高考化学推断题中常见的物质及关系

1元素氢:原子半径最小，同位素中没有中子，密度最低的气体。6号元素碳:形成化合物最多的元素，单质中有三种常见的同素异形体(金刚石、石墨和富勒烯)。7号元素氮:空气中含量最丰富的气体(78%)。单质是惰性的，化合时有许多价态。它是肥料中的一种重要元素。8号元素氧:地壳中最丰富的元素，空气中第二丰富的气体(21%)。生物体中最丰富的元素，与生命活动密切相关，有两种气态同素异形体。元素9氟:除H外，它的原子半径最小，无正化合价，无含氧酸，氧化作用最强。2.常见框图结构讨论注:本数据的方程式中省略了部分反应条件，省略了部分反应物和产物的框图结构(1)。三角关系“三角变换关系”是推理题中经常提到的一种重要变换关系，而一般的“三角关系”是三者都可以相互变换的一种形式，如教材中提到的“铁三角”。推断题中经常出现的是上图中简化的“三角关系”。在这种转化模式下，B相当于一种从A到C的中间物质，其性质应该更加多样。下面是几组非常重要的“三角关系”。①铁三角的转化“铁三角”是无机推论中永恒的热门话题。调查有很多变化，但基本原则是一致的。单质铁和Fe2+离子都是还原剂，而Fe3+是氧化剂，Fe2+/Fe和Fe3+/Fe2+形成两个氧化还原对。在相应的氧化剂或还原剂的作用下，可以实现氧化还原对中氧化型和还原型的转换。而Fe是直接转化为Fe3+的，Fe3+需要被O2、Cl2、硝酸等强氧化剂转化为Fe。，所以用还原剂还原铁的三价氧化物。当然，除了三角变换关系，还要注意Fe+2Fe3+==3Fe2+的同时反应。下面是上面简化三角图中填充的一组情况:A. FeB. FeCl2C。FeCl 3 Fe+2 HCl = FeCl 2+H2↑2 FeCl 2 = = 2 FeCl 32 Fe+3c L2 2 FeCl 3另一组与Fe元素有关的重要情况A. Fe3+(FeCl3，Fe2(SO4)。3等。)b . Fe(OH)2c . Fe(OH)3fe 3 ++ 3OH-= Fe(OH)3↓Fe2 ++ 2OH-= = Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O = = 4Fe(OH)3特别注意B. ②铝三角“铁三角”是“氧化还原三角”，“铝三角”是“离子反应三角”，正好代表高中阶段的两个基本反应。铝三角的成因是Al(OH)3的两性本质，即Al(OH)3在溶液体系H++AlO2-+H2O Al(OH)3 Al3++3OH-中存在两种电离模式，Al(OH)3在酸中溶解成Al3+，在碱中溶解成AlO2-。基于以上两个可逆反应，形成三角变换关系。同样，也要注意Al3++3Al2-+6H2O = = 4al (OH) 3↓的同时反应，下面是简化三角图中填充的一组情况:A. Al3+B. Al (OH) 3C。Alo2-Al3++3OH-= = Al (OH) 3↓ Al (OH)。3+oh-= = alo 2-+2h2o Al3+4oh-= = alo 2-+2h2o当然，我们可以通过任意改变三者的位置，得到一组可以在上面的简化三角图中填充的合理情况。如果考虑Al，还可以得到如下填充方法:a . Al b . Al3+c . alo 2-2al+6h+= 2 Al3 ++ 3 H2↑Al3 ++ 4oh-= alo 2-+2h2o 2 Al+2oh-+2h2o = = 2 Al2-+3 H2↑或者可以填充为a . alo 2-+3 H2↑alo 2-+4h+= Al3+2H2Al+6h+= 2 Al3 ++ 3 H2↑③“碱这个三角关系的关键环节是酸式盐离子HCO3-，它在溶液中具有电离和水解的双重平衡；在固态下，酸式盐可以分解成正盐。CO32-→OH-和HCO3-→OH-的转化可以通过沉淀反应实现。同样，也要注意三者同时反应:OH-+HCO3-==CO32-+H2O。下面是上面简化三角图中填充的一组情况:A. Na2CO3B。NaOH c . nah co 3 co 2+H2O+na2co 3 = = 2 nah co 3 na 2co 3+Ca(OH)。2 = = CaCO3↓+2 NaOH CO2+NaOH = = nah co 3(过量的CO2被引入NaOH溶液中)在实际问题中，提出者常将Na及其氧化物加到上述“NaOH-Na2CO3-nahco3”关系中，形成复合反应关系，如下简单框图所示，实际上是由前面两个“简化三角图”组成。如果a是Na，有以下几种填充方法:a . nab . na2oc . Na2O 2d . NaOH e . na2co 3 f . nah co 34 Na+O2 = = 2 N2 O2 Na+O2 = = 2 N2 O2 Na2O+O2 = = 2 N2 O2 Na2O+2h2o = = 4 NaOH+O2↑CO2+2n NaOH = = na2co 2。3+H2O CO2+H2O+Na2CO3 = = 2 nah co 3 co 2+NaOH = = nah co 3通过反应2Na2O2+2CO2 = = 2na2CO3+O2 =，当D为na2co 3时，右边的三个空格也可以填充。除了以上三种典型的三角关系，如果充分探究高中化学中的反应方程式，我们还可以以“N、S、Cl、Mg、C、Si、P”等各种常见元素为中心，写出许多三角关系图(不一定完全可以相互转换)，并根据它们填写简化的三角关系图，留给读者去完成。同学们要注意是列出“氧化还原图(如“铁三角”)还是“离子反应图(如“碱-正盐-酸盐三角”)，这是充分掌握这些反应关系的前提。(2)线性线性变换是框图中常见的结构，命题者最喜欢的是上面的“连续氧化”线性框图。在连续氧化的方框图中，B和C是一种元素的两种不同价态的化合物，A可以是单质，也可以是化合物。连续氧化框图中的“A+O2→B”和“B+O2→C”是“主要部分”，有些框图通常在末尾加“C+H2O→D”或在前面加“D+H2O→A”。在线性框图中，A、B、C和D通常包含相同的元素。以下是以某种元素为主线，满足连续氧化条件的几组常见物质:①主线元素:Ca。c(碳氢化合物，例如CA。C(CH4，C2H4，C2H2，C2H6) B. Co.C.CO2 D. H2CO3A → B是碳或碳氢化合物的不完全燃烧，B → C是Co的燃烧，例如2C+O2==2CO(CH4+3O2==2CO+4H2O等。)2CO+O2==2CO2 CO2+H2O==H2CO3②主线元素:SA。H2S、FeS2等。)b.so2c.so3dh2so4a → b是S或H2S等含硫矿物完全燃烧或煅烧的FeS2，b. C→D是SO3的吸收，硫酸工业的过程也符合这种转化关系。如S+O2==SO2(2H2S+3O2==2SO2+2H2O或4fe S2+11o2 = = 2 fe2o 3+8so 2)2so 2+o22so 3+H2O = = h2so 4③主线元素:na.n2 (NH3) B .催化氧化，B → C为NO的氧化，C→D为NO2与H2O反应再生NO，如N2+O22NO(4nh 3+5o 2 = = 4NO+6H2O)2Nab.Na2OC. A→B是空气中Na的氧化，B→C是Na2O的进一步氧化，C→D是Na2O2与H2O的反应，如4Na+O2 = = 2 Na 2 o 2 Na 2 o+O2 = = 2 Na 2 o 2 Na 2 o 2+2H2O = = 4 NaOH+O2↓⑤有机化学中醇→醛→酸的转化也可以形成连续氧化。将D移到A，形成“D+H2O→A”的转化，再加上“A+C→E”的转化，就可以得到“卤代烃→醇→醛→酸→酯”的完整转化关系。如ch 3c H2 br+H2O→ch 3c H2 oh+HBR 2ch2 oh+O2→2ch 3 CHO+2h2o 2ch 3 CHO+O2→ch 3c ooh ch 3c ooh+C2 H5 oh→ch 3c ooch 2ch 3+H2O对于一般的线性变换关系，当A、B、C、D含有相同的元素时，我们可以写出多组情况。读者可以用“接龙”的方法进行训练，即先写出物质A，然后按照一定的反应条件将A换算成B，A和B中至少有一个元素相同；重复这个过程，直到A、B、C、D都填完(或者直到下一个物质填不完)。这是充分训练元素化合物推断的好方法。给出以下几组例子:①H2→H2O→NaOH→Mg(OH)2②CAC 2→C2 H2→CO2→CO32-3n H4 co 3→NH3→NO→NO2 4NA→Na2O 2→na2co 3→NaOH 5Mg→MgO→Mg2+→Mg(OH)2·6al 3+(alo 2-)。3→al2o 3→Al⑦na 2 SiO 3→h2sio 3→SiO 2→Si⑧P→p2o 5→h3po 4→ca3po 4⑨NaCl→Cl2→Ca(ClO)2→HClO⑩Cu→CuO→Cu2+→Cu(OH)2