____（填化學(xué)式），此圖a中x______7（填“>”“<”或“=”）②若圖b符合事實(shí)，則其pH變化的原因是___________

（用離子方程式表示）；已知圖b中y<7，B的焰色反應(yīng)為黃色，則B溶液中各離子的濃度由大到小的順序是___________________。請(qǐng)寫出滿足以下要求的3個(gè)置換反應(yīng)的化學(xué)方程式：①所涉及的元素的原子序數(shù)都小于20；②6種單質(zhì)分屬6個(gè)不同的主族?！纠?-1】A、B是兩種短周期元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如下的關(guān)系：【例2-2】A、B、C是三種短周期元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如下的關(guān)系：據(jù)此推測(cè)，單質(zhì)A、B、C分別是（給出兩組合理答案）①

、

、

；②

、

、

?！纠?-3】A、B、C是三種短周期元素的單質(zhì)，甲、乙、丙是三種常見的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如下關(guān)系：⑴若A、B、C都是非金屬單質(zhì)，且A、B所含元素同主族，A、C所含元素同周期，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式是

；B固體屬于____晶體，A固體與B固體比較，

熔點(diǎn)高?！纠?-3】A、B、C是三種單質(zhì)，甲、乙、丙是三種常見的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如下關(guān)系：⑵若A是常見的金屬單質(zhì)，B、C是氣態(tài)單質(zhì)，反應(yīng)①在水溶液中進(jìn)行，則反應(yīng)②(在水溶液中進(jìn)行)的離子方程式是：

。①②例題3：甲、乙、丙、丁、戊均為中學(xué)化學(xué)常見的單質(zhì)或化合物，且均含有同一種元素R，在一定條件下其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示?！纠?-1】若R為一種金屬元素，乙由兩種元素組成，甲溶液的pH小于7，單質(zhì)丁在一定條件下可生成戊。(1)R在元素周期表中的位置_____________，(2)甲與戊兩種溶液混合生成沉淀丙的離子方程式為

，(3)除去鎂粉中混有少量的丁，涉及的離子方程式為

。(4)丁、石墨和二氧化鈦（TiO2）按比例混合，高溫下反應(yīng)得到的化合物均由兩種元素組成，且都是新型陶瓷材料（在火箭和導(dǎo)彈上有重要應(yīng)用）其反應(yīng)的化學(xué)方程式是

?！九c概念理論結(jié)合的內(nèi)容】鋁鹽溶液酸性的解釋；明礬凈水有關(guān)鋁鹽溶液中離子濃度大小的比較鋁的工業(yè)制備、化學(xué)性質(zhì)（鋁熱反應(yīng)）鋁鐵合金的相關(guān)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算高溫結(jié)構(gòu)陶瓷【例3-2】若R為一種金屬元素，單質(zhì)丙是生活中常見金屬，其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞，乙、丁、戊為三種氧化物，其中丁在空氣中加熱可以轉(zhuǎn)化為戊，乙、丁、戊均可溶于過量硝酸，得到甲溶液。(1)寫出戊溶于稀硫酸對(duì)應(yīng)的離子方程式_________________________；(2)檢驗(yàn)所得溶液中金屬陽離子的操作及現(xiàn)象是________________________。(3)將甲溶液分別加入下列物質(zhì)中，與水解有關(guān)的反應(yīng)是（）

①Cu②石蕊試液③NaHCO3溶液④沸水⑤KSCN溶液⑥苯酚溶液【與概念理論結(jié)合的內(nèi)容】有關(guān)“鐵變價(jià)”的方程式的書寫----氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)滴定法測(cè)定Fe2+的含量----操作、方程式書寫、定量計(jì)算鐵鹽、亞鐵鹽水溶液呈酸性的原因鐵離子的除雜、高鐵酸鈉的應(yīng)用【例3-3】R元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物甲，能電離出電子數(shù)相等的陰、陽離子。乙是含有非極性鍵的離子化合物。甲中通入少量和過量CO2分別得到丁和丙。戊→甲是一種重要的化工生產(chǎn)。(1)將乙加入到FeCl2溶液中，得到紅褐色沉淀與氣體的物質(zhì)的量為4：1，寫出離子方程式______。(2)向丁溶液中通入氯氣，可得到一種具有漂白、消毒的物質(zhì)，同時(shí)生成丙，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________。(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72LCO2通入4mol/L甲溶液100mL中，則該溶液中離子濃度由大到小的順序是

體現(xiàn)該溶液中R+與含碳粒子的關(guān)系式：C（R+）=

__________________【與概念理論結(jié)合的內(nèi)容】1．NaOH、Na2O2的電子式2．Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)3．CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)（堿性、離子濃度大小比較）4.鋰電池5.氯化鈉的電解【例3-4】R也是一種常見金屬元素。上述關(guān)系中，丁和戊均為紅色固體，乙是單質(zhì)丁長(zhǎng)期在潮濕的空氣中被腐蝕的產(chǎn)物，三者均可和硫酸反應(yīng)制得甲。(1)過量的氫氣在高溫下可以還原乙，得到紅色固體丁。寫出化學(xué)方程式

。有同學(xué)認(rèn)為該紅色固體中可能含有戊，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理的實(shí)驗(yàn)方案證明之。已知戊在稀硫酸中溶解呈現(xiàn)藍(lán)色溶液。(2)丁制備甲的方法有：（失重法、酸溶法）（請(qǐng)用化學(xué)方程式寫出兩種方法）。如果用丁和硫酸為原料，符合綠色化的合成路線是

?！九c概念理論結(jié)合的內(nèi)容】電解、電鍍Cu、Fe、Al綜合計(jì)算【例3-5】若R原子的最高正價(jià)與負(fù)價(jià)的代數(shù)和為+2，甲與丙為常見大氣污染物，且甲與丙的相對(duì)分子質(zhì)量相差16。丁為空氣的主要成分之一。(1)丁的電子式為

，乙的空間構(gòu)型為_____；(2)戊的稀溶液能跟過量鐵粉反應(yīng)，其離子方程式為

。(3)乙和戊反應(yīng)所得產(chǎn)物的水溶液中顯_____性，用有關(guān)文字和方程式解釋___________________。為了使得該產(chǎn)物電離出的兩種離子濃度相等，可以往溶液中加入_________、___________（寫出兩類不同物質(zhì)的化學(xué)式）。

【與概念理論結(jié)合的內(nèi)容】：1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備（快速制取原理）2.合成氨及氨的催化氧化的相關(guān)問題：條件的選擇、平衡移動(dòng)、平衡常數(shù)3.陌生方程式的書寫---氧化還原反應(yīng)（HNO3、NO、NO2……）4.氨氣、氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)--原子結(jié)構(gòu)與元素周期率5.NO的制備及還原性的檢驗(yàn)6.N2O4與NO2的平衡移動(dòng)7.銨鹽的水解（離子濃度大小比較，平衡移動(dòng)）【例3-6】若R原子半徑為0.102nm，其單質(zhì)丁在氧氣中燃燒生成甲，伴隨明亮的藍(lán)紫色火焰；且甲與丙的相對(duì)分子質(zhì)量相差16。戊是一種無色的粘稠液體。乙是一種由兩種元素組成的某鐵(銅)礦石的主要成分，其中鐵(銅)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為56/120（

128/160

）。(1)乙（Cu2S、FeS2）與足量稀硝酸反應(yīng)的離子方程式

；

(2)乙（Cu2S、FeS2）高溫制備甲對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式_________________；

(3)甲通入BaCl2溶液中，沒有明顯變化，若要觀察到沉淀，可以加入下列哪些物質(zhì)

：NO2、CO2、H2S、NH3、Cl2、FeCl2、O3【與概念理論結(jié)合的內(nèi)容】1、SO2與H2O反應(yīng)，SO2與O2反應(yīng)--化學(xué)平衡理論2、S2-、SO32-的水解，H2SO3的電離--水溶液中的離子平衡3、O3、H2O2、濃H2SO4的氧化性S、SO2、Na2SO3的還原性【例3-7】甲是一種黃綠色的氣體，丙可用于紡織行業(yè)的漂白、游泳池的殺菌消毒，焰色反應(yīng)為黃色。乙、丁、戊分別在一定條件下制得甲，其中乙在催化劑作用下加熱可制得某種氣體，同時(shí)有戊生成。（1）將標(biāo)準(zhǔn)狀況下112L甲通入100mL0.4mol/LFeBr2溶液，對(duì)應(yīng)的離子方程式為

（2）將一定量的甲單質(zhì)通入一定濃度的苛性鉀溶液中，兩者恰好完全反應(yīng)(已知反應(yīng)過程放熱)，生成物中有三種含Y元素的離子，其中兩種離子的物質(zhì)的量（n）與反應(yīng)時(shí)間（t）的變化示意圖如右圖所示。該苛性鉀溶液中KOH的質(zhì)量是

，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

。【與概念理論結(jié)合的內(nèi)容】：1.氯水中的離子平衡2.氯氣的化學(xué)性質(zhì)3.次氯酸鈉的堿性和強(qiáng)氧化性4.海水資源的綜合利用5.Br、I的代表物及化學(xué)性質(zhì)（周期律的體現(xiàn)）【例3-8】若R為一種非金屬元素，且上述五種物質(zhì)含有不同的官能團(tuán)，丁為帶水果香味的液體，乙和丁均能在堿性條件下生成甲，戊是一種無色氣體，相同條件下相對(duì)H2的密度為14，則：（1）由甲在一定條件下生成戊的化學(xué)方程式為

；（2）欲檢驗(yàn)乙中官能團(tuán)，所選用的試劑為___

①NaOH溶液②Br2的CCl4溶液③銀氨溶液④AgNO3溶液⑤稀HNO3溶液實(shí)驗(yàn)操作為：__________________________

（3）由甲和丙制備丁的實(shí)驗(yàn)中，為了提高甲的轉(zhuǎn)化率，采取的方法有_______。【與概念理論結(jié)合的考查】1.H2CO3、CH3COOH弱酸的電離平衡2.CO32-、HCO3-、CH3COO-的水解平衡及離子濃度大小比較3.C、CO、CO2三角關(guān)系；4.粗硅的制備及提純；5.合成氣在反應(yīng)中的平衡問題6.新型無機(jī)非金屬材料---光導(dǎo)纖維、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷（氧化鋁、氮化硅、碳化硅等）的制備及性質(zhì)7.燃料電池正負(fù)極方程式的書寫8.蓋斯定律2.熱炒一類有機(jī)物有機(jī)物A能在稀硫酸中發(fā)生水解反應(yīng)，如圖所示X稀硫酸△ACB氧化氧化分析各物質(zhì)的類別X屬于A屬于B屬于C屬于酯羧酸醛醇X稀硫酸△ACB氧化氧化D為何物？NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化1：X的分子式為C7H14O2不可能試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化能否實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化？試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化2：X的分子式為C4H8O2NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化3：C可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化4：X的分子式為C6H12O2試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化5：A不能發(fā)生消去反應(yīng)X的分子式為C10H20O2試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化6：X的分子式為C4H4O4試寫出A、B、C、X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式NaOH溶液DX稀硫酸△ACB氧化氧化變化7：X的分子式為C14H12O23.妙用一類函數(shù)圖像【例4-1】在恒溫恒壓條件下，在密閉的容器中發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得CO、H2、CH3OH分別為1mol、1mol、1mol，此時(shí)容器的體積為3L，現(xiàn)往容器中通入COxmol，平衡將如何移動(dòng)？【例4-2】在上述條件下，改為向平衡體系中充入xmolH2（或xmolCH3OH）【例4-3】在恒溫恒壓條件下，在密閉的容器中發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+I2(g)2HI(g)，到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得H2、I2、HI分別為1mol、1mol、1mol，容器的體積為3L，現(xiàn)往容器中分別通入H2（或I2）、HIxmol，平衡分別將如何移動(dòng)？【例4-4】在恒溫恒壓條件下，氨氣和二氧化碳按一定的物質(zhì)的量之比充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)＋CO2(g)

CO(NH2)2(l)＋H2O(l)

，到達(dá)平衡時(shí)，測(cè)得NH3、CO2分別為1mol、1mol，容器的體積為2L，現(xiàn)往容器中分通入xmolNH3，平衡分別將如何移動(dòng)？圖像充入物質(zhì)的影響減小壓強(qiáng)的影響結(jié)果1充入N2，正反應(yīng)逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

三種可能2充入H2，正反應(yīng)正反應(yīng)正向3充入NH3，逆反應(yīng)逆反應(yīng)逆向4充入H2，正反應(yīng)正反應(yīng)

H2(g)+I2(g)2HI(g)

正向5充入HI，逆反應(yīng)逆反應(yīng)逆向6充入NH3，正反應(yīng)逆反應(yīng)2NH3(g)＋CO2(g)

CO(NH2)2(l)＋H2O(l)

三種可能4.實(shí)驗(yàn)儀器的一物多用3.如果瓶充滿水，可收集的氣體有_____，這時(shí)氣體由口______進(jìn)入。4.如果瓶?jī)?nèi)裝入濃硫酸進(jìn)行氣體干燥，

則可用此裝置來干燥的氣體有____，這時(shí)氣體由口____進(jìn)入。1.如果瓶是干燥的，則由A口進(jìn)氣可收集的氣體有：2.如果瓶是干燥的，則由B口進(jìn)氣可收集的氣體有：H2

、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2用如圖所示裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將液體A逐滴加入到固體B中，回答下列問題：（1）圖中D裝置在實(shí)驗(yàn)中的作用是__________。（2）若

A為30%H2O2溶液，B為MnO2

，C盛有氫硫酸（H2S）飽和溶液，旋開E后，C中的現(xiàn)象為___

，C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。（3）若A為濃鹽酸，B為KMnO4，C中盛有KI淀粉溶液，旋開E后，C中的現(xiàn)象是________

；繼續(xù)通氣體于C中，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)C中溶液的顏色消失，這是因?yàn)樵谌芤褐蠭2能被Cl2氧化為HIO3，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

（4）若A為濃氨水，B為生石灰，C中盛有AlCl3溶液，旋開E，足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，C中的現(xiàn)象是_____

，C中發(fā)生反應(yīng)的方程式為____________

。

（5）該題圖示裝置有多種用途，請(qǐng)舉一例（除題中之外）填空：A為_______

，B為_______

；C中盛_______

，其目的為___________

。ABCC中現(xiàn)象1濃鹽酸Na2SO3固體品紅溶液2醋酸粉狀貝殼Na2SiO3溶液3濃氨水生石灰AgNO3溶液4濃硝酸銅水二、化學(xué)中的哲理之美愿同學(xué)們：自信不被氧化、快樂不被還原、苦惱可以取代、難題可以水解、處事能夠中和、好運(yùn)不斷加聚、幸福不再可逆！

不是電解質(zhì)也不一定就是非電解質(zhì)。所以，對(duì)你不好的人也未必就是壞人（那人是單質(zhì)）！

對(duì)待得失恰似氧化還原，得到會(huì)使你的價(jià)位降低，而放手卻能使你的價(jià)位身高。我想作還原劑，送你多少電子也不介意，只要能與你穩(wěn)定地在一起！（這便是癡情）

你不是氫氧化鋁，憑什么既與酸又與堿反應(yīng)？（總是有那么些人白道黑道都吃）

我是Al，而你是Fe，我選擇用高溫?fù)Q出你，然后囚禁自己，可你卻轉(zhuǎn)身離去…人世間最悲哀的事莫過于此：你可以選擇愛我或者不愛我，而我只能選擇愛你或是更愛你！

人一定要足夠優(yōu)秀或足夠強(qiáng)大，如果你只是弱酸或者弱堿，那即使是濫情如氫氧化鋁者也不會(huì)要你！

多少強(qiáng)酸的追求，二氧化硅不為所動(dòng)，因?yàn)樗幌肱cHF遠(yuǎn)走高飛……SO2為品紅褪色是暫時(shí)的，氯水為品紅褪色卻是永遠(yuǎn)的；而氯水讓石蕊變紅是暫時(shí)的，SO2讓石蕊變紅卻是永遠(yuǎn)的……你是否找到值得你為之徹底改變或愿意為你永遠(yuǎn)改變的那個(gè)人呢？

最外層電子越多越容易得到電子，正如富人更容易掙錢。所以，這個(gè)世界充滿了不公平！高中階段，我們只研究F、Cl、Br、I，因?yàn)閻?At)具有放射性！H2O對(duì)Cl2一心一意，Cl2卻偏偏要弄出“三分四離”。三、化學(xué)中的形象之美絢麗多彩的有機(jī)象形分子牛式二烯炔醇

人類忠實(shí)的朋友豪豬烯

企鵝酮青蛙分子螞蚱酮2008年北京殘奧會(huì)吉祥物是“福牛樂樂”。有一種有機(jī)物的鍵線式也酷似牛形（如圖所示），故稱為牛式二烯炔醇。下列有關(guān)牛式二烯炔醇的說法中正確的是A．化學(xué)式為C29H44O，屬于不飽和醇B．分子內(nèi)所有碳原子都在同一平面C．能發(fā)生加成、消去、取代反應(yīng)D．一定條件下羥基能被氧化為醛基AA．該分子中所有碳原子可能處于同一平面

B．doggycene的分子式為：C26H30

C．1mol該物質(zhì)在一定條件下與H2加成，最多消耗

12molH2

D．該物質(zhì)常溫為氣態(tài).

A下圖是一種形狀酷似一條小狗的有機(jī)物，

化學(xué)家TimRickard將其取名為“doggycene”，有關(guān)doggycene的說法正確的是

奧林匹克烴

足球烯

巢式硼烷窗烷(Windowpane)絢麗多彩的有機(jī)象形分子北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)的外形好似“鳥巢”

，有一類硼烷也好似鳥巢，故稱為巢式硼烷。巢式硼烷除

B10H14不與水反應(yīng)外，其余均易與水反應(yīng)生成氫氣和硼酸，硼烷易被氧化。下圖是三種巢式硼烷，