“三步法”思想解决高中化学疑难问题

俞真蓉

一、“三步法”配平氧化还原型离子方程式

书写氧化还原型离子方程式或电极反应式时，先依据题意确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，然后按照一定步骤进行配平。

步骤：① 配电子：根据得失电子守恒配平参与反应的微粒；② 配离子：根据电荷守恒配平可能参与反应的其他离子；③ 陪原子：根据原子守恒写出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2与KMnO4反应的离子方程式为：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被还原成MnO2，其离子方程式为。

解析本题考查陌生条件下氧化还原型离子方程式的书写，先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配离子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新课程全国，26题节选）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为。

解析首先确定此电池正极反应的微粒及其产物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配离子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”书写热化学方程式

步骤：①根据题意写出待求的热化学方程式的反应物与生成物并配平；②用已知热化学方程式求出目标热化学方程式并计算出焓变；③检查各物质有无遗漏聚集状态、焓变符号以及单位等。

例3（2012年海南，13题节选）（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。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

写出肼和N2O4反应的热化学方程式。

解析本题考查运用盖斯定律书写热化学方程式，利用三步法思想可以避免书写过程的失误。

① 依据题意写出待求的化学方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加减已知方程式：求算目标热化学方程式反应热：

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

三、“三步法”解决化学计算题

1.化学平衡型计算题

有关化学平衡计算包括求算反应速率、各物质的量或浓度或含量、平衡转化率、化学平衡常数等，解答此类问题学生常常思路和程序混乱，没有按一定的思维方式和程序列式求解，常顾此失彼，错误甚多。因此，必须建立解题模式，规范程序，一目了然。

步骤：① 写方程：写出有关化学平衡的方程式；② 列三量：在平衡反应的方程式下方列出反应物、生成物的起始浓度、转化浓度、平衡浓度，或列出起始、转化、平衡时各物质的物质的量亦可；③ 求未知：根据已知条件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15题节选）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃70080083010001200 平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：

（2）830 ℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，则6 s时c(A)＝ mol·L-1，C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，则6 s后A减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的浓度为0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A减少的物质的量为0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根据化学方程式可知C的物质的量也为0.09 mol。然后依据三步法计算A的转化率。

① 写方程：设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：

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

② 列三量：

起始浓度（mol·L-1）0.040.1600

转化浓度（mol·L-1）xxxx

平衡浓度（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的转化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动，故平衡时A的转化率仍为80%。

2.实验数据处理与分析型计算题

从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理的一个重要的能力，利用三步法思想解决此类计算题是行之有效的。

步骤：① 写方程：写出实验原理，即化学反应方程式；② 列关系式：从方程式中找出未知物和已知物之间的关系式（可以是直接的，也可以是间接的）；③ 求未知：代入实验数据，得出实验结果。

例5（2012年浙江，26题节选）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体（不含能与I―发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。则该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为。

解析根据题中信息可以书写有关反应化学方程式，然后依据三步法进行实验数据处理与分析。

① 写方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

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

② 列关系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 数据处理：CuCl2·2H2O的质量分数：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”配平氧化还原型离子方程式

书写氧化还原型离子方程式或电极反应式时，先依据题意确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，然后按照一定步骤进行配平。

步骤：① 配电子：根据得失电子守恒配平参与反应的微粒；② 配离子：根据电荷守恒配平可能参与反应的其他离子；③ 陪原子：根据原子守恒写出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2与KMnO4反应的离子方程式为：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被还原成MnO2，其离子方程式为。

解析本题考查陌生条件下氧化还原型离子方程式的书写，先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配离子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新课程全国，26题节选）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为。

解析首先确定此电池正极反应的微粒及其产物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配离子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”书写热化学方程式

步骤：①根据题意写出待求的热化学方程式的反应物与生成物并配平；②用已知热化学方程式求出目标热化学方程式并计算出焓变；③检查各物质有无遗漏聚集状态、焓变符号以及单位等。

例3（2012年海南，13题节选）（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。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

写出肼和N2O4反应的热化学方程式。

解析本题考查运用盖斯定律书写热化学方程式，利用三步法思想可以避免书写过程的失误。

① 依据题意写出待求的化学方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加减已知方程式：求算目标热化学方程式反应热：

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

三、“三步法”解决化学计算题

1.化学平衡型计算题

有关化学平衡计算包括求算反应速率、各物质的量或浓度或含量、平衡转化率、化学平衡常数等，解答此类问题学生常常思路和程序混乱，没有按一定的思维方式和程序列式求解，常顾此失彼，错误甚多。因此，必须建立解题模式，规范程序，一目了然。

步骤：① 写方程：写出有关化学平衡的方程式；② 列三量：在平衡反应的方程式下方列出反应物、生成物的起始浓度、转化浓度、平衡浓度，或列出起始、转化、平衡时各物质的物质的量亦可；③ 求未知：根据已知条件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15题节选）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃70080083010001200 平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：

（2）830 ℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，则6 s时c(A)＝ mol·L-1，C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，则6 s后A减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的浓度为0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A减少的物质的量为0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根据化学方程式可知C的物质的量也为0.09 mol。然后依据三步法计算A的转化率。

① 写方程：设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：

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

② 列三量：

起始浓度（mol·L-1）0.040.1600

转化浓度（mol·L-1）xxxx

平衡浓度（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的转化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动，故平衡时A的转化率仍为80%。

2.实验数据处理与分析型计算题

从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理的一个重要的能力，利用三步法思想解决此类计算题是行之有效的。

步骤：① 写方程：写出实验原理，即化学反应方程式；② 列关系式：从方程式中找出未知物和已知物之间的关系式（可以是直接的，也可以是间接的）；③ 求未知：代入实验数据，得出实验结果。

例5（2012年浙江，26题节选）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体（不含能与I―发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。则该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为。

解析根据题中信息可以书写有关反应化学方程式，然后依据三步法进行实验数据处理与分析。

① 写方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

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

② 列关系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 数据处理：CuCl2·2H2O的质量分数：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”配平氧化还原型离子方程式

书写氧化还原型离子方程式或电极反应式时，先依据题意确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，然后按照一定步骤进行配平。

步骤：① 配电子：根据得失电子守恒配平参与反应的微粒；② 配离子：根据电荷守恒配平可能参与反应的其他离子；③ 陪原子：根据原子守恒写出并配平其它微粒。

例1稀硫酸酸化的H2O2与KMnO4反应的离子方程式为：

2MnO-4+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑

若不用稀硫酸酸化，MnO-4被还原成MnO2，其离子方程式为。

解析本题考查陌生条件下氧化还原型离子方程式的书写，先确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物：MnO-4 + H2O2 → MnO2 + O2↑，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：2MnO-4+3H2O22MnO2+3O2↑

② 配离子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-

③ 陪原子：2MnO-4+3H2O2

2MnO2+3O2 ↑+2OH-+2H2O

例2（2012年新课程全国，26题节选）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为。

解析首先确定此电池正极反应的微粒及其产物：FeO2-4→Fe(OH)3，然后按照三步法进行配平：

① 配电子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3

② 配离子：FeO2-4+3e-Fe(OH)3+5OH-

③ 陪原子：FeO2-4+3e-+4H2O

Fe(OH)3+5OH-

二、“三步法”书写热化学方程式

步骤：①根据题意写出待求的热化学方程式的反应物与生成物并配平；②用已知热化学方程式求出目标热化学方程式并计算出焓变；③检查各物质有无遗漏聚集状态、焓变符号以及单位等。

例3（2012年海南，13题节选）（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。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

写出肼和N2O4反应的热化学方程式。

解析本题考查运用盖斯定律书写热化学方程式，利用三步法思想可以避免书写过程的失误。

① 依据题意写出待求的化学方程式：

2N2H4+N2O43N2+4H2O

② 加减已知方程式：求算目标热化学方程式反应热：

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

三、“三步法”解决化学计算题

1.化学平衡型计算题

有关化学平衡计算包括求算反应速率、各物质的量或浓度或含量、平衡转化率、化学平衡常数等，解答此类问题学生常常思路和程序混乱，没有按一定的思维方式和程序列式求解，常顾此失彼，错误甚多。因此，必须建立解题模式，规范程序，一目了然。

步骤：① 写方程：写出有关化学平衡的方程式；② 列三量：在平衡反应的方程式下方列出反应物、生成物的起始浓度、转化浓度、平衡浓度，或列出起始、转化、平衡时各物质的物质的量亦可；③ 求未知：根据已知条件建立方程式而求解未知各量。

例4(2012年海南，15题节选）已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/℃70080083010001200 平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：

（2）830 ℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B，如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)＝0.003 mol·L-1·s－1，则6 s时c(A)＝ mol·L-1，C的物质的量为 mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为。

解析v(A)=0.003mol·L-1·s-1，则6 s后A减少的浓度c(A)=v(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的浓度为0.2 mol/5 L－0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A减少的物质的量为0.018 mol·L-1×5 L=0.09 mol，根据化学方程式可知C的物质的量也为0.09 mol。然后依据三步法计算A的转化率。

① 写方程：设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：

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

② 列三量：

起始浓度（mol·L-1）0.040.1600

转化浓度（mol·L-1）xxxx

平衡浓度（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的转化率α(A)＝0.032 mol·L-1/0.04 mol·L-1×100%＝80%

由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动，故平衡时A的转化率仍为80%。

2.实验数据处理与分析型计算题

从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理的一个重要的能力，利用三步法思想解决此类计算题是行之有效的。

步骤：① 写方程：写出实验原理，即化学反应方程式；② 列关系式：从方程式中找出未知物和已知物之间的关系式（可以是直接的，也可以是间接的）；③ 求未知：代入实验数据，得出实验结果。

例5（2012年浙江，26题节选）已知：

I2＋2S2O2-3S4O2-6＋2I-

（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体（不含能与I―发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。则该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为。

解析根据题中信息可以书写有关反应化学方程式，然后依据三步法进行实验数据处理与分析。

① 写方程：2Cu2++4I-2CuI↓+I2，

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

② 列关系式：CuCl2·2H2O~I2/2~Na2S2O3

③ 数据处理：CuCl2·2H2O的质量分数：w=（0.1000mol·L-1×0.02000 L×171 g/mol）/ 0.36 g=95%

(收稿日期：2014-03-15)