运用辩证的思想解决化学问题(三)
运用辩证的思想解决化学问题（三）
运用辩证的思想解决化学问题（三）
三、量变与质变的辩证关系
一切事物的变化发展，都是首先从量变开始的。没有量变的积累就没有质变的发生，量变是质变的前提和必要准备，质变是量变的必然结果。量变中包含着质变，质变中包含着量变。由量变到质变，是事物发展的普遍规律，是化学运动的基本形式。在化学运动中，量变引起质变的内容与形式是多种多样的，规律表现也是非常明显的。因此，在化学教学中，要渗透量变与质变的思想方法，善于运用量变与质变的辩证关系来分析解决化学问题。化学教学中量变与质变的案例不胜枚举，请注意从以下三个方面加以认识与体验。
1．由物质组成的量变引起物质性质的质变。
单质组成：O2和O3；S2、S4、S6和S8等。氧化物组成：CO和CO2；N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O5；P2O3和P2O5；SO2和SO3；H2O和H2O2；Na2O和Na2O2；FeO、Fe2O3和Fe3O4；CuO和Cu2O；PbO、Pb3O4和PbO2；MnO、Mn2O3、MnO2和M
n2O7；Cr2O3和CrO3等。酸的组成：HNO2和HNO3；H3PO3、HPO3和H3PO4；H2SO3、H2S2O3和H2SO4；HClO、HClO2、HClO3和HClO4等。碱的组成：Fe(OH)2和Fe(OH)3；CuOH和Cu(OH)2等。盐的组成：NaNO2和NaNO3；Na2SO3、Na2S2O3和Na2SO4；NaClO、NaClO2、NaClO3和NaClO4；FeCl2和FeCl3；CuCl和CuCl2等。有机物同系物如烷烃、烯烃、炔烃等各系列组成。以上各组组成元素均相同的物质，由于在组成中相差某元素或某些元素的若干个原子，它们性质就有很大差异，学习时必须引起足够的重视。
2．由物质结构的量变引起物质性质的质变。
金刚石和石墨；白磷和红磷；H2、Cl2、O2、N2等双原子分子；CH4、C2H4、C2H2、C6H6等烃分子；CH3CH2OH、CH3CHO、CH3COOH、CH3COOC2H5等烃的含氧衍生物；有机物同分异构体；元素周期表与元素周期律(元素的性质呈周期性变化)；各种分散系如氢氧化铁胶体与氢氧化铁悬浊液；纳米材料；高分子材料等等。在化学键中，极性键和离子键之间没有绝对界限，因为极性键是非极性键和离子键的中间过渡状态。显然，物质或微粒结构的差异，必然产生物质性质的差异。
3．由物质变化的量变引起物质性质的质变。
加热条件下，浓硝酸或浓硫酸分别与足量铁或铝的反应，随反应进行酸的浓度由浓变稀后，浓硝酸生成NO2、稀硝酸则生成NO，气体产物不同；浓硫酸生成SO2、稀硫酸生成H2，气体产物也不同。浓盐酸有较强的还原性，与足量二氧化锰加热反应，随反应进行酸的浓度由浓变稀后，稀盐酸则不体现较强的还原性，溶液中往往会残留未反应的稀盐酸。一些化学反应，用量不同反应产物也不同，如碱与多元酸或酸性气体反应、酸与多元弱酸正盐反应、弱酸酸式盐与强碱反应、铝盐与强碱反应、偏铝酸盐与强酸反应等。各种化学平衡，平衡各组分的用量不同会造成平衡移向不同。酸碱中和滴定，当溶液中H+离子浓度大于OH－离子浓度时，溶液呈酸性；此时滴入碱溶液，使溶液中H+浓度逐渐降低OH－离子浓度逐渐增加；当OH－离子浓度大于H+离子浓度时，溶液则呈碱性。可见，在化学运动的过程中，随着运动的量变，常常会引起物质性质的质变。
例1．(2011·上海高考17) 120mL含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是(   )
A．2.0mol·L-1   B．1.5mol·L -1  C．0.18mol·L-1   D．0.24mol·L-1
解析：由于试剂加入顺序引起反应物的量的变化而发生了不同的化学反应是解决此题的隐含条件。若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠：CO32－+H+==HCO3－，则盐酸的浓度是1.0mol·L-1；若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳，CO32－+2H+==CO2↑+H2O，则盐酸的浓度是2.0mol·L-1。由于不同反应都有气体产生，且最终生成的气体体积不同，所以只能是介于二者之间。正确答案为B。
例2．(2012·海南高考19)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是(  )
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
解析：锗和碳元素虽均为第ⅣA族元素，但原子序数的锗元素是金属元素而碳是非金属元素，量变引起质变，显然锗及其化合物与碳及其化合物既有相似的结构与性质又有不同于的结构与性质。锗原子半径大，第一电离能要低于碳原子，选项A错；C和Ge都是第ⅣA族元素，四氯化锗(类似氯化铝)与四氯化碳都是分子晶体，其分子构型相同，选项B正确；锗是金属，金属的氧化物不可能为气体化合物，选项C错；锗和碳是同主族元素，均为原子晶体，晶体结构具有一定的相似性，选项D正确。正确答案为BD。
现场体验：
(2010·上海高考21)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液，各加入10mL0.1mol·L-1 AlCl3溶液，两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是(   )
A．甲中沉淀一定比乙中的多    B．甲中沉淀可能比乙中的多
C．甲中沉淀一定比乙中的少    D．甲中和乙中的沉淀可能一样多
答案：BD
【专题强化训练】
1．(2013·上海高考2)氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2] (   )
A．都是共价化合物     B．都是离子化合物
C．互为同分异构体     D．互为同素异形体
2．(2013·海南高考1)下列有机化合物中沸点最高的是(   )
A．乙烷      B．乙烯        C．乙醇        D．乙酸
3．(2013·四川高考2)下列物质分类正确的是(    )
A．SO2、SiO2、 CO均为酸性氧化物
B．稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体
C．烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质
D．福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物
4．(2013·海南高考10)能正确表示下列反应的离子反应方程式为(   )
A．NH4HCO3溶于过量的浓KOH溶液中：
NH4++ HCO3－+2OH-==CO32－+ NH3↑+2 H2O
B．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，恰好使SO42-沉淀完全：
2Al3++3SO42－+3Ba2++6OH－==2 Al(OH)3↓+3BaSO4↓
C．向FeBr2溶液中通入足量：2Fe2++4Br－+3Cl2==2 Fe3++2 Br2+6 Cl－
D．醋酸除去水垢：2H++CaCO3==Ca2++CO2↑+H2O
5．(2010·上海高考22) 由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3molFeO组成的混合物，加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是(　 )
A．4∶3    B．3∶2    C．3∶1    D．2∶l
答案：强酸和弱酸的区别1．C   2．D   3．D   4．AC  5．BC
四、一般与特殊的辩证关系
物质间存在有普遍性(一般性)的一面，同时又有各自独特的一面。化学研究通常是通过对某种物质的研究，得出一般性的规律并加以推广；同时物质在具有普遍性的同时，又要关注物质具有特殊性的一面。换句话说，研究物质的相似性与特殊性是学习具体物质的最基本武器，一般与特殊的思想方法既是化学学科思想方法中的基本方法，也是哲学的一种辩证思想，化学教学中，要指导学生既要注意物质性质和变化的一般规律，又要提醒学生注意规律之外的特殊性。
1．特殊情况常蕴藏在一般反应规律之中。
化学反应中“以强制弱”的转化规律具有普遍性，无论是氧化还原反应，还是非氧化还原反应，一般都是服从“以强制弱”，但特殊反应常常存在。如复分解反应中强酸与弱酸盐反应可以制弱酸，但酸性很弱的氢硫酸却能与强酸盐反应生成不溶于强酸的硫化物而制得强酸。H2S+CuSO4==CuS↓+H2SO4。置换反应中活泼性强的制金属制活泼性弱的金属，但工业上制取钾，却是用钠从熔融氯化钾中置换出钾：Na+KCl==NaCl+K↑。其原因是，在熔融状态下，钾蒸汽逸出，平衡向正向移动，使反应能进行到底。沉淀转化反应中溶度积大的难
溶物可以制溶度积小的难溶物，但在BaSO4中加入饱和的Na2CO3溶液，当Q=c(Ba2+)?c(CO32-)>Ksp(BaCO3)时，可实现BaSO4转化为BaCO3。原电池反应中的正负极分析，一般规律是较活泼的金属为负极，较不活泼的金属为正极。但当镁、铝在碱性溶液中形成原电池时，恰好相反，活泼性强的镁为正极，铝为负极。因此，在学习中要注意体验并悟出反应规律和特殊情况常常是同时并存的道理，进而应用辩证思想本质地理解有关的化学知识。

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