從無序走向有序

2006年高考全國理綜卷I第27題：

置換反應的通式可以表示為：

單質（1）+化合物（1）===化合物（2）+單質（2）

請寫出滿足以下要求的3個置換反應的化學方程式：

①所涉及的元素的原子序數都小于20；

②6種單質分屬6個不同的主族。

這是一道化學反應原理與元素化合物知識、元素周期律結構相聯系的學科綜合性試題。雖然考生普遍認為該題的難度不大，但在實際的解題過程中，很多考生書寫的化學方程式只有一個或者兩個符合題目要求。究其原因，主要是答題過程中思維的混亂和無序造成的，即使書寫的方程式全部正確，也有著明顯的湊數痕跡，缺少一種有序的，科學的思維過程。

歸納考生所寫的方程式，主要問題有以下兩個方面：

一、沒有把握住題中所有元素的原子序數都小于20的條件，把2Al+Fe2O3===2Fe+Al2O3 ，4Al+3MnO2===3Mn+2Al2O3 等鋁熱反應作為答案寫了上去；

二、許多考生對“6種單質分屬6個不同的主族”這個條件沒能引起足夠重視。寫出了2Na+2H2O=2NaOH+H2等方程式，甚至書寫的三個反應方程式中有兩個乃至三個都是生成氫氣的反應等等。

那么，在解答此題的時候，怎樣才能做到思維有序，解題既快速又準確呢？

首先，我們從條件出發，題目要求六種單質分屬六個不同的主族，于是先從前20號元素中常見的單質入手：

這樣，我們很容易找到解題的突破口，可以很快地寫出金屬置換氫氣的反應：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，這里涉及第IA和第IIIA主族的反應。

那么在第IIA和第IVA主族中有什么置換反應呢？應該很自然就想到Mg在CO2中燃燒的反應：2Mg+CO2===2MgO+C。然后在余下……