高中化學反應圖像問題的分析

毛 健

(安徽省潁上第一中學 236200)

高中化學圖像類問題涉及知識點多，對學生讀圖以及遷移知識的能力要求較高.教學中為幫助學生更好的突破不同化學反應圖像問題，增強其解題的自信，應結合具體教學內容做好相關例題的篩選與講解，使其更好的把握相關細節，在解題中少走彎路，實現解題能力的進一步提高.

1 反應物質的定性分析

化學反應物質的定性分析相對來說難度不大，只要大致掌握化學反應的過程不難得出正確的分析結論.但是部分習題的反應過程掌握需要從圖像進行突破.解題時應認真讀圖，結合圖像的上升、下降趨勢以及拐點，準確判斷生成物的生成過程以及生成物類型，掌握相關物質的反應的順序，思考何時生成沉淀、沉淀是增加還是減少、沉淀增加和減少的原因是什么等.

例1將Ba(OH)2溶液逐滴加入到含有1mol MgSO4和4mol HCl的混合溶液中，產生的沉淀質量m和加入的物質的量n之間的關系如圖1所示，則( ).

圖1

A.a→b產生的沉淀為Mg(OH)2和BaSO4

B.b→c發生的離子反應為

C.c→d時離子物質的量Ba2+可能大于Cl-

D.d→e時Ba2+的物質的量一定大于OH-

分析由題意可知a→b的反應

沉淀只有BaSO4；b→c，沉淀量未發生變化，發生的離子反應為

c→d沉淀量繼續增加，發生的反應為

d點時的溶質為BaCl2，此時Ba2+的物質的量小于Cl-；d→e時的溶質為Ba(OH)2、BaCl2，因此，Ba2+的物質的量不一定大于OH-.綜上可知只有B項正確.

2 反應物質的定量判斷

對反應物質進行定量判斷應用的知識較多，如各種守恒關系、化學方程式等，對學生分析問題以及計算能力具有一定要求.針對部分圖像類的習題，難度較大，需要綜合考慮的內容較多，不僅需要搞清楚坐標軸表示的含義，還需要明白各個階段發生反應的化學方程式，反應后的產物等，必要情況下還需要配平化學方程式，而后根據給出的參數進行相關的計算.

例2將鐵粉逐漸加入到200 mL 2 mol/L的HNO3溶液中直至過量，假設僅生成一種氣體.整個過程中n(Fe2+)和n(Fe)變化關系如圖2所示，則( ).

圖2

A.當0

B.向c點反應溶液中加入鹽酸無明顯現象

C.當加入的鐵粉的物質的量在0.1mol～0.15mol時，溶液中n(Fe3+)=(0.3-2n)mol

D.圖中a=0.15，b=0.15

n(HNO3)=0.4mol，則消耗n(Fe)=0.1mol，即b=0.1mol，生成的n(Fe3+)=0.1mol，反應剩余Fe的物質的量為(n-0.1)mol，其會和Fe3+發生反應，容易求得生成的n(Fe3+)=(2n-0.2)mol，則溶液中剩余n(Fe3+)=0.1mol-(2n-0.2)mol=(0.3-2n)mol，選擇C項.

3 化學反應方向的分析

可逆反應是高中化學的重要反應，與化學平衡知識有著密切的聯系.結合可逆反應平衡圖像，對可逆反應相關參數進行分析是高考的熱門考點.分析可逆反應圖像時需具體問題具體分析，根據不同條件下圖像的變化規律，明確反應吸放熱以及反應前后分子量變化情況.而后觀察圖像中圖線的變化規律，思考影響其走向的原因，最后結合所學的列下特列原理對相關參數的變化進行判斷.

例3使用CO可以合成甲醇(CH3OH)的化學方程式為

按照相同的物質的量進行投料，在不同的溫度條件下CO轉化率和壓強的關系如圖3所示，則( ).

圖3

A.溫度T1>T2>T3

B.正反應速率v(a)>v(c)，v(b)>v(d)

C.平衡常數K(a)>K(c)，K(b)=K(d)

D.平均摩爾質量M(a)M(d)

分析解答該題的關鍵在于正確判斷平衡移動方向.因反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CO的轉化率降低，溫度越高對應的圖線越在下面，結合圖像可知T1v(d)；溫度不變平衡常數不變，溫度升高平衡逆向移動，平衡常數減小，則K(a)>K(c)，K(b)=K(d)；溫度升高平衡逆向移動，平均摩爾質量變小，增大壓強平衡正向移動，平均摩爾質量增大，因此，M(a)>M(c)，M(b)>M(d)，綜上只有C項正確.

4 離子濃度大小的分析

比較溶液中離子濃度大小是高中化學的重點難點知識.解答該類問題應用的知識點較多主要有離子反應、水的電離、弱電解質的水解等.部分習題與圖象結合起來進行設問，較為抽象，難度較大，需要認真審題，結合所學的化學知識，充分挖掘圖像中的隱含信息，搞清楚各段圖線對應的化學反應以及溶液中的溶質.同時，注重靈活應用電荷守恒，物料守恒等進行分析.

例4 室溫下，使用0.1mol/L的NaOH溶液對100mL 0.1mol/L的NH4HSO4溶液進行滴定操作，測得溶液中PH和加入NaOH溶液體積的關系如圖4所示，以下說法錯誤的是( ).

圖4

A.cd段對應的離子方程式為：

B.b點溶液中離子濃度的大小關系為：

C.a、b、c、d4點中，b點溶液中水的電離程度最大

D.a點溶液中離子濃度關系為：

分析加入NaOH溶液的不同溶液中溶質的構成不同，對應的離子濃度也會發生變化，因此，解題時應結合圖中pH大小以及加入NaOH溶液的體積，判斷溶液中的溶質種類，并靈活應用電荷守恒知識進行分析.A項，當加入NaOH溶液為100mL時溶液中的溶質為Na2SO4和(NH4)2SO4，繼續加入NaOH溶液，則發生的離子方程式為

正確；B項，b點pH為7，氫氧根和氫離子濃度相等.由電荷守恒得到：

因為NaOH溶液過量，因此

對應離子濃度的大小關系為

正確.綜上選擇C項.

高中化學相關習題會涉及各種各樣的圖像，考查學生遷移所學知識以及分析問題的靈活性.部分圖像類的習題較為抽象，具有一定的技巧性.教學中為提高學生解答反應圖像習題的能力，應做好合理的教學安排，明確每節課教學目標的任務，做好理論講解以及相關習題的解題示范，鼓勵學生做好聽課總結，把握不同習題類型的分析思路.同時，鼓勵學生相互交流學習心得，積極向他人學習，不斷提升自己.