摘 要： 高考化学命题指向明确：具有较高的信度、效度，必要的区分度和适当的难度，有利于高校对人才的选拔，全面检测考生的化学科学素养。连续反应由于存在的广泛性及其本身蕴含学科素养的丰富性被普遍用于对学生学科素养的考查。本研究在对连续反应进行界定的基础上，对常见连续反应进行举例，尝试在归纳基础上研究连续反应发生的一般条件，然后结合北京高考对连续反应在考试中的应用进行分析，最后对连续反应在教学中如何开展这一问题进行简单探讨。
关键词： 中学化学 高考化学 连续反应
“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学”。［１］物质的性质变化是化学研究的核心内容之一。物质变化是有条件的，在一定的条件下，物质可以发生一些连续变化，也就是连续反应。化学中的连续反应常常在高考中被用作考查学生化学学科素养的素材。
一、什么是连续反应
“连续反应（continuous reaction）又称滑动反应（sliding reaction）。反应矿物和生成矿物的化学成分可发生连续变化的一种变质反应。”［2］这是百度百科从地理学角度对连续反应的界定。在此界定后的补充描述中可以看到与化学相关的部分内容：“在反应初期和后期，连续反应的中间产物的浓度都很低，在反应过程中，其浓度随时间的变化会出现极大值，而产物必须通过中间产物产生，因此它的生成速率也将由低变高，再变低，从而使其浓度随时间变化的曲线呈自加速的S型。”［2］此定义难以在中学化学研究中应用。
如何界定中学化学阶段的连续反应呢？试以初中化学中碳的燃烧为例分析。碳不完全燃烧可生成一氧化碳；一氧化碳完全燃烧可生成二氧化碳。这种变化可以有两种解释：碳可以燃烧生成一氧化碳，一氧化碳可以燃烧生成二氧化碳；碳燃烧，一部分先生成一氧化碳，生成的一氧化碳可再完全燃烧生成二氧化碳。前一种解释是客观描述两个割裂的过程，只体现物质变化上的连续。后一种解释不仅存在物质上的连续，而且存在时空上的连续关系。本研究所指的连续反应是指后者，现在做如下定义。
连续反应是指反应物在特定的空间内在一定的反应条件下接连发生的反应。连续反应具有空间整体性、时间连续性等特点。
中学化学中的某些反应，如碳的燃烧，自身具有连续反应的特点，而其他一些原本不连续的反应可以通过反应条件改变、反应装置的组合使其变得连续。
二、中学常见的连续反应
初中常见的连续反应如下。
1.氢氧化钙溶液中通入二氧化碳，先出现白色沉淀碳酸钙，后沉淀溶解为碳酸氢钙；
2.氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，与上例类似，先生成碳酸钠，再生成碳酸氢钠。
高中化学中的连续反应较多，部分举例如下。
1.铝盐与偏铝酸盐的相互转化。向铝盐溶液中加入强碱可以先产生氢氧化铝沉淀，持续加入沉淀溶解；向偏铝酸盐溶液中加入强酸同样产生类似的现象：先产生沉淀，然后沉淀溶解。
2.钠的氧化反应。钠在空气中加热，先是表面变暗生成氧化钠，再熔成光亮小球燃烧，生成浅黄色的过氧化钠。
3.银氨溶液的制备。向硝酸银溶液中滴加氨水，先生成氢氧化银沉淀，然后溶解生成银氨溶液。
4.铁的氢氧化物生成与转化。向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠，先生成白色沉淀氢氧化亚铁，再变成灰绿色，最后变成红褐色的氢氧化铁。
5.铁与稀硝酸反应。向稀硝酸中加入铁，先生成硝酸铁，铁过量后生成硝酸亚铁。
6.磷在氯气中燃烧有白色烟雾。磷和氯气反应生成三氯化磷（液体）、五氯化磷（固体），三氯化磷与过量氯气反应可以生成五氯化磷。
7.硫化氢燃烧。氧气在不足的情况下可以生成硫和水，氧气充足的情况下生成二氧化硫和水。
8.硫酸型酸雨的形成。硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫在催化剂作用下生成三氧化硫、三氧化硫与水化合成硫酸。
9.工业制硝酸。氨催化氧化得一氧化氮，一氧化氮与氧气水化合成硝酸。
10.有机化学中的常见连续反应。乙炔与溴加成反应生成1，2―二溴乙烯、1，1，2，2―四溴乙烷；乙醇催化氧化得乙醛、乙醛催化氧化得乙酸。
以上只是对常见的部分连续反应的列举，仅供参考。
三、连续反应的一般条件
化学反应是有条件的，连续反应的条件是什么呢？现在对上述的中学常见连续反应进行归纳。
1.由于某一反应物的过量（反应物的配比连续变化）引起连续反应。如碳与氧气的反应；碱溶液与二氧化碳反应；铝盐与强碱；偏铝酸盐与强酸；银氨溶液制备；铁与稀硝酸反应；磷在氯气燃烧；硫化氢燃烧；乙炔与溴的加成。这种情况在中学连续反应里占大多数。
2.由于反应条件（如温度、压强）等连续变化引起的连续反应。如钠在空气中燃烧的连续反应是由于温度的连续改变的。
3.由于新物质（特别是空气中的氧气、二氧化碳、水）的引入引起的连续反应。如铁的氢氧化物的制备与转化；硫酸型酸雨的形成；工业制硝酸，等等。
综上所述，中学化学连续反应的发生主要是由于三个原因引起的：物质的改变（新物质的连续加入）、反应物物质的量改变（反应物的配比连续改变）、反应条件的连续改变。
由上归纳可以看出：物质、配比、条件的连续改变是连续反应发生的必要条件，但并不是充分条件。改变物质、配比、条件主要是外在条件的改变，连续变化的内因是什么呢？
现在从化学变化的实质上来分析。物质（A）在一定条件下是稳定的，只有在特定的条件下才能转化为物质（B），要想发生连续反应生成物质（C）除了要有特定的反应条件外，还需要存在物质（B）。这个物质（B）实质为一个中间产物。从这个分析来看连续反应的一个必要条件是存在一个中间产物，这个中间产物是亚稳定的，这个亚稳定的中间物质在反应物配比变化、条件变化或引入新物质时可以再发生反应。
从存在中间产物这个角度再分析中学常见的连续反应可以找到一些亚稳定的物质：碳―（一氧化碳）―二氧化碳；硫化氢―（硫）―二氧化硫；铝离子―（氢氧化铝）―偏铝酸根；氢氧根―（碳酸根）―（碳酸氢根）―碳酸；铁―（亚铁离子）―铁离子；氨―（一氧化氮）―二氧化氮；乙醇―（乙醛）―乙酸……如此分析：只要有亚稳定的物质存在就可能存在连续反应。
连续反应的一般条件是反应产物中存在亚稳定物质，当条件变化（反应配比改变、新物质加入、温度等条件变化）后亚稳定产物能发生反应。
四、连续反应在高考化学中的应用分析
以我区高考化学为例，每年考题中均有连续反应材料出现，这是为什么呢？
《普通高中化学课程标准（实验）》指出：化学的特征是研究分子和创造分子。研究分子是基于已有物质展开，创造分子基于已有物质发生化学反应。人类不断创造分子的过程实际是一个物质连续反应的过程。物质发生反应是有条件的。物质（A）在一定条件下转化为物质；（B）再在一定条件下转化为物质；（C）……高考中运用化学连续反应素材，正是由于该素材充分体现了化学的学科素养。
以下是对北京高考化学题中部分连续反应的综合分析，仅供参考。
1.含氮化合物的连续反应在高考中的应用
（1）2004年北京高考题第28题
将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：氨催化氧化的化学方程式是?摇 ?摇；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是?摇 ?摇。停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因?摇 ?摇。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文 分析：此题中的连续反应体现在氨催化氧化后生成的一氧化氮变过量的氧气氧化为红棕色的二氧化氮，二氧化氮在温度条件改变情况下，冰水中自身偶合成无色的四氧化二氮。连续的反应体现为：氨―（一氧化氮）―（二氧化氮）―四氧化二氮。
（2）2008年北京高考题第27题
用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作：a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。b.关闭止水夹，点燃红磷，伸入瓶中，塞好胶塞。c.待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中滴入少量稀硝酸。①步骤c后还缺少的一步主要操作是?摇 ?摇。②……③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是?摇 ?摇。
分析：本题的连续反应是稀硝酸被铜还原为一氧化氮，一氧化氮被氧化为二氧化氮。本题的看点是如何采用实验手段避免过早引入新的物质而导致影响实验目的的连续反应发生。
（3）2009年北京高考题第27题
某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
①……
②滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后。
③装置①中发生反应的化学方程式是。
分析：此题和2008年北京高考题第27题相比较，考查的侧重点是如何根据实验目的设计连续反应中的物质变化，该考题的实验目的在教材中并没有出现，具有探究性。
（4）2010年北京高考题第26题
某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在，该废水的处理流程如下。
分析：本题是环境保护背景下考查氨氮废水的处理的，其核心是铵态氮被连续氧化为硝态氮后再还原为游离态氮。与北京前几年考题相比较，其所涉及的知识点和知识面扩大很多，对基本概念、基本理论、元素化合物的知识考查非常全面。分析认为：由于含氮化合物的连续反应体现在酸碱性、氧化还原性等各方面，因而可以较为全面考查学生的基本概念、基本理论、物质性质制备等知识，使其常被作为考查学生化学学科素养。
在2011年北京高考第27题的考查中：甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀……将二氧化硫通入硝酸钡溶液中……问硝酸钡溶液液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是?摇 ?摇。很多同学误以为是写二氧化硫与硝酸钡溶液发生的反应，实为其产物一氧化氮与空气中的氧气发生的反应。本题与2009年北京高考题第27题相比较，充分分析探究实验中的反应事实，并对实验进行改进，从而达到实验目的，体现了一个较为完整的探究过程。能够运用所学的知识进行实践背景下的探究分析，对于端正学生学习目标，提高学生的素养是大有裨益的。从大量事实来看，实践背景下的探究过程往往是一个连续的过程，往往存在连续反应。现实的教学活动中，实验探究活动仍有很大提升空间。
2.其他连续反应在高考中的应用
（1）2007年北京高考题第11题
用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是：
分析：此题考连续反应中Ａ涉及条件（温度）的变化，B、D涉及某物质过量，Ｃ涉及新物质的引入。
（2）2008年高考题第7题
1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（ ）。
A. Na2CO3 B. Na2O2 Na2CO3
C. NaOH Na2CO3 D. Na2O2 NaOH Na2CO3
分析：此题是一个复杂的连续反应。该反应涉及条件的改变、物质的配比、新物质的引入。首先是碳酸氢钠的受热分解为碳酸钠和二氧化碳、水。二氧化碳与水均可以与过氧化钠反应，为一个竞争反应，在加热充分反应条件下，由于水与过氧化钠反应产物可以与二氧化碳反应，故实际可认为是二氧化碳先反应，在二氧化碳不足的情况下水再和过氧化钠反应。本质中过氧化钠与碳酸氢钠的物质的量之比为１∶２，分析后二氧化碳恰好可以和过氧化钠反应，故无氢氧化钠固体生成。
（3）2009年北京高考题第8题
下列叙述正确的是（?摇 ?摇）。
A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀。
B.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu（NO3）2固体，铜粉仍不溶解。
C.向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量NaHSO4溶液，沉淀消失。
D.纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变。
分析：本题的连续反应相对较单一，均为引入新的物质，但从反应的实质上看是大不同的。Ａ选项主要涉及沉淀反应的发生条件，B为氧化还原反应的发生条件，C为酸碱反应考查，D为考查催化剂对反应影响。
（4）2010年北京高考题第11题
自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下层渗透，遇到难溶的ＺｎS或PbS，慢慢转变为铜蓝（CuS）。下列分析正确的是（ ?摇?摇 ）。
A.CuS的溶解度大于PbS的溶解度
B.原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性
C.CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2++S2-=CuS↓
D.整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应
分析：此题中的连续反应过程源于选修４教材的原文。原文出现在沉淀溶解平衡中的沉淀转化部分。该连续反应包括了氧化还原反应过程、沉淀转化过程。
除上述试题以外，2009年北京高考题第12题综合考查了常见物质（钠、过氧化钠、氯气、二氧化氮等）与水反应，其产物再进行连续反应。2011年北京高考第10题考查了钠在空气中加热燃烧的连续反应。另外高考有机大题中目前广泛采用的工艺流程框图其实质均为连续反应，从物质变化、反应条件设置角度进行有机试题分析成为必不可少的解题过程。
五、连续反应教学探讨
由于连续反应存在的广泛性及其本身蕴含学科素养的丰富性，因此以连续反应作为素材对学生的学科素养进行考查成为各级化学考试不可或缺的选择。不管命题者是否有意涉及连续反应，其实际试题中都必然反映出这一特点。那如何才能开展好连续反应教学呢？我提出如下几个建议。
1.充分利用既有的连续反应
在新授课活动中对存在的连续反应进行明确，以实践为背景进行具体化，尤其是在实验教学中强化对连续反应的分析，并在习题中不断分析和应用既有的连续反应。在复习课中利用连续反应对知识点进行网格化努力形成系统。
从备考的角度看，常见的连续反应仍为常用载体需要系统强化，如：含氮物质的连续转化、含硫物质的连续转化、含铝物质的连续转化、含铁物质的连续转化等。一些点状知识需要了解，如：二氧化碳与碱溶液的连续反应，银氨溶液配制中的连续反应，等等。这些连续反应需要尽可能地开展演示实验、学生实验、探究实验，以增强学生对连续反应的分析、应用能力。
2.根据需要创造连续反应
设计连续反应是根据目的建立物质的联系和反应的联系的。曾经有一段时间流行的装置连接题实质是设计连续反应。这种设计是对发散思维、创造性思维的培养。这些能力是高端人才必备的，通过连续反应选拔人才是可行的。培养尖端的学生创造连续反应的能力是教师需要努力去做的。教学中可以从以下方面入手。
充分挖掘一些可能被应用的或是被淡忘的连续反应，如：三价铁离子与硫氰根离子作用，铝与强碱的反应实质，碳酸钠与盐酸反应，二氧化锰、氯化铁、氯化铜可以催化分解过氧化氢，二氧化硫的漂白的不稳定性，蔗糖脱水实验，电解氯化钠溶液持续电解，等等。充分分析这些连续反应的实质，如浓硫酸的蔗糖脱水实验实际表明了浓硫酸的吸水性、脱水性和强的氧化性；电解氯化钠溶液后期实质为电解氢氧化钠溶液。
对于不容易被察觉，容易被忽略而造成错误的连续反应进行汇总分析。如：蓝矾晶体受热分解随着温度的升高会由蓝变白、由白变黑：蓝矾晶体受热分解为无水硫酸铜，无水硫酸铜受热分解为氧化铜；氯化铁溶液的加热蒸干灼烧；铝、铁加入浓硫酸、浓硝酸发生钝化后继续加应反应；氯化铵的“升华”实验；无水乙醇与浓硫酸混合加热实验；铁吸氧腐蚀实验；石灰石固硫分析；汽车尾气催化转化分析，等等。
总之，连续反应无论对于培养学生的学科素养，还是对于考试考查选拔都具有相当重要的意义。
参考文献：
［1］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）［S］.北京：人民教育出版社，2003.1.
［2］［DB/OL］.http://baike.省略/view/2130053.htm.
［3］北京教育考试院.2011普通高等学校招生全国统一考试北京卷考试说明［Z］.北京：开明出版社，2010―12.
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