探究高中化学图像题的解题技巧
王凤文
新高考制度的实施,促使化学图像题成为各地高考的重要题型。
融合新课改及核心素养理念的图像题需要学生具备较强的解题思维,学生在解答此类试题的同时,他们的各项能力也得到了发展和提升。
高中化学图像题的解答需要一定的技巧,类型不同的试题在解题中具有相似的步骤。
高中化学试题中的图像包括结构图、流程图、坐标图等,常结合化学反应、化学实验及原理等知识综合考查。
本文结合2019年高考化学真题中出现的常见题型,探究此类试题的解题技巧。
一、电解质溶液类题型
电解质溶液类的题型主要包括电解质溶液的稀释、酸碱中和滴定及难溶电解质溶解平衡三个内容,学生在解答时要看清纵坐标和横坐标所代表的量,分析图中出现的点及所对应的数据,结合试题情景中的信息和所学化学知识,即可准确得到答案。
例1(全国卷Ⅰ)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的K a1=1.1×10-3,K a2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图1所示,其中b点为反应终点。
下列叙述错误的是()
图1
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
分析:在解答图像题时,我们要做到以下几点:看清轴、关注点、分析线、解读面、运用数、掌控律,现结合本题进行详细解读。
看清轴:本题中横坐标表示所加NaOH溶液的体积,纵坐标表示混合溶液中的导电能力,可知本题考查的是电解质溶液类题型中的酸碱中和反应的定性判断;关注点:a点是反应的起点,b点为反应的终点,c点为添加NaOH溶液的终点;分析线:图像中的相对导电能力的变化是a点到b点缓慢增大,b 点到c点明显增大,说明随着导电能力与离子的浓度和种类是相关的;解读面:图中只有一条曲线,表示导电能力随所加溶液体积的变化;运用数:本题图像中没有明确的数字,但从题意我们可知,a点时反应还未开始,此时导电能力最低,b点时反应结束,导电能力比a高比c点低,相对于a点,b点溶液中Na+的浓度较高,由此可知Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的,c点时所加溶液过量,导电能力最强;掌控律:本题考查导电能力与溶液中离子浓度的关系,需分析图中各点溶液中的主要成分,a点时溶液中的溶质KHA,b点时溶液中的溶质为Na2A、K2A,此时溶液呈碱性,c点时NaOH过量,此时溶液中的溶质为Na2A、K2A和NaOH,溶液中的离子浓度大小关系为c(Na+)>c (K+)>c(OH-)。
因此,本题选C。
二、化学反应速率类题型
化学反应速率类图像题涉及较多数据,解答时要分析物质与所给数据之间的关系,清楚知道化学反应速率随着影响因素的变化产生的变化,主要查考学生对图像的观察能力。
例2 (江苏卷)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图2中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化)。
下列说法正确的是()
图2
A.反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
分析:本题主要考查温度对化学反应速率的影响。
依据图像分析步骤解读图像和题干。
看清轴:图中的横坐标表示的是温度,纵坐标表示的是NO的转化率;关注点:图中指出的有两个点,X点是在化学反应平衡前,Y点是在化学反应平衡后;分析线:实线表示的是NO转化为NO2的转化率随温度的变化,先升高后降低,虚线表示的相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化,两者结合可知,在化学反应达到平衡后,随着温度的升高NO的转化率逐渐降低;解读面:图中涉及两条线,实线上的X点时化学反应正向移动,延长反应时间能提高NO的转化率,实线与曲线重合上的Y点化学反应已达平衡,O2是反应物,增加其浓度可以使化学反应正向移动,NO的转化率提高;运用数:依据图像可知,化学反应达到平衡时温度在200~300℃,380℃时反应已达平衡,计算时可依据化学方程式2NO(g)+O2(g)=2NO2;掌控律:本题应用了勒夏特列原理和化学平衡常数计算公式,由勒夏特列原理可知该反应是放热反应,ΔH<0,由化学平衡常数公式可知K的计算需要化学反应平衡时反应物和生成物的浓度,设NO的起始浓度为x mol/L,依据化学方程式可知,NO的转化率为50%时,化学平衡式NO的浓度为0.5x mol/L,O2的浓度为(5.0×10-4-0.25x)mol/L,NO2的浓度为0.5x mol/L,计算可知K>2000。
因此,本题选BD。
通过以上试题的分析可知,高中化学图像题一般包括题干、图像和问题三个组成部分,解答试题的关键在于图像的解读中。
对于图像中的轴、点、线、面、数、规律的解读都不可忽视,每一个步骤都事关我们的解题是否顺利。
同样,通过对图像中各个要素的解读也会使得所设置问题的解题思路清晰明了,在解读过程中就会把问题解决,进而降低了试题的难度。
特别是近几年高考化学试题中图像题题量的增加,掌握准确的图像题解题技巧是学生必要的解题能力。