微觀圖示題解法指導(dǎo)及實例分析

徐文靜

近年來，物質(zhì)的微觀模型圖在全國各地化學(xué)中考試卷中頻繁出現(xiàn)。題中的微觀模型不僅能直觀、形象、具體地表示微觀粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律，還能表示物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、分類及化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)、化學(xué)方程式的書寫等，讓學(xué)生深刻體會到如何從宏觀的角度去感受物質(zhì)變化的微觀世界。

解答微觀圖示題的關(guān)鍵是通過模型圖示展現(xiàn)分子的微觀結(jié)構(gòu)，準確確定分子的化學(xué)式，要建立起物質(zhì)的粒子觀，仔細觀察模型，認真體會模型圖示所表示的微觀意義，發(fā)掘模型圖示中的隱含意義。

微觀圖示題的解題步驟一般為：首先要認真審題，明確所給微觀圖示中的圖例信息；然后對具體的圖示進行分析，將微觀圖示轉(zhuǎn)化為具體的物質(zhì)或反應(yīng)，如物質(zhì)的化學(xué)式或反應(yīng)的化學(xué)方程式等；最后對轉(zhuǎn)化的信息進行整合，從而得出正確結(jié)論。

題型一、建立微觀結(jié)構(gòu)圖示模型題

例1 （2016年宿遷）下列關(guān)于四種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖的說法正確的是（ ）。

A.②表示的微粒在化學(xué)變化中易失去兩個電子形成陽離子

B.①和③屬于不同種元素

C.②和③對應(yīng)的元素組成的化合物化學(xué)式為MgO

2

D.④對應(yīng)的元素屬于金屬元素

解析 本題主要根據(jù)粒子的結(jié)構(gòu)示意圖考查粒子的化學(xué)性質(zhì)。②的最外層有2個電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去成為陽離子，A正確；核電荷數(shù)決定元素種類，①和③核電荷數(shù)相同，屬于同種元素，B錯誤；②是鎂元素，③是氧元素，二者組成化合物的化學(xué)式為MgO，C錯誤；④是稀有氣體，不是金屬元素。

答案：A。

點評 在原子結(jié)構(gòu)示意圖中，若最外層電子數(shù)<4，在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，為金屬原子；若最外層電子數(shù)≥4，在化學(xué)反應(yīng)中易得電子，為非金屬原子；若最外層電子數(shù)=8（第一層為最外層時為2），結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易得失電子，是稀有氣體原子；最外層電子數(shù)相同的元素化學(xué)性質(zhì)相似。

題型二、有關(guān)物質(zhì)組成與構(gòu)成圖示模型題

例2 甲烷分子結(jié)構(gòu)的比例模型如圖1，下列說法正確的是（ ）。

A.一個甲烷分子由五個原子構(gòu)成

B.四個氫原子在同一平面上

C.甲烷中碳、氫兩種元素質(zhì)量比為1∶4

D.甲烷中氫元素質(zhì)量分數(shù)為80%

解析 由甲烷分子的比例模型可知，一個甲烷分子是由1個碳原子和4個氫原子構(gòu)成的，共含5個原子，A正確；甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，甲烷分子中的四個氫原子位于正四面體的四個頂點上，不可能處于同一平面，B錯誤；甲烷中碳、氫兩種元素質(zhì)量比為12∶（1×4）=3∶1，C錯誤；甲烷中氫元素質(zhì)量分數(shù)為1×412+1×4×100%=25%，D錯誤。

答案：A。

點評 根據(jù)分子結(jié)構(gòu)模型可以確定物質(zhì)的化學(xué)式及其元素組成等。在描述分子構(gòu)成時要用原子，描述物質(zhì)組成時要用元素。常見的錯誤是用元素來描述分子構(gòu)成，用原子來描述由分子構(gòu)成的物質(zhì)的組成。

題型三、有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與變化圖示模型題

例3 （2016年綏化）如圖2是某密閉容器中物質(zhì)變化過程的微觀示意圖：

（1）A、B、C中表示混合物的是。

（2）上述變化I、Ⅱ和Ⅲ中，厲于化學(xué)變化的是，該化學(xué)變化中一定不變的粒子是（填粒子名稱）。

（3）A圖中“○○”表示構(gòu)成氧氣的粒子，氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，鐵可以在純凈的氧氣中燃燒，其燃燒的現(xiàn)象為，若實驗室采用分解過氧化氫的方法制取氧氣，其化學(xué)方程式為。

解析 （1）由微粒的構(gòu)成可知，A中的物質(zhì)是由不同種分子構(gòu)成的，表示混合物。（2）由微粒的變化可知，變化I中有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，該化學(xué)變化中一定不變的粒子是碳原子和氧原子。（3）鐵可以在純凈的氧氣中燃燒，其燃燒的現(xiàn)象為劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體物質(zhì)，放出大量的熱。若實驗室采用分解過氧化氫的方法制取氧氣，其化學(xué)方程式為2H2O2MnO22H2O+O2↑。

答案：（1）A （2）變化I 碳原子和氧原子 （3）劇烈燃燒、火星四射、生成了黑色固體物質(zhì)，放出大量的熱 2H2O2MnO22H2O+O2↑

點評 本題主要考查的化學(xué)反應(yīng)的微觀模擬示意圖的知識，解題的關(guān)鍵是依據(jù)質(zhì)量守恒、化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)并結(jié)合圖示依據(jù)相關(guān)的知識進行分析。

題型四、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)圖示模型題

例4 （2016年巴中）如圖3表示兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中相同的球代表同種原子，根據(jù)圖示信息，下列說法正確的是（ ）。

A.該反應(yīng)是置換反應(yīng)

B.該反應(yīng)生成兩種物質(zhì)

C.在化學(xué)反應(yīng)前后分子個數(shù)一定不變

D.化學(xué)反應(yīng)前后原子種類不變

解析 該反應(yīng)由兩種物質(zhì)生成了一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)，A錯誤；由生成物的微觀構(gòu)成可知，生成物是由同種的分子構(gòu)成，是一種物質(zhì)，B錯誤；由反應(yīng)前后微粒的變化可知，在該反應(yīng)中反應(yīng)前后分子的個數(shù)沒有發(fā)生變化，但有些化學(xué)反應(yīng)中分子的個數(shù)可能發(fā)生變化，C錯誤；任何化學(xué)反應(yīng)都遵守質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后原子種數(shù)不變。

答案：D。

點評 能根據(jù)提供的圖示信息作出準確的判斷，能分清分子的原子構(gòu)成和反應(yīng)特點，是解決此類題目的關(guān)鍵。

題型五、考查化學(xué)方程式書寫的圖示模型題

例5 （2016年邵陽）如圖4是汽車尾氣有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化的微觀示意圖。

據(jù)圖回答：

（1）該反應(yīng)共涉及種分子。

（2）在中“”與“○”的質(zhì)量比是（填最簡整數(shù)比）。

（3）寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

解析 根據(jù)圖中微粒的結(jié)構(gòu)情況分析可知該圖示表示反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO+2NO催化劑2CO2+N2。由上述方程式可知，該反應(yīng)共涉及4種分子；在中“”與“○”的質(zhì)量比即二氧化碳中碳與氧的質(zhì)量比是：12∶（16×2）=3∶8。

答案：（1）4 （2）3∶8 （3）2CO+2NO催化劑2CO2+N2

點評 根據(jù)微觀圖示書寫化學(xué)方程式，解題的關(guān)鍵是通過微觀圖示判斷出反應(yīng)物、生成物以及各微粒的個數(shù)比。特別注意，通過比較反應(yīng)前后的分子種類，找出剩余物質(zhì)的分子個數(shù)，以防止將微粒個數(shù)比弄錯。

強化訓(xùn)練 1.（2016年資陽）根據(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖：

① ② ③ ④ ⑤

下列說法正確的是（ ） 。

A.①④結(jié)構(gòu)的元素都屬于金屬元素

B.③結(jié)構(gòu)的原子的相對質(zhì)量為18，則該原子內(nèi)中子數(shù)為10

C.②③結(jié)構(gòu)的元素形成化合物時，只能形成AB2型化合物

D.⑤結(jié)構(gòu)的元素在周期表的位置是第2周期第ⅥA族

2.（2016年江西）圖5是四種物質(zhì)a、b、c、d在化學(xué)反應(yīng)過程中的微觀示意圖，下列說法中正確的是（ ）。

A.生成物中c與d的分子個數(shù)比為1∶2

B.反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律

C.反應(yīng)前后原子的種類改變

D.物質(zhì)c可能是一氧化碳

3.（2016年呼和浩特）如圖6是甲、乙分子的微

觀結(jié)構(gòu)模型，試寫出甲物質(zhì)的化學(xué)式；乙和甲（填“是”或“不是”）同一種物質(zhì)。

4.（2016年哈爾濱）如圖7是氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫的微觀模擬圖，請回答下列問題：

（1）在B圖中將相關(guān)粒子圖形補充完成。

（2）在此變化前后發(fā)生改變的粒子是。

（3）從微觀角度解釋此反應(yīng)為化合反應(yīng)的原因是。答案：1.B 2.A 3.C2H4O2 不是 4.（1）

（2）氫分子和氯分子，（3）兩種分子化合物成為一種分子