中学化学课本中的几种数据的应用，本文主要内容关键词为：几种论文,课本论文,中学化学论文,数据论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中学化学课本中有大量的数据材料（即事实材料），这些材料是化学教材不可缺少的内容许多理论、原理、规律的发现都是对这些材料进行分析、归纳、总结的结果。因此，充分利用好中学课本中提供的一些数据，有助于培养学生的阅读能力、分析归纳能力、抽象概括能力等。本文主要对课本中的7种数据的应用作简要概括。
一、密度数据的应用
1.确定气体的收集方法
已知空气的密度约是1.29g/L，若某气体的密度大于空气的密度，则该气体可用向上排空气法收集（NO除外），如CO[，2]等；若某气体的密度小于空气的密度，则该气体可用向下排空气法收集，如H[，2]、NH[，3]等。
2.确定某金属是轻金属还是重金属
以4.5g/CM[3]为标准，密度大于这个标准的为重金属，如Fe、Cu等；密度小于这个标准的则为轻金属，如Mg、Al等。
3.对某些物质进行鉴别
在有机物的鉴别中，常可根据有机物的密度不同用水来进行鉴别。如苯和溴苯的鉴别，就是利用前者的密度比水小，后者的密度比水大，且都不溶于水的性质进行鉴别的。
4.用于保存某些物质
对于一些在空气中极易挥发或极易变质的物质来说，常常把它们浸没在一些液体中进行保存。选择液体的标准有两个：①液体与被保存的物质互不溶解，互不反应。②液体的密度要小于被保存物质的密度。例如，液溴、白磷常保存于水中。
5.对某些混合物进行分离
例如，炼铁工业中，根据炉渣比铁水密度小，浮在铁水的上面，从而将铁水和炉渣分离开。
又如原始淘金法，就是利用金的密度比一般矿石的密度大得多，在水的冲刷下金流动得慢，矿石流动得快，从而将金与其它矿石分离开。
6.解释一些现象
例如，人进入干涸的深井、深窖、深洞中时，为何易发生危险？这是因为CO[，2]的密度比空气大，越低的地方，CO[，2]的浓度越高，人进入时由于缺氧而发生危险。
又如，油着火时为何不能用水来灭？这是由于油的密度小于水的密度，油能浮在水的上面继续燃烧，反而使火势蔓延，故油着火不能用水灭。
二、溶解度数据的应用
1.确定气体的收集方法
难溶于水的气体，可用排水法收集，如H[，2]、CH[，4]、NO等；而在水中溶解度大的气体，不能用排水法收集，如Cl[，2]、NH[，3]、HCl等。
2.确定某气体可否做喷泉实验
只有在水中溶解度大的气体，才能做水的喷泉实验，如HCl、NH[，3]、SO[，4]等。在水中溶解度小的气体如Cl[，2]、CO[，2]等不能做水的喷泉实验。
3.确定混合物的分离（或提纯）方法
例如，可根据在水中的溶解度不同，用水洗法除去Cl[，2]中混有的HCl杂质。又如，可根据碘在有机溶剂中的溶解度更大，可用苯等作萃取剂将碘从水中萃取出来。
4.对不同物质进行鉴别
例如，常根据不同物质在水（或其它溶剂）中溶解度不同，而将几种物质鉴别开。如苯、溴、苯、丙三醇这三种无色液体，用水就可鉴别。
5.判断反应的产物
例如，已知MgCO[，3]是微溶物（18℃时溶解度为0.011g），而Mg（OH）[，2]是难溶物（18℃时溶度为0.00084g），所以将Mg（HCO[，3]）[，2]溶液煮沸时得到的产物是Mg（OH）[，2]，而不是MgCO[，3]。同样向Mg（HCO[，3]）[，2]溶液中加入足量碱时得到的沉淀是Mg（OH）[，2]而不是MgCO[，3]。
6.反推分子的极性大小
根据“相似相溶”原理，一般说来极性物质易溶于极性溶剂中，非极性物质易溶于非极性溶剂中。利用一些物质在水中溶解度的数据大小，可以反推一些物质分子的极性大小。例如已知H[，2]、O[，2]、N[，2]、CH[，4]等在水中的溶解度很小，可以推知这些分子的极性很小（实际上无极性）。又如，已知HCl、SO[，2]等在水中溶解度很大，可以推知这些分子有强极性。
7.选择合适的溶剂
例如，配制浓碘溶夜时，应用酒精作溶剂，而不用水。
三、沸溶点数据的应用
1.推测晶体结构类型
在分子晶体中，由于分子间作用力比较小，因此分子晶体的熔、沸点较低。在离子晶体中，由于离子间存在较强的离子键，因此离子晶体的熔、沸点一般较高。在原子晶体中，由于原子间存在着较强的共价键，因此原子晶体的熔、沸点较高。反过来，根据某些物质的熔、沸点高低，可推知晶体结构类型。例如，已知白磷的熔点为44.1℃、沸点为280℃，可推知白磷属分子晶体；已知MgCl[，2]的熔点为712℃，可推知MgCl[，2]为离子晶体，已知硅的熔点为1410℃、沸点为2355℃，可以推知硅为原子晶体。
2.判断常温下物质的状态
如果某物质的沸点低于25℃，则常温下呈气体、如Cl[，2]、SO[，2]等。如果某物质的熔点低于25℃，而且沸点高于25℃，则常温下呈液体，如水，溴等。如果某物质的熔点高于25℃，则常温下呈固体，如铁、硫等。
3.判断气态物质被液化的难易
如果某气态物质的沸点越低，则该气体就越易被液化，如Cl[，2]（沸点：-34.6℃）,SO[，2](-10℃),NH[，3](-33.35℃),CO[，2](-78.5℃)等沸点较低，易被液化。
4.判断液态物质的挥发性大小
如果某液态物质的沸点越低，则该液体越易挥发，如乙醇（沸点：78.5℃），液溴(58.78℃)，硝酸(83℃)等沸点较低，易挥发。
如果某液态物质的沸点越高，则该液体越难挥发，如浓H[，2]SO[，4]（沸点：338℃），丙三醇(290℃)等沸点较高，难以挥发。
5.根据沸点不同对混合物进行分离
根据各种物质的沸点不同，通过蒸馏（分馏），可将它们分离。例如，液态空气中N[，2]和O[，2]的分离；酒精和水的分离；石油中各种馏分的分离。
6.根据沸点不同，决定某些液体混合时的先后次序
由于有些液体在混合时伴随着热效应，放出大量的热，易使低沸点液体沸腾，所以在进行这类液体的混合时，应把高沸点的液体滴入低沸点的液体中，并不断搅拌，以防液体溅出。例如，浓H[，2]SO[，4]的稀释，应把浓H[，2]SO[，4]慢慢滴入水中，并不断搅拌；制乙稀时，应把浓H[，2]SO[，4]慢慢滴入乙醇中，并不断搅拌；制硝基苯时，应把浓H[，2]SO[，4]慢慢滴入浓硝酸中，并不断搅拌。
7.根据某些反应物的沸点来控制反应的温度，避免反应物气化
对液态（或固态）反应物来说，反应时应控制反应温度，尽可能避免反应物气化。因为气化不仅造成反应物的挥发，而且会减慢反应的速率，降低反应进行的程度。例如，已知苯的沸点为80.1℃，所以苯的溴代、硝化、磺化反应都应将反应温度控制在80℃以下，而且应加冷凝回流装置。又如，已知浓盐酸沸点很低，所以用浓盐酸和二氧化猛制氯气时要缓缓加热。
8.根据物质的沸点不同，通过控制反应温度，使某些特殊反应得以发生
例如，反应Na+KCl
NaCl+K，已知Na的沸点(882.9℃)高于K的沸点(774℃)，所以可控制反应温度，使K呈气态，Na呈液态。根据勒沙特列原理，使平衡向右移动，从而使反应得以发生。
9.根据某些酸的沸点不同，可以由高沸点酸制低沸点酸
例如，由高沸点的浓H[，2]SO[，4]来制取低沸点HCl、HF、HNO[，3]、CH[，3]COOH等。又如由高沸点的浓H[，3]PO[，4]来制取低沸点的酸，如HCl、HBr、HI等。
10.根据物质的熔点不同，在工业上可选择不同的途径或方法来制备一些物质
例如，工业上利用电解法制取镁时，选用电解MgCl[，2]而不选用电解MgO的方法，就是考虑到MgO的熔点太高(2800℃)，能源消耗大，不合算；而MgCl[，2]的熔点很低(712℃)，能源消耗低，比较合算。又如，工业上利用电解Al[，2]O[，3]制取Al时常加入冰晶石，其目的是降低Al[，2]O[，3]的熔点，减少能耗，降低成本。因为Al[，2]O[，3]的溶点（2045℃）很高，当加入冰晶石后在1000℃左右即可熔化。
11.根据不同物质的熔点、沸点不同，选择合适的物质作为传热介质来控制加热的温度
例如，需在0℃～100℃范围内加热，可选水作传热介质，通过水浴加热来控制温度；需要在100℃～200℃范围内加热，可选油作为传热介质，通过油浴加热来控制温度；需在200℃～300℃范围内加热，可选石蜡作为传热介质，通过石蜡浴加热来控制温度。
12.解释一些问题
例如，为何普通灯泡用钨丝而不用其它金属丝？这是因为在高温下，低熔点的金属易溶化（甚至气化），使用寿命很短，为延长使用寿命，应选用高熔点的金属丝。因钨的熔点最高(3410℃)，故普通灯泡用的是钨丝而不是其它金属丝。
四、原子（或离子）半径数据的应用
1.推断元素金属性、非金属性大小
在同一周期中，由左到右，原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。例如，Na原子半径(0.186nm)大于Mg原子半径(0.160nm)，所以金属性Na强于Mg。S原子半径(0.102nm)大于Cl原子半径(0.099nm)，所以非金属性Cl强于S。同理可以推断在同一主族中，原子半径越大，金属性越强，非金属性越弱。
2.由非金属原子半径大小，可推测共价化合物分子中键长的大小（进一步可推测键能、热稳定性等大小）
对同种类型的共价键（指都为单键或都为双键等）来说，一般键长的大小主要取决于成键原子双方半径大小之和，二者之和越小，键长越短，键能越大。例如：已知原子半径之和，H-H＜C-H＜C-C，由此可推测出键长H-H＜C-H＜C-C，键能H-H＞C-H＞C-C（经查阅有关数据为：H-H，键长0.107nm，键能436kJ/mol，C-H键长为0.109nm，键能413kJ/mol，C-C键长0.155nm，键能为346kJ/mol。
3.推测原子晶体、离子晶体的沸熔点的高低，硬度大小
对原子晶体而言，通过原子半径大小可推测原子晶体的熔、沸点高低和硬度大小。例如，原子半径C＜Si，由此可推断金刚石(C-C)、金刚砂(Si-C)、单晶硅(Si-Si)三者的熔沸点是逐渐降低的，硬度是逐渐变小的。
对于离子晶体而言，熔、沸点的高低取决于离子键的强弱，取决于离子半径大小及所带电荷的多少。当不同化合物中离子带有相同电荷时，晶体中离子半径之和大的，其熔、沸点低，硬度小。例如，已知半径大于半径，由此可知NaCl的溶、沸点高于CsCl（经查阅知NaCl熔、沸点分别为801℃、1413℃；CsCl的熔、沸点分别为645℃、1290℃）。硬度NaCl大于CsCl。
4.由原子（或离子）半径大小，推测某些原子（或离子）的氧化性和还原性强弱
对于同周期的原子来说，原子半径越大，原子的还原性越强，氧化性越弱，例如，已知金属原子半径Na＞Mg＞Al，可推知还原性Na＞Mg＞Al。已知非金属原子半径N＞O＞F，可推知氧化性N＜O＜F。
对于同主族的离子来说，离子半径越大，还原性越强，氧化性越弱，例如，已知非金属离子半径I[-]＞Br[-]＞Cl[-]，其还原性I[-]＞Br[-]＞Cl[-]。已知金属离子半径K[+]＞Na[+]＞Li[+]，其氧化性Li[+]＞Na[+]＞K[+]。
五、键能数据的应用
1.讨论物质的化学活动性大小
化学反应的过程是一个旧键的断裂和新键的形成过程。因此，物质的化学活动性与物质内部化学键的强弱有很大关系，一般说来，键能越大，化学活动性越小。例如，就非金属性大小而言，氮强于磷，氧强于氯，但其单质的化学活动性则刚好相反，即氮气不如磷活泼，氧气不如氯气活泼。其原因在于：N≡N键能(946kJ/mol)大于P-P键能(116.7kJ/mol);O=O的键能(493kJ/mol)大于Cl-Cl键能(247kJ/mol)。又如，通过对C-C、C=C、C≡C键能的大小分析，可以得知C=C中有一个键较弱，C≡C中有两个键较弱，这种较弱的键易断开，从而推知烯烃、炔烃易发生加成反应，易被酸性KmnO[，4]溶液氧化。
2.讨论物质的反应条件
一般说来，键能越大，物质就越稳定，发生化学反应需要的温度就越高。例如，重油的裂解比裂化需要更高的温度。其原因在于裂化时一般只断裂"C-C"键，而裂解时不仅断裂"C-C"键，而且还断裂了"C-H"键，由于"C-H"的键能(413kJ/mol)大于"C-C"的键能(346kJ/mol)，故裂解需要更高的温度。
3.讨论物质的稳定性大小
一般说来，键能越大，物质就越稳定。例如N≡N键能很大，因此N[，2]很稳定，常用作保护气。又如，已知HF、HCl、HBr、HI的键能越来越小，由此可推知它的稳定性越来越差。
六、键长数据的应用
1.判断键的强弱
一般说来，键长越短，键能就越大，键就越牢固。因此，根据键长的大小就可比较键的强弱。例如，已知C=C键长是0.133nm，C-C的键长是0.154nm，由此可推知C=C的键能大于C-C的键能。
2.讨论某些物质的结构
例如，已知C-C、C=C、苯环中的碳碳键键长数据分别是0.154nm、0.133nm、0.140nm，由此可推知苯环中的碳碳键既不同于一般的"C-C"单键，又不同于一般的"C=C"双键，而是介于这二者之间的一种的独特的键。又知苯环中所有的碳碳键的键长都相等，因此苯环的结构表示为更确
切。
七、键角数据的应用
1.推断分子的空间构型，并且可进一步推断分子有无极性
例如，已知CH[，4]分子中C-H之间的键角为109°28′，由此可推知CH[，4]是正四面体结构，由于其结构是对称的，因此CH[，4]分子无极性。又如，已知CO[,2]分子中，C=O之间的键角为180°，H[,2]O分子O-H之间的键角为104°30′，由此可推知CO[,2]分子是直线型的非极性分子，而H[,2]O则是"V"形的极性分子。
2.解释一些问题
例如，为何CH[，4]的二溴代物只有一种？这是因为CH[，4]中C-H之间键角都是109°28′，因此CH[，4]是一种正四面体结构，所以CH[，4]的二溴代物只有一种。又如，为何直键状的烷烃不是直线形的而是锯齿形的？这是因为在烷烃分子中，每一个碳原子都要保持四面体结构，即C-C之间的夹角约为109°28′，若呈直接形的话，C-C之间的夹角则变成180°，显然与事实不符。因此，无论是直键状的烷烃还是带支链的烷烃，其碳链都是锯齿形的。