“三步法”思想解決高中化學疑難問題

俞真蓉

一、“三步法”配平氧化還原型離子方程式

書寫氧化還原型離子方程式或電極反應式時，先依據題意確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物，然后按照一定步驟進行配平。

步驟：① 配電子：根據得失電子守恒配平參與反應的微粒；② 配離子：根據電荷守恒配平可能參與反應的其他離子；③ 陪原子：根據原子守恒寫出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2與KMnO4反應的離子方程式為：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被還原成MnO2，其離子方程式為。

解析本題考查陌生條件下氧化還原型離子方程式的書寫，先確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配離子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新課程全國，26題節(jié)選）與MnO2—Zn電池類似，K2FeO4—Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為。

解析首先確定此電池正極反應的微粒及其產物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配離子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”書寫熱化學方程式

步驟：①根據題意寫出待求的熱化學方程式的反應物與生成物并配平；②用已知熱化學方程式求出目標熱化學方程式并計算出焓變；③檢查各物質有無遺漏聚集狀態(tài)、焓變符號以及單位等。

例3（2012年海南，13題節(jié)選）（3）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知：

（1）N2(g)+2O2(g)N2O4(l)

ΔH1＝-19.5 kJ·mol-1

（2）N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH2＝-534.2 kJ·mol-1

寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式。

解析本題考查運用蓋斯定律書寫熱化學方程式，利用三步法思想可以避免書寫過程的失誤。

① 依據題意寫出待求的化學方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加減已知方程式：求算目標熱化學方程式反應熱：

（2）×2-（1）得：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)

ΔH＝ΔH2×2-ΔH1＝-534.2 kJ·mol-1×2-(-19.5 kJ·mol-1)＝-1048.9 kJ·mol-1；

③ 查規(guī)范：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g);ΔH＝-1048.9 kJ· mol-1。

三、“三步法”解決化學計算題

1.化學平衡型計算題

有關化學平衡計算包括求算反應速率、各物質的量或濃度或含量、平衡轉化率、化學平衡常數等，解答此類問題學生常常思路和程序混亂，沒有按一定的思維方式和程序列式求解，常顧此失彼，錯誤甚多。因此，必須建立解題模式，規(guī)范程序，一目了然。

步驟：① 寫方程：寫出有關化學平衡的方程式；② 列三量：在平衡反應的方程式下方列出反應物、生成物的起始濃度、轉化濃度、平衡濃度，或列出起始、轉化、平衡時各物質的物質的量亦可；③ 求未知：根據已知條件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15題節(jié)選）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下：

溫度/℃70080083010001200 平衡常數1.71.11.00.60.4回答下列問題：

（2）830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反應初始6 s內A的平均反應速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，則6 s時c(A)＝ mol·L-1，C的物質的量為 mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率為。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，則6 s后A減少的濃度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的濃度為0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A減少的物質的量為0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根據化學方程式可知C的物質的量也為0.09 mol。然后依據三步法計算A的轉化率。

① 寫方程：設830℃達平衡時，轉化的A的濃度為x，則：

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

② 列三量：

起始濃度（mol·L-1）0.040.1600

轉化濃度（mol·L-1）xxxx

平衡濃度（mol·L-1）0.04-x 0.16-xxx

③求未知：K=x2(0.04-x)(0.16-x)

x=0.032 mol/L；故A的轉化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應速率不改變，平衡不移動，故平衡時A的轉化率仍為80%。

2.實驗數據處理與分析型計算題

從大量的實驗數據中找出有用、有效、正確、合理的數據是實驗數據分析處理的一個重要的能力，利用三步法思想解決此類計算題是行之有效的。

步驟：① 寫方程：寫出實驗原理，即化學反應方程式；② 列關系式：從方程式中找出未知物和已知物之間的關系式（可以是直接的，也可以是間接的）；③ 求未知：代入實驗數據，得出實驗結果。

例5（2012年浙江，26題節(jié)選）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某學習小組用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體（不含能與I―發(fā)生反應的氧化性雜質）的純度，過程如下：取0.36 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液20.00 mL。則該試樣中CuCl2·2H2O的質量分數為。

解析根據題中信息可以書寫有關反應化學方程式，然后依據三步法進行實驗數據處理與分析。

① 寫方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

I2+2S2O2-3S4O2-6+2I-

② 列關系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 數據處理：CuCl2·2H2O的質量分數：w=（0.1000mol·L-1×0.02000 L×171 g/mol）/ 0.36 g=95%

(收稿日期：2014-03-15)

一、“三步法”配平氧化還原型離子方程式

書寫氧化還原型離子方程式或電極反應式時，先依據題意確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物，然后按照一定步驟進行配平。

步驟：① 配電子：根據得失電子守恒配平參與反應的微粒；② 配離子：根據電荷守恒配平可能參與反應的其他離子；③ 陪原子：根據原子守恒寫出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2與KMnO4反應的離子方程式為：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被還原成MnO2，其離子方程式為。

解析本題考查陌生條件下氧化還原型離子方程式的書寫，先確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配離子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新課程全國，26題節(jié)選）與MnO2—Zn電池類似，K2FeO4—Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為。

解析首先確定此電池正極反應的微粒及其產物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配離子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”書寫熱化學方程式

步驟：①根據題意寫出待求的熱化學方程式的反應物與生成物并配平；②用已知熱化學方程式求出目標熱化學方程式并計算出焓變；③檢查各物質有無遺漏聚集狀態(tài)、焓變符號以及單位等。

例3（2012年海南，13題節(jié)選）（3）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知：

（1）N2(g)+2O2(g)N2O4(l)

ΔH1＝-19.5 kJ·mol-1

（2）N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH2＝-534.2 kJ·mol-1

寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式。

解析本題考查運用蓋斯定律書寫熱化學方程式，利用三步法思想可以避免書寫過程的失誤。

① 依據題意寫出待求的化學方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加減已知方程式：求算目標熱化學方程式反應熱：

（2）×2-（1）得：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)

ΔH＝ΔH2×2-ΔH1＝-534.2 kJ·mol-1×2-(-19.5 kJ·mol-1)＝-1048.9 kJ·mol-1；

③ 查規(guī)范：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g);ΔH＝-1048.9 kJ· mol-1。

三、“三步法”解決化學計算題

1.化學平衡型計算題

有關化學平衡計算包括求算反應速率、各物質的量或濃度或含量、平衡轉化率、化學平衡常數等，解答此類問題學生常常思路和程序混亂，沒有按一定的思維方式和程序列式求解，常顧此失彼，錯誤甚多。因此，必須建立解題模式，規(guī)范程序，一目了然。

步驟：① 寫方程：寫出有關化學平衡的方程式；② 列三量：在平衡反應的方程式下方列出反應物、生成物的起始濃度、轉化濃度、平衡濃度，或列出起始、轉化、平衡時各物質的物質的量亦可；③ 求未知：根據已知條件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15題節(jié)選）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下：

溫度/℃70080083010001200 平衡常數1.71.11.00.60.4回答下列問題：

（2）830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反應初始6 s內A的平均反應速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，則6 s時c(A)＝ mol·L-1，C的物質的量為 mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率為。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，則6 s后A減少的濃度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的濃度為0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A減少的物質的量為0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根據化學方程式可知C的物質的量也為0.09 mol。然后依據三步法計算A的轉化率。

① 寫方程：設830℃達平衡時，轉化的A的濃度為x，則：

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

② 列三量：

起始濃度（mol·L-1）0.040.1600

轉化濃度（mol·L-1）xxxx

平衡濃度（mol·L-1）0.04-x 0.16-xxx

③求未知：K=x2(0.04-x)(0.16-x)

x=0.032 mol/L；故A的轉化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應速率不改變，平衡不移動，故平衡時A的轉化率仍為80%。

2.實驗數據處理與分析型計算題

從大量的實驗數據中找出有用、有效、正確、合理的數據是實驗數據分析處理的一個重要的能力，利用三步法思想解決此類計算題是行之有效的。

步驟：① 寫方程：寫出實驗原理，即化學反應方程式；② 列關系式：從方程式中找出未知物和已知物之間的關系式（可以是直接的，也可以是間接的）；③ 求未知：代入實驗數據，得出實驗結果。

例5（2012年浙江，26題節(jié)選）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某學習小組用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體（不含能與I―發(fā)生反應的氧化性雜質）的純度，過程如下：取0.36 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液20.00 mL。則該試樣中CuCl2·2H2O的質量分數為。

解析根據題中信息可以書寫有關反應化學方程式，然后依據三步法進行實驗數據處理與分析。

① 寫方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

I2+2S2O2-3S4O2-6+2I-

② 列關系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 數據處理：CuCl2·2H2O的質量分數：w=（0.1000mol·L-1×0.02000 L×171 g/mol）/ 0.36 g=95%

(收稿日期：2014-03-15)

一、“三步法”配平氧化還原型離子方程式

書寫氧化還原型離子方程式或電極反應式時，先依據題意確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物，然后按照一定步驟進行配平。

步驟：① 配電子：根據得失電子守恒配平參與反應的微粒；② 配離子：根據電荷守恒配平可能參與反應的其他離子；③ 陪原子：根據原子守恒寫出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2與KMnO4反應的離子方程式為：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被還原成MnO2，其離子方程式為。

解析本題考查陌生條件下氧化還原型離子方程式的書寫，先確定氧化劑、還原劑、氧化產物和還原產物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配離子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新課程全國，26題節(jié)選）與MnO2—Zn電池類似，K2FeO4—Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應式為。

解析首先確定此電池正極反應的微粒及其產物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法進行配平：

① 配電子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配離子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”書寫熱化學方程式

步驟：①根據題意寫出待求的熱化學方程式的反應物與生成物并配平；②用已知熱化學方程式求出目標熱化學方程式并計算出焓變；③檢查各物質有無遺漏聚集狀態(tài)、焓變符號以及單位等。

例3（2012年海南，13題節(jié)選）（3）肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。已知：

（1）N2(g)+2O2(g)N2O4(l)

ΔH1＝-19.5 kJ·mol-1

（2）N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH2＝-534.2 kJ·mol-1

寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式。

解析本題考查運用蓋斯定律書寫熱化學方程式，利用三步法思想可以避免書寫過程的失誤。

① 依據題意寫出待求的化學方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加減已知方程式：求算目標熱化學方程式反應熱：

（2）×2-（1）得：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)

ΔH＝ΔH2×2-ΔH1＝-534.2 kJ·mol-1×2-(-19.5 kJ·mol-1)＝-1048.9 kJ·mol-1；

③ 查規(guī)范：2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g);ΔH＝-1048.9 kJ· mol-1。

三、“三步法”解決化學計算題

1.化學平衡型計算題

有關化學平衡計算包括求算反應速率、各物質的量或濃度或含量、平衡轉化率、化學平衡常數等，解答此類問題學生常常思路和程序混亂，沒有按一定的思維方式和程序列式求解，常顧此失彼，錯誤甚多。因此，必須建立解題模式，規(guī)范程序，一目了然。

步驟：① 寫方程：寫出有關化學平衡的方程式；② 列三量：在平衡反應的方程式下方列出反應物、生成物的起始濃度、轉化濃度、平衡濃度，或列出起始、轉化、平衡時各物質的物質的量亦可；③ 求未知：根據已知條件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15題節(jié)選）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下：

溫度/℃70080083010001200 平衡常數1.71.11.00.60.4回答下列問題：

（2）830 ℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反應初始6 s內A的平均反應速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，則6 s時c(A)＝ mol·L-1，C的物質的量為 mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率為。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，則6 s后A減少的濃度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的濃度為0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A減少的物質的量為0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根據化學方程式可知C的物質的量也為0.09 mol。然后依據三步法計算A的轉化率。

① 寫方程：設830℃達平衡時，轉化的A的濃度為x，則：

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

② 列三量：

起始濃度（mol·L-1）0.040.1600

轉化濃度（mol·L-1）xxxx

平衡濃度（mol·L-1）0.04-x 0.16-xxx

③求未知：K=x2(0.04-x)(0.16-x)

x=0.032 mol/L；故A的轉化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應速率不改變，平衡不移動，故平衡時A的轉化率仍為80%。

2.實驗數據處理與分析型計算題

從大量的實驗數據中找出有用、有效、正確、合理的數據是實驗數據分析處理的一個重要的能力，利用三步法思想解決此類計算題是行之有效的。

步驟：① 寫方程：寫出實驗原理，即化學反應方程式；② 列關系式：從方程式中找出未知物和已知物之間的關系式（可以是直接的，也可以是間接的）；③ 求未知：代入實驗數據，得出實驗結果。

例5（2012年浙江，26題節(jié)選）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某學習小組用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體（不含能與I―發(fā)生反應的氧化性雜質）的純度，過程如下：取0.36 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液20.00 mL。則該試樣中CuCl2·2H2O的質量分數為。

解析根據題中信息可以書寫有關反應化學方程式，然后依據三步法進行實驗數據處理與分析。

① 寫方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

I2+2S2O2-3S4O2-6+2I-

② 列關系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 數據處理：CuCl2·2H2O的質量分數：w=（0.1000mol·L-1×0.02000 L×171 g/mol）/ 0.36 g=95%

(收稿日期：2014-03-15)