剖析“歧化反應規(guī)律”
氧化還原反應是高中的重點反應，絕大多數(shù)的氧化還原反應都遵循“穩(wěn)價原則”或“由強制弱原則”。根據氧化性或還原性的相對強弱可以由反應物推導產物。但是，歧化反應非常的特殊，這類反應沒有遵循“穩(wěn)價原則”或“由強制弱原則”，而是具有特殊的規(guī)律。
歧化反應是指同種元素的化合價既升高又下降的反應，氧化劑和還原劑均指同一種元素的同一種物質。為了讓學生理解化學變化，我將化學反應的過程理解為打架的過程。歧化反應可以理解成自己懲罰自己。一般情況下，自己打自己所施加的力往往比自己打別人的力小一些。就因為歧化反應時，反應物本身對自己施加的作用力小，導致歧化反應的化合價在發(fā)生改變時，變化幅度比較小。所以，歧化反應在很多時候都遵循“相鄰價原則”。即由歧化反應所得的氧化產物和還原產物中的變價元素的化合價和氧化劑或還原劑的變價元素的化合價處于相鄰的位置。例如在歧化反應Cl2 + H2O = HCl + HClO中，產物中的“-1”、“+1”是反應物“0”的相鄰價。高中階段需要掌握的且遵循“相鄰價原則”的歧化反應如下： 2H2O2 == 2H2O + O2↑；2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑；2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑；Cl2 + H2O = HCl + HClO； Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O；2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O；Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O； Na2S2O3 + H2SO4 = S↓+ SO2↑ + Na2SO4；2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O。
是不是所有的歧化反應都遵循“相鄰價原則”呢？當然不是的，必修一P92上所學的反應：3NO2 + H2O= NO + 2HNO3就不遵循“相鄰價原則”。那么為什么該反應沒有遵循“相鄰價原則”。
3NO2 + H2O= NO + 2HNO3不遵循“相鄰價原則”，根本原因在于“+3”的“N”在酸性條件下極其不穩(wěn)定，在堿性環(huán)境中才能穩(wěn)定存在。2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O反應中存在“+3”的“N”是因為該反應的環(huán)境是堿性環(huán)境。在酸性環(huán)境下“+3”的“N”會繼續(xù)歧化。所以反應3NO2 + H2O= NO + 2HNO3的過程可以理解成：第一步2NO2 + H2O= HNO2 + HNO3；第二步 2HNO2 = NO2 + NO + H2O；然后NO2參與第一步的循環(huán)，最終導致總反應為3NO2 + H2O= NO + 2HNO3，所以該歧化反應表面上不遵循“相鄰價原則”，但實際上卻兩次遵循“相鄰價原則”。由此可知有些歧化反應不遵循“相鄰價原則”是因為第一步產物在環(huán)境中極其不穩(wěn)定，發(fā)生了后續(xù)反應。
除了上述反應不遵循“相鄰價原則”外，還有哪些歧化反應也未遵循該原理呢。其實教材編寫者早就在課本中透漏了玄機。在人教版必修一P85的第二自然段有這樣一句描述“與氯氣和氫氧化鈉反應類似，氯氣和冷的消石灰反應可以制得主要成分為Ca(ClO)2的漂白粉”。在這段話中“冷”字有何意義呢？為了讓學生理解“冷”字的意義，我用一個學生做了演示實驗，我拿著學生的手往學生身上拍去，讓學生感受到同樣是用自己的手拍打自己，但當外界施加一定的作用力之后，拍打的力度自然就加大了。絕大多數(shù)的歧化反應是在常溫下進行的，環(huán)境對其施加的作用力比較小，所以遵循“相鄰價原則”，但是當外界對該反應加熱后，物質獲得更多的能量，使得元素的化合價變化幅度增加，不再遵循“相鄰價原則”。理解了“冷”字的意義，才能理解實驗探究題中制備“NaClO”、“ NaClO3”的條件為何有區(qū)別。
歧化反應絕大多數(shù)遵循“相鄰價原則”，若不遵循，要么是因為中間產物在環(huán)境中不穩(wěn)定會發(fā)生后續(xù)反應，要么是因為外界對歧化反應供給了更多的能量，使得化合價跳躍式改變。
從學習歧化反應的過程中，我們知道同一類反應，絕大多數(shù)遵循一定的規(guī)律，部分反應因為外界環(huán)境的原因存在特殊性。化學相較于物理而言，給人的感覺就是記得更多，最根本的原因是化學規(guī)律除了普遍性之外，還往往有特殊性的存在。而考試的過程中，又經?？嫉竭@些特殊性。物理偏重于考察規(guī)律的普遍性。如果在學習過程中注意到了化學的規(guī)律，那么學習化學就不再是一件困難的事情。
撰文：何逃利 楊佳順
圖片：無
審核：丁勁松
上傳：楊佳順
電話：0816-8073777（招生處）8073813（辦公室）
中國·四川·綿陽
學校微信二維碼
官網手機二維碼
抖音二維碼
