竞赛中化学反应的情景信息题

一、考查“绿色化学”与化学反应——概念理解型
[例1] (2005·北京市初赛试题）“绿色化学工艺”是预防污染的基本手段，其理想状态是反应物里的原子全部转化到欲制取的产物中，即原子的利用率为100％。只利用下列反应类型中的一种进行化工生产，一定属于“绿色化学工艺”的是( )
A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应
[解析]本题用简洁的语言，描述了“绿色化学工艺”的原理，反映了化学学科的新进展，并从中考查了学生对四种化学反应类型特点的了解，并与“绿色化学工艺”建立了联系。根据题给信息“反应物里的原子全部转化到欲制取的产物中”，由于化合反应只有一种生成物（即产物），反应物中原子的利用率肯定达到100%。其它三种反应类型至少有两种生成物，如果只有其中的一种生成物是欲制取的产物，显然原子的利用率没有100%。
[答案]B
二、考查化学反应的基本类型——数据分析型
试判断该密闭容器中发生的反应属于
A．化合反应 B．置换反应 C．分解反应 D．复分解反应
[解析] 分析反应前后各物质质量的变化，发现物质Y和Q在反应后质量分别增加（24g－2g）=22g和（14g－5g）=9g，说明Y和Q都是生成物，而物质Z在反应后质量减少（84g－0g)=84g，说明Z是反应物。根据质量守恒定律，参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和，减少的Z物质总质量（84g )不等于生成的Y和Q的总质量（22g+9g)=31g，由此得出X也应该是生成物。反应后X的质量（即待测）=（84g－31g）+2g=55g。该反应是由一种物质Z生成了三种物质X、Y和Q，是一个分解反应。
[答案] C。
三、考查化学方程式的书写
1、根据题给信息进行类比书写——举一反三型
[例3]（2004·江苏预赛试题）仿照下列化学方程式：
CH4+2O2CO2+2H2O 2H2S+SO2＝3S↓+2H2O NaH+H2O＝NaOH+H2↑，
在以下（1）～（4）的化学反应中任选3个完成化学方程式。
（1）甲烷在氯气中燃烧 CH4+Cl2——
（2）甲硅烷在空气中燃烧 SiH4+O2——
（3）氨气和二氧化氮气体在一定条件下混合 NH3+NO2——
（4）氢化钙溶于水 CaH2+H2O——
[解析] 这是一道具有一定难度的信息迁移题。本题首先要对题目提供的三个化学方程式进行分析，找出一些反应规律，并根据这些规律书写同类型的反应方程式，这是化学学习中必须训练的科学方法。解答此题，我们可选择平时熟悉的CH4和O2作为剖析“仿照”的突破口，将陌生的事物用熟悉的事物进行类比，转换和重组。通过分析，发现第（1）（2）个反应与第1个例题相似（规律：生成两种氧化物或氯化物），第（3）反应与第2个例题相似（规律：某一种元素的氢化物和氧化物反应，生成这种元素形成的单质和一种氧化物），第（4）个反应与第3个例题相似（规律：金属氢化物与水反应生成氢氧化物和氢气）。
[答案]（1）CH4+4Cl2CCl4+4HCl (2) SiH4+2O2SiO2+2H2O
(3) 8NH3+6NO2==7N2+12H2O (4) CaH2+2H2O==Ca(OH)2+2H2↑
[点评] 这类试题具有如下特点：一是题干给出的信息常常是学生未曾学过的新知识、或创设学生未曾经历的新情境；二是题给信息具有启发性，经过处理后可以迁移和灵活运用；三是在解答问题时，要从新信息中抽象出来的新知识和新规律并联系到已有的知识，进行类比推理。这一类试题的关键是对题给新信息的理解（如此处的“仿照”），然后在理解的基础上进行类比、转换和重组。只要类比贴近题意，转换和重组就能成功，即使是陌生的问题也能迎刃而解。它实际上是考察学生接受新信息的能力。
2、根据题目中的问题空间进行搜索书写——分析推理型
[例4]（2004·全国复赛试题）为防止大气污染，工业上产生的硫化氢(H2S)要经过处理，使其变成硫单质。富玛克斯法治理硫化氢的方法和步骤
①用2％～3％的Na2CO3溶液作吸收剂生成两种酸式盐，其中一种为NaHS；
②再加入一种RNO(液) (R表示一种有机基团)与生成的这种酸式盐的水溶液反应生成硫、碱和RNHOH；
③第二步生成的碱在溶液中与另一种酸式盐反应生成正盐；
④RNHOH与空气中的氧发生反应又得到RNO。
(1)写出上述四步反应的化学方程式。
① ；
② ；
③ ：
④ 。
(2)富玛克斯法的总反应的化学方程式为： ，RNO在整个过程中起到 的作用。
[解析] 根据文字信息书写未曾学过的化学方程式是竞赛中的必考题型，且所占分值较大。解答本题的关键是读懂题给文字信息，再将信息转化为化学方程式。酸式盐是酸中的氢离子部分被中和的产物，①中已告诉一种酸式盐为NaHS，则另一种酸式盐必为NaHCO3；第②问将二种生成物的具体名称给出，根据质量守恒定律，则生成的碱中一定含有钠元素，该碱一定是NaOH；第③问则是NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3和H2O。从所写方程式可以看出，Na2CO3、NaHCO3、NaHS、NaOH、RNO、RNHOH都不是最终产物，只有H2S和O2才是反应物，最终生成物为H2O和S。将第②个化学方程式化学计量数都乘以2后与①③④相加即可得出总反应的化学方程式。
[答案] (1) ① Na2CO3+H2S＝NaHCO3＋NaHS ②RNO+H2O+NaHS=NaOH+S+RNHOH
③NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O ④2RNHOH+O2=2RNO+2H2O
(2) 2H2S+O2=2H2O＋2S↓ 催化剂
[点评] 从起始反应物出发，逐步搜索，首先攻下“明碉”（如本例中相对容易的第①和第④问），然后拿下“暗堡”（如本例中相对较难的第②和第③问），前后夹击，步步为营，一步一步接近目标，也才能做到步步为赢。可谓思维缜密，疏而不漏。 

   对四种基本化学反应概念的理解和判断以及掌握化学方程式的正确书写是学好化学的必备工具性知识。纵观近两年的全国化学竞赛初复赛试题，根据题给信息书写并配平化学方程式是化学竞赛的一种重要题型，在整个试题中都占有较大的比例。