2002年全国普通高等学校招生统一考试《上海卷考试手册》化学科中指出：要求考生能运用科学方法认识人和社会、人和自然协调发展中的有关问题。掌握正确的科学方法，对考生的终生而言将会收益不浅。可以说考生在中学阶段除了学习一定的基础知识外，尤其需要重视对掌握科学方法的积累。
今年试卷中的第25题，制冷剂氟利昂的研制过程正是反映了用正确的科学思维方法来指导科学研究的典型例证。
致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。早在1755年，苏格兰化学家卡伦就已经制出机制冰，他在大量水面上造成真空，使水迅速蒸发，结果剩下的水被冷却到冰点。但是用水作制冷剂制冰实际上是不适用的，原因是水结冰后，会堵塞管道。后来一些气体如：乙醚、NH3、CH3Cl等相继被用作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃，于是科学家根据元素周期表中元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。试题如下：
据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
（1）氢化物的易燃性：第二周期 >
> H2O、HF；
第三周期 SiH4 >PH3> >
。
（2）化合物的毒性： PH3 > NH3
H2S H2O；
CS2
CO2
CCl4 >
CF4 （选填 >
或
<）。
同理同周期元素一些化合物的毒性，也可以用实验事实来验证。
（3）已知CCl4的沸点为76.8oC，CF4的沸点为-128oC，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其它类似的还可以是
。
（4）然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是 。
但求助于周期表中元素及其化合物的 变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。（填写字母，多选扣分）
① 毒性 ② 沸点 ③ 易燃性 ④ 水溶性 ⑤ 颜色
（a）①②③
（b）②④⑤
（c）②③④
解答：
（1）第二周期中氢化物的可燃性从左到右依次减弱：CH4> NH3 > H2S > HCl。
（2）同周期化合物的毒性一般是按从左到右依次减弱：PH3 >
NH3
H2S > H2O。
CS2 >
CO2
CCl4 >
CF4
从对同周期化合物的分析可得出结论：理想的制冷剂是含F、Cl元素的化合物。
（3）由于新制冷剂的沸点应介于76.8oC和-128oC，所以改变氯、氟原子的数目，可以得到沸点不同的制冷剂。它还可以是CF3Cl和CFCCl3。
（4）科学家从物质的易燃性、毒性和沸点范围考查、分析，并通过反复实验，最后终于找出了当时理想的制冷剂二氟二氯甲烷。尽管这种制冷剂又被当今的“环境问题”而否定了。但是，当时利用元素周期表来进行推理、预测的方法，不会因氟里昂被弃用而一起否定，这种科学方法也许对开发其它新材料、新物质中发挥更大的作用。
历史上的许多科学发现，往往是人们运用正确的科学方法来进行研究和探索的实例。这类试题出现在试卷中，足见命题者的良苦用心，希望考生在学习过程中注意培养自己对科学方法的掌握，而不仅仅是只满足于会解题。 |
