淺談初中化學(xué)試題中的壓強(qiáng)變化問題

崇雯

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施，初中化學(xué)試題越來越活，命題時更多注重學(xué)科間的橫向聯(lián)系和綜合運(yùn)用。其中化學(xué)實驗中的壓強(qiáng)變化是化學(xué)與物理學(xué)科知識的交叉點，可以考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，對學(xué)生的能力要求較高。盡管氣壓變化的類型無非增大或減小兩類，但引起氣壓變化的因素較多。在此類題型的教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生分析化學(xué)實驗中與氣壓變化有關(guān)的實驗現(xiàn)象，找出導(dǎo)致壓強(qiáng)變化的實質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用所學(xué)化學(xué)知識解答相關(guān)問題。由此促進(jìn)學(xué)生將物理上的相關(guān)知識遷移到化學(xué)問題中，初步培養(yǎng)學(xué)生解釋或解決有關(guān)問題的能力。為此，本文就近幾年初中化學(xué)試題中考查氣壓變化的幾種情況作分類討論：

一、氣壓減小類

導(dǎo)致氣壓減小的原因主要是由降溫和消耗了氣體所致。

當(dāng)物質(zhì)變化吸熱時，如硝酸銨（NH4NO3）溶于水、干冰升華等，引起溫度降低，氣壓減小。

例 如下圖所示，向試管里的水加入下列某物質(zhì)后，U形管中原來水平的紅墨水液面出現(xiàn)了水位差則該物質(zhì)是（ ）。

A.苛性鈉

B.生石灰

C.硝酸銨

D.活性炭

解析：這是一道給出實驗現(xiàn)象判斷添加物質(zhì)的考題。從U形管中液面出現(xiàn)左高右低的現(xiàn)象，我們可以判斷出加入物質(zhì)后瓶內(nèi)的氣壓變小了，從選項中四種物質(zhì)溶于水的溫度情況來看，只有硝酸銨溶于水時吸收熱量，能造成瓶內(nèi)空氣降溫，壓強(qiáng)變??；而A、B選項中的兩種物質(zhì)，放入水中都會放出熱量，產(chǎn)生的現(xiàn)象與圖示相反，應(yīng)為左低右高；D選項中的活性炭放入水中水溫沒有任何變化，所以液面不會有什么變化。

答案：C

另外，消耗氣體有以下三種情況：1.氣體被吸附；2.氣體被溶解：如NH3、HCl、CO2；3.氣體被反應(yīng)吸收：紅磷與氧氣的反應(yīng)，金屬鐵生銹消耗氧氣，二氧化碳與堿溶液的反應(yīng)等。

教材中“空氣中氧氣含量的測定”也涉及大氣壓強(qiáng)變化這一知識點。實驗利用足量紅磷在集氣瓶中充分燃燒，耗盡氧氣后，集氣瓶中的氣壓減??；待集氣瓶完全冷卻后，打開止水夾，在壓力差的作用下，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶中；通過集氣瓶中水占的體積，可以推測出氧氣在空氣中的體積含量。由此可衍生出下列問題：

如：（1）最好選用下列哪種物質(zhì)來測定空氣中氧氣的含量（ ）

A.木炭 B.鐵絲 C.紅磷 D.硫

（2）如果用木炭代替紅磷，應(yīng)如何改進(jìn)實驗？

解析：（1）木炭、硫與氧氣充分燃燒后會生成與氧氣等體積的二氧化碳、二氧化硫氣體，使得集氣瓶中不會產(chǎn)生壓強(qiáng)差；鐵絲不會在空氣中燃燒。（2）為了消除木炭燃燒后生成的二氧化碳，使集氣瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，應(yīng)在集氣瓶中裝入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳。

答案：（1）C

（2）集氣瓶中裝入氫氧化鈉溶液來吸收二氧化碳。

測定空氣中氧氣含量的實驗裝置有很多種，但其原理都是相同的。實驗成功的關(guān)鍵是：裝置的氣密性好，不漏氣；所選用的物質(zhì)能與氧氣反應(yīng)，且生成物為固體或是能被某溶液吸收的氣體，使裝置內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差，從而測出氧氣在空氣中的體積含量。

二、氣壓增大類

導(dǎo)致氣壓增大的原因大致也有兩種情形：

升溫或物質(zhì)變化放熱。如，濃硫酸溶于水、固體氫氧化鈉溶于水、生石灰和水反應(yīng)等均因體系溫度升高導(dǎo)致氣壓增大。

常溫下有氣體生成。如，二氧化錳催化分解過氧化氫溶液，排在氫元素前的金屬和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，碳酸鹽和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)等因放出氣體導(dǎo)致氣壓增大。

例 如圖所示，過氧化氫（H2O2）在催化劑二氧化錳的作用下，迅速分解放出大量的氧氣。下列現(xiàn)象正確的是（ ）。

A.氣球脹大，紅墨水左移

B.氣球縮小，紅墨水右移

C.氣球脹大，紅墨水右移

D.氣球縮小，紅墨水左移

解析：根據(jù)題意過氧化氫與二氧化錳接觸后迅速放出氧氣，使瓶內(nèi)氣壓增大（大于外界氣壓），所以充氣氣球縮小，紅墨水左移。如果氣球在外，則被吹起脹大。

答案：D

上述題中裝置簡單，題中物質(zhì)的反應(yīng)也比較單一，近兩年來傾向于考查密閉體系中壓強(qiáng)變化和組合裝置相結(jié)合的問題。其實這類題就是在基礎(chǔ)實驗上進(jìn)行變化和綜合考查，考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識掌握的系統(tǒng)性和全面性，對學(xué)生思維的嚴(yán)密性和綜合分析解決問題的能力都有較高的要求。

盡管化學(xué)試題的考查方式在不停地變換，但所考查的基礎(chǔ)知識點不變，在解題的過程中只需掌握引起壓強(qiáng)增大、減小的具體因素，就能以不變應(yīng)萬變，輕松解決有關(guān)壓強(qiáng)變化的問題。

（作者單位：安徽省天長市實驗中學(xué)）