浅谈高考化学推理能力类试题的求解策略
广东省化州市第二中学 李政任
2004年7月7日
由国家教育部考试中心综合能力考试题题组编写的《综合能力测试考核内容与要求 (理科)一书中明确提出了“推理能力”的要求，具体内容如下：“能够根据已知的知识和题给定的事实和条件，抽象、归纳相关信息，对自然科学问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。”所以应该对这一内容认真学习，仔细领会，以适应新高考的要求。
推理能力是一项非常重要的能力，在学习化学的过程中，推导是非常重要的。推导的过程是严密的逻辑思维过程，通过推导可以加深对结论的理解，明确得出结论的成立条件和适应范围。推导常常需要从一个基本的判断(包括概念、规律等)出发，推出另一个判断，这种过程可以简单地称之为推理。
在高考试题中，对推理能力的考查往往渗透在各类题型中，从不同的角度、不同的层次，对考生的弱点有意设置一两个思维障碍，来考查考生临场应变、逻辑思维的能力； 而能否把推理过程正确、简洁地表达出来， 又可以鉴别考生推理能力的高低，本文结合高考对推理能力的要求谈谈推理能力的培养及解答策略。
一、构建理想化模型，合理推理
构建理想化模型的本质是抓矛盾的主要方面，近似处理实际问题，其核心是建立理想化模型并应用模型去分析、推理、解决实际问题。
例1：估算水分子的直径。
解析：把水分子近似认为紧密排列的球体这样一个理想模型。取1 mol水为研究对象，则有隐含的条件：水的摩尔质量为1 8 g／mol，1mol水的分子数为6.02×1023个，水的密度ρ =1.0×103 kg/m3。则1 mol水的体积为：
V0 = = = 1.8×10-5m3
1个水分子的体积 V = = 3×10-27m3
由球的体积公式V = π d3得水分子的直径d = = 4×10-10m
模型的建立一般要做到：①综合分析研究对象的特点，寻找影响该对象的各种因素；②根据研究对象的特点和研究目的，忽略矛盾的次要方面，抓矛盾的主要方面，建立起相关的模型；⑧对模型进行定性、定量分析，合理推出其结论。
二、利用等效观点，合理推理
等效观点指导下的推理方法是指通过对研究问题中的某些化学式、化学量、 原
子或基团， 反应过程等进行等效变换或将不熟悉的问题转化成为熟知的知识去进
行分析研究。常用的等效变形、等效迁移、等效代换、等效假设、等效过程、等
效组成等。
例2：(2000年普高统考(广东卷)化学试题第11题)把ag铁铝合金粉末溶于足量的盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀， 经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为 。
A、 70％ B、 50.4％ C、 47.6％ D、 30％
解析：依题意有：铁铝合金中铝的质量等于红棕色粉末Fe2O3中氧元素的质量， 由等效代换有铁铝合金中铁的质量分数为Fe2O3，中铁的质量分数，故选A。
例3：(MCE-，98 - 19)体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2 + O2 2SO3，并达到平衡。在这个过程中， 甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p％的，则乙容器中SO2的转化率 。
A、等于p％ B、大于p％ C、小于p％ D、无法确定
解析：因为2SO2 + O2 2SO3是一个气体物质的量减少的反应，故当温度、体积一定时，起始时的压强必然比平衡时压强高。因此，可设甲先做等容变化过程后， 再做一个增大压强至乙容器的过程。根据勒沙特列原理，此过程平衡必正向移动。故选B。
例4：(2002年全国统考(广东、河南卷)化学第14题)。碘跟氧可以形成多种化合物，其中一种为碘酸碘，在该化合物中，碘元素呈+3和+5两种价态，这种化合物的化学式为 。
A、 I2O3 B、I2O4 C、 I4O7 D、 I4O9
解析： 联想KCIO3可知， 碘酸根为IO3，则碘酸碘的化学式I(IO3) 3， 即等效组成为I4O9，故选D。
运用等效观点进行推理的思维程序是：①根据问题特征提出等效内容(对象、条件、状态、特性等)；②由等效的内容出发进行推理(需要运用逻辑思维)；③解释推理过程，得出正确结论。
三、运用系统观点，合理推理
系统是由相互联系的部分组成的一个整体，把研究的对象放在系统中，从整体出发，从系统与要素、要素与要素、结合与功能、系统与周围环境之间的相互联系、相互作用，相互制约中，对问题进行分析，把握它们之间的动态关系、静态关系，从而寻找有效的推理途径。
例5：某温度下，Wg下列物质与足量的O2充分燃烧，其燃烧产物立即与过量Na2O2反应，固体质量增加Wg，符合要求的是 。
①H2 ②CO ⑧CO、H2混合气体 ④HCHO ⑤CH3COOH
A、①②③ B、①②③④ C、④⑤ D、全部
解析： H2在足量O2中燃烧后，产物再通入Na2O2的反应分别为：2H2 + O2 2H2O、2H2O + 2Na2O2 = 4NaOH + O2↑从整体效果来看上述总反应为：H2+Na2O2 = 2NaOH 同理有： CO+Na2O2 = Na2CO3 。则Na2O2的增重为H2、CO的质量。④、⑤从组成上看分别等效于H2·CO、2H2·2CO，因此，其燃烧产物再与Na2O2的反应，固体增重亦为物质本身的质量。故选D。
例6：将NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CaO组成的混合物18.6g溶于足量水中，充分搅拌一段时间后，测得Ca2+、 CO2-、 HCO3- 均已转化为沉淀，若将反应器中的水分蒸干，最后得到白色固体物质共19.5g，则原混和物中Na2CO3的质量为 。
A、10.6g B、5.3g C、2.65g D、1 5.9g
解析：依据题意有：白色固体物质为CaCO3和NaOH的混合物，对该反应体系从整体入手便有：
CaO + Na2CO3 +H2O = CaCO3↓+ 2NaOH …………①
NaHCO3 + CaO = CaCO3↓+ NaOH ………………②
再由差量法便知，固体的增量是由反应①中的水引起的，于是选B正确。
运用关系的观点进行推理的思维程序是：①根据研究问题的特点找出其实质；②摒弃中间过程，在系统中整体把握实质；⑧合理推理，整合作答。
四、巧用题干、选择项的信息，合理推理。
有的选择题干、选择项中就已经隐含有速推结果的信息，若能适时抓住这一信息，便能起到事半功倍的效果。
例7： (MCE-97’-19)X、Y、Z为三种气体，把a molX和b molY充入一密闭容器中，发生反应X+2Y=2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)+n(Y) = n(Z)， 则Y的转化率为 。
A、 ×100％ B、×100％
C、 ×100％ D、 ×100％
解析：依据Y的转化率是达平衡时Y的变量与其起始量的比值，即共计算式中的分母必含b，对照选择项，易知B为正确答案。
例8： (MCE-’98-22) 将质量分数为0.052(5.2％)的NaOH溶液1L(密度为1.06g／(m3)用铂电极电解，当溶液中NaOH质量分数改变了0.0l(1.0％)时停止电解，则此溶液中应符合的关系是 。
NaOH 阳极析出物质 阴极析出物质
质量分数 的质量／g 的质量／S
A 0.062(6.2％) 19 152
B 0.062(6.2％) 152 19
C 0.042(4.2％) 1.2 9.4
D 0.042(4.2％) 9.4 1.2
解析：用铂电极电解NaOH溶液实质上是电解水，阳极析出的物质的质量(O2) 应大于阴极析出的物质的质量(H2)， 于是可以排除A、C。又因为电解水的过程中NaOH质量分数应增大，即可以排除C、D、整合推理便知B为正确选项。
例9： (MCE-’2000-14)甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，甲的原子序数为X，则乙的原子序数不可能是 。
A、 X+2 B、 X+4 C、 X+8 D、 X+18
解析：周期表中每一周期能容纳的元素是2、8、8、18、18、32……观察选项， 乙的原子序数不可能是X+4，即B选项。
解这类选择题的思维程序是：①整体感知题干、选项；②灵活运用所掌握的知识，合理推理；⑧整合推理结果，快速作答。
五、运用因果观点，合理推理。
一定的结果必然对应地存在某些客观原因和条件。原因、条件和结果相互影响、相互制约，共同作用推动事物的发生与发展。因此，我们可以借助这种因果关系，根据问题中的明显或隐含条件，分析判断产生的结果：或根据问题中明显或隐含的已知现象、化学反应等，分析判断产生这种现象或反应的原因或条件。在这种观点指导下的推理方法有归纳推理、演绎推理、正反推理、假设推理、类比推理等带有普遍意义的推理方法。
例10： (2002年理综第25题) 已知①A、B、C、D四种物质均含元素X， 有的还可能含有元素Y、Z，元素Y、X、Z的原子序数依次递增。②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。③室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。
(1)元素X是 ，Z是 。
(2)写出⑧中反应的化学方程式：
(3)写出④中反应的化学方程式：
解析：由“④化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。”可联想到初中化学里的用MnO2作催化剂加热分解KCIO3制O2的反应，即2 KCIO3 2KCI+3O2↑。除此之外，中学化学课本中再很少出现符合④的反应，2SO3
2SO2+2SO2、2NH3 N2+3H2等因是可逆反应故很容易被排除，而反应2H2O2 2H2O + O2↑无加热这一条件也容易被排除。
由“⑧室温下单质A与某种常见的一元强碱溶液反应，可得B和C。”可联想到卤素(氯、溴、碘)单质、A1、Si等与强碱NaOH或KOH溶液反应：由①、②可知X为CI、Y为O、Z为K。
将A为CI2，B为KCI或KCIO、C为KCIO或KCI，D为KCIO3代入题中验证符合题意。
例11：(2002年理综第11题)两种元素原子的核外电子层数与最外层电子数之比相等，则在周期表中的前10号元素，满足上述关系的元素共有 。
A、 1对 B、2对 C、3对 D、4对
解析：学生脑海里很快浮现出前10号元素的核外电子层数及最外层电子数：
① 1，l ② 1，2 ③ 2，1 ④ 2，2 ⑤ 2，3
⑥ 2，4 ⑦ 2，5 ⑧ 2，6 ⑨ 2，7 ⑩ 2，8
以①作为参为参照对象进行推算，符合条件的为④；以②作参照对象进行推算，符合条件的为⑥，其它均不符合，整合作答可知B为正确选项。
例12：( MCE - ’99-25 ) A、B、C、D都含碳、氢、氧的单官能团化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C和D，D氧化也得到C。若M(X)表示X的摩尔质量，则下式中正确的是 。
A、 M ( A ) = M ( B ) + M ( C )
B、 2 M ( D ) = M ( B ) + M ( C )
C、 M ( B ) < M ( D ) < M ( C )
D、 M ( D ) < M ( B ) < M ( C )
解析：单官能团当然只含一个官能团，感知该题，自然想起醇、醛、酸、酯，对照反应推出A是酯、B是醇、C是羧酸、D是醛。依据：
B(醇) D(醛) C(羧酸) 得知M ( C ) > M ( B ) > M ( D )，故D为正确选项。
例13 ：(MCE - ’99-20)已知25％氨水的密度为0.91lg／cm-3，5％氨水的密度为0.98g／cm-3，若将上述两种溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数是 。
A、 等于15％ B、 大于15％
C、 小于15％ D、 无法确定
解析：25％氨水与5％的氨水等质量混合，质量分数应是15％。等体积混合时，密度大的溶液即5％的氨水质量多些，混合后溶液质量分数应向5％倾斜，所以应小于15％。故选C。
例14：(2002年上海综合能力测试第16题)人体血红蛋白质中含有Fe2+离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力，服用维生素C可以缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有： 。
A、酸性 B、碱性 C、氧化性 D、还原性
解析：“因为亚硝酸盐能使Fe2+离子转变成Fe3+离子”可以推出亚硝酸盐具有氧化性，由“维生素C可以缓解亚硝酸盐中毒”，可以推出维生素C应具备还原性，故选D。
六、拿来数学、物理等知识，合理推理
“他山之石，可能攻玉”。鲁迅先生的“拿来主义”在解推理题时也很奏效。利用数学、物理等相关学科知识解决化学问题，有时显得简单明了、易懂。例如数学上的函数思想、不等式规律、数列知识、排列组合知识、等比定理、集合知识等；物理上的库仑力、愣次定律、压强等。
例15：(MCE - ’2000 - 26)25℃时，若体积为Va、PH = a的某一元强酸与体积为Vb、PH = b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va < Vb和a = 0.5b。请填写
下列空白：
(1) a值可否等于3(填“可”或“否”) ，其理由是 。
(2) a值可否等于5(填“可”或“否”) ，其理由是 。
(3) a的取值范围是 。
解析：(1)若a = 3，则b = 6，溶液显酸性，与题意不合，故a≠3
(2)若a = 5，[H+]a = 10-5mol.L-1则b = 10。 (OH- ) b = 10-4mol／L，=
> 1，不符合题意，故a≠5。
(3)因为 = = = 10(a + b - 14) < 1
所以： a + b – 14 < 0，而a = 0.5 b，
即3a <14， a <
又PH = b = 2a > 7，a > ，
所以 < a <
本题利用了反证法、不等式推理，是一道合情合理的化学计算题。
由以上例题可见，“推理能力”类试题中推理的每一步，都要以化学基本概念、理论和题中给出的事实为依据。在进行逻辑思维时，决不能凭空臆造或不合逻辑地推理。因此，透彻理解和熟悉基本概念和基本理论，认真分析题中给出的事实和条件，才是正确进行推理的前提和基础。同时，还要提高思维的逻辑性和严密性。只有周密的思考才能进行正确的推理。推理能力是解题的一种基本能力，通过推理可以将关系复杂、条件隐含、数据缺少的问题多角度，全方位进行剖析，层层推进、舍弃偏见，保留合理、从而得出正确的结论。本文从六个方面对培养推理能力做了一些尝试，通过例子说明整体感知、合理推理、迁移创新、整合作答的思维办法巧妙解答推理类高考化学试题。
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