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摘要:图像题是考察学生能力的一个很好的载体,他将数据处理和化学问题融为一体,信息量大,信息加工涉及诸如信息的寻找选择整理重组和应用等几个方面,易于考查学生的观察能力、类比能力和推理能力,因此普遍学生反映困难较大,本文就对此类题的解题技巧进行分析。
关键词: 坐标图 图像 高考
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 C【文章编号】1671-8437(2010)01-0094-01
解此类题关键在于两点:一是熟练掌握题中所考察的知识点,二是掌握看图的技巧。看图主要分三步:一看面,知道横纵坐标所代表的物理含义,并养成良好的分析图像问题的习惯;二看点,起点、拐点、交点和终点,注意量变引起的质变;三看线,即点与点之间的变化趋势,紧密联系化学方程式的特点及题干中给出的条件。其中第二步中特殊点往往代表一个质的变化,是我们解图像题的一个突破口,这一点很容易被广大考生忽略。下面我们逐一分析:
一 明确坐标图像的横、纵坐标所表示的意义,养成良好的解题习惯
在多年的教学过程中,我发现有些学生在分析坐标图像题时常忽略了图像中横纵坐标所表示的意义,导致做错题或思维受阻。
例: 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
反应Ⅰ:2A(g)+B(g) 2C(g) 反应Ⅱ:2A(g) C(g)
反应Ⅲ:3A(g)+B(g) 2C(g) 反应Ⅳ:A(g)+B(g) 2C(g)
根据以上规律判断,下列结论正确的是
A.反应Ⅰ:ΔH>0,P2>P1
B.反应Ⅱ:ΔH<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:ΔH>0,T2>T1;或ΔH<0,T1>T2
D.反应Ⅳ:ΔH<0,T2>T1
解析:在该题中正确的答案应选BC,但有部分学生漏选了C答案。他们认为在反应III的图像中,T2曲线的斜率比T1的大,说明在T2的温度下反应速率比在T1温度下大,所以T2一定大于T1(根据温度越高,反应速率越大)。这些学生犯错误的原因是受了平常一些习题的影响,错误迁移知识,认为斜率就一定代表速率。其实,该图像的横坐标表示加入B的物质的量,纵坐标表示C物质在平衡时的体积分数。这两条曲线上任意一点表示在加入一定量的B时,反应达到平衡的平衡点。图中的曲线表示的是在某一温度下随着B加入的物质的量不同(其他条件不变),反应达到平衡时C在平衡体系中的体积分数的变化情况,其斜率并不代表反应速率的大小。
答案:BC
纠错反馈:先明确图像的横、纵坐标所表示的意义,再进一步深入分析,形成良好的思维习惯。否则,容易的题目也会变成难题。
二 抓特殊点( 起点、交点、拐点、终点),注意量变引起的质变
例:往100mlNaOH溶液中通入CO2充分反应后,在减压和较低温度下,将溶液蒸干,得白色固体。通入CO2的体积V(ml)(标准状况)与所得固体M的质量m(g)的关系如下图所示:
(1)A点 时,固体M的化学式是_______,通入CO2的体积是_______;(2)C点时,固体M的化学式是_________,通入CO2的体积是_______;(3)B点时,固体M的化学式是_________,通入CO2的体积是_______;(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为________。
解析:这是一个坐标图像信息题,按坐标图像题的解题方法,首先看面,明确横纵坐标的含义:纵坐标是固体的质量,横坐标是通入CO2的体积;其次看图像中的特殊点:起点、 交點、拐点和终点,本图的起点是0点,拐点是A点,终点是C点;最后看点与点间的变化趋势,本图均是逐渐增大。此图中的起点,也就是通入CO2的体积为零的点,就是本题的突破口,当通入的CO2为零时,必然是原本的100mlNaOH溶液,蒸干后固体质量是4g,说明溶质NaOH为4g,所以CNaOH=1mol/L
根据反应原理:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
0.05 0.10.05
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
0.05 0.050.1
和反应中的Na元素守恒知:当NaOH全部转化为Na2CO3时,其物质的量是0.05mol,质量为5.3g,通入的CO2的物质的量是0.05mol,体积为1120ml;当NaOH全部转化为NaHCO3时,其物质的量是0.1mol,质量是8.4g, 通入的CO2的物质的量是0.1mol,体积为2240ml.所以图像中的A点的固体是Na2CO3, 通入的CO2体积为1120ml;C点的固体是NaHCO3, 通入的CO2体积为2240ml,B点介于A、C之间,固体是Na2CO3和NaHCO3的混合物,计算CO2体积时,设Na2CO3的物质的量为x, NaHCO3的物质的量为y,
据Na元素守恒有2x+y=0.1,
据质量关系有106x+84y=7.16, 解方程得x=0.02, y=0.06
所以nCO2=0.08mol VCO2=0.08×22.4×1000=1792(ml)
答案:(1)Na2CO3,1120(2)NaHCO3,2240
(3)Na2CO3和Na2CO3,1792 (4)1mol/L
纠错反馈:解此题时,由于学生没有养成良好的分析图像问题的习惯,大部分学生忽略了图像中 “4.0”对应的起点,没能深究它所代表的含义,以致无法解题。
三 看线,即点与点之间的变化趋势,紧密联系化学方程式及题干中给出的条件
例:已知硝酸参加氧化还原反应时,还原产物可能是NO2 NO,N2O,N2和NH4+中的一种或几种。某同学将一定量的Fe3O4和Al粉组成的铝热剂投入一定量的很稀的硝酸中充分反应,反应过程中无气体放出,在反应结束后的溶液中,逐滴加入某浓度的NaOH溶液,产生的沉淀的物质的量(mol)与所加NaOH的体积(ml)的关系如上图所示:
请回答下列问题:
(1)铝热剂投入硝酸中充分反应后,Fe元素的化合价是______;
(2)所加NaOH溶液的物质的量浓度为_____;
(3)设铝热剂中Fe3O4和Al的物质的量之比为_____;
(4)充分反应后,硝酸的还原产物是上述中的_____,其物质的量是_____。
解析:据题意,反应中无气体放出,所以硝酸的还愿产物是NH4+,且溶液中的离子肯定有Al3+,NH4+NO3-,Fe3+或者还有Fe2+。分析图像:一看面,纵坐标表示沉淀的物质的量,横坐标表示加入NaOH的体积;二看点,起点O,转折点A、B、C、D;三看变化趋势,得知OA段加入NaOH,沉淀的量一直为零,说明这些NaOH用于中和反应,间接说明原溶液中硝酸过量,所以Fe的存在形式一定为Fe3+.AB段沉淀的量逐渐增加,到B点达到最大值,物质的量为0.024mol,说明此时铁和铝恰好全部转化为 Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,BC段加入NaOH沉淀的量不变说明NaOH用于其他离子的反应,此离子肯定是NH4+,CD段沉淀逐渐减少,说明Al(OH)3在溶解,到D点以后不在发生改变,说明Al(OH)3溶解完全,剩余的是Fe(OH)3,物质的量是 0.018mol, nAl(OH)3=0.006mol,由Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O知,溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量为0.006mol,体积由图知为2ml,所以CNaOH=3mol/L. nFe(OH)3=0.018mol,由铁元素守恒知nFe3O4=0.006mol,nAl(OH)3=0.006mol,由铝元素守恒知nAl=0.006mol,所以Fe3O4和Al的物质的量之比为1:1;BC段加入NaOH1ml后沉淀的量没变,说明这1ml的NaOH与NH4+反应,由NH4++OH-=NH3.H2O知nNH4+=nOH-=0.003mol
答案:⑴+3 ⑵3 mol/L ⑶1:1 ⑷NH4+ 0.003mol
纠错反馈:在分析图像时,要联系化学方程式,联系题设条件。虽然看起来这是一个简单问题,但形成良好的思维习惯不容易。
关键词: 坐标图 图像 高考
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 C【文章编号】1671-8437(2010)01-0094-01
解此类题关键在于两点:一是熟练掌握题中所考察的知识点,二是掌握看图的技巧。看图主要分三步:一看面,知道横纵坐标所代表的物理含义,并养成良好的分析图像问题的习惯;二看点,起点、拐点、交点和终点,注意量变引起的质变;三看线,即点与点之间的变化趋势,紧密联系化学方程式的特点及题干中给出的条件。其中第二步中特殊点往往代表一个质的变化,是我们解图像题的一个突破口,这一点很容易被广大考生忽略。下面我们逐一分析:
一 明确坐标图像的横、纵坐标所表示的意义,养成良好的解题习惯
在多年的教学过程中,我发现有些学生在分析坐标图像题时常忽略了图像中横纵坐标所表示的意义,导致做错题或思维受阻。
例: 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
反应Ⅰ:2A(g)+B(g) 2C(g) 反应Ⅱ:2A(g) C(g)
反应Ⅲ:3A(g)+B(g) 2C(g) 反应Ⅳ:A(g)+B(g) 2C(g)
根据以上规律判断,下列结论正确的是
A.反应Ⅰ:ΔH>0,P2>P1
B.反应Ⅱ:ΔH<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:ΔH>0,T2>T1;或ΔH<0,T1>T2
D.反应Ⅳ:ΔH<0,T2>T1
解析:在该题中正确的答案应选BC,但有部分学生漏选了C答案。他们认为在反应III的图像中,T2曲线的斜率比T1的大,说明在T2的温度下反应速率比在T1温度下大,所以T2一定大于T1(根据温度越高,反应速率越大)。这些学生犯错误的原因是受了平常一些习题的影响,错误迁移知识,认为斜率就一定代表速率。其实,该图像的横坐标表示加入B的物质的量,纵坐标表示C物质在平衡时的体积分数。这两条曲线上任意一点表示在加入一定量的B时,反应达到平衡的平衡点。图中的曲线表示的是在某一温度下随着B加入的物质的量不同(其他条件不变),反应达到平衡时C在平衡体系中的体积分数的变化情况,其斜率并不代表反应速率的大小。
答案:BC
纠错反馈:先明确图像的横、纵坐标所表示的意义,再进一步深入分析,形成良好的思维习惯。否则,容易的题目也会变成难题。
二 抓特殊点( 起点、交点、拐点、终点),注意量变引起的质变
例:往100mlNaOH溶液中通入CO2充分反应后,在减压和较低温度下,将溶液蒸干,得白色固体。通入CO2的体积V(ml)(标准状况)与所得固体M的质量m(g)的关系如下图所示:
(1)A点 时,固体M的化学式是_______,通入CO2的体积是_______;(2)C点时,固体M的化学式是_________,通入CO2的体积是_______;(3)B点时,固体M的化学式是_________,通入CO2的体积是_______;(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为________。
解析:这是一个坐标图像信息题,按坐标图像题的解题方法,首先看面,明确横纵坐标的含义:纵坐标是固体的质量,横坐标是通入CO2的体积;其次看图像中的特殊点:起点、 交點、拐点和终点,本图的起点是0点,拐点是A点,终点是C点;最后看点与点间的变化趋势,本图均是逐渐增大。此图中的起点,也就是通入CO2的体积为零的点,就是本题的突破口,当通入的CO2为零时,必然是原本的100mlNaOH溶液,蒸干后固体质量是4g,说明溶质NaOH为4g,所以CNaOH=1mol/L
根据反应原理:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
0.05 0.10.05
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
0.05 0.050.1
和反应中的Na元素守恒知:当NaOH全部转化为Na2CO3时,其物质的量是0.05mol,质量为5.3g,通入的CO2的物质的量是0.05mol,体积为1120ml;当NaOH全部转化为NaHCO3时,其物质的量是0.1mol,质量是8.4g, 通入的CO2的物质的量是0.1mol,体积为2240ml.所以图像中的A点的固体是Na2CO3, 通入的CO2体积为1120ml;C点的固体是NaHCO3, 通入的CO2体积为2240ml,B点介于A、C之间,固体是Na2CO3和NaHCO3的混合物,计算CO2体积时,设Na2CO3的物质的量为x, NaHCO3的物质的量为y,
据Na元素守恒有2x+y=0.1,
据质量关系有106x+84y=7.16, 解方程得x=0.02, y=0.06
所以nCO2=0.08mol VCO2=0.08×22.4×1000=1792(ml)
答案:(1)Na2CO3,1120(2)NaHCO3,2240
(3)Na2CO3和Na2CO3,1792 (4)1mol/L
纠错反馈:解此题时,由于学生没有养成良好的分析图像问题的习惯,大部分学生忽略了图像中 “4.0”对应的起点,没能深究它所代表的含义,以致无法解题。
三 看线,即点与点之间的变化趋势,紧密联系化学方程式及题干中给出的条件
例:已知硝酸参加氧化还原反应时,还原产物可能是NO2 NO,N2O,N2和NH4+中的一种或几种。某同学将一定量的Fe3O4和Al粉组成的铝热剂投入一定量的很稀的硝酸中充分反应,反应过程中无气体放出,在反应结束后的溶液中,逐滴加入某浓度的NaOH溶液,产生的沉淀的物质的量(mol)与所加NaOH的体积(ml)的关系如上图所示:
请回答下列问题:
(1)铝热剂投入硝酸中充分反应后,Fe元素的化合价是______;
(2)所加NaOH溶液的物质的量浓度为_____;
(3)设铝热剂中Fe3O4和Al的物质的量之比为_____;
(4)充分反应后,硝酸的还原产物是上述中的_____,其物质的量是_____。
解析:据题意,反应中无气体放出,所以硝酸的还愿产物是NH4+,且溶液中的离子肯定有Al3+,NH4+NO3-,Fe3+或者还有Fe2+。分析图像:一看面,纵坐标表示沉淀的物质的量,横坐标表示加入NaOH的体积;二看点,起点O,转折点A、B、C、D;三看变化趋势,得知OA段加入NaOH,沉淀的量一直为零,说明这些NaOH用于中和反应,间接说明原溶液中硝酸过量,所以Fe的存在形式一定为Fe3+.AB段沉淀的量逐渐增加,到B点达到最大值,物质的量为0.024mol,说明此时铁和铝恰好全部转化为 Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,BC段加入NaOH沉淀的量不变说明NaOH用于其他离子的反应,此离子肯定是NH4+,CD段沉淀逐渐减少,说明Al(OH)3在溶解,到D点以后不在发生改变,说明Al(OH)3溶解完全,剩余的是Fe(OH)3,物质的量是 0.018mol, nAl(OH)3=0.006mol,由Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O知,溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量为0.006mol,体积由图知为2ml,所以CNaOH=3mol/L. nFe(OH)3=0.018mol,由铁元素守恒知nFe3O4=0.006mol,nAl(OH)3=0.006mol,由铝元素守恒知nAl=0.006mol,所以Fe3O4和Al的物质的量之比为1:1;BC段加入NaOH1ml后沉淀的量没变,说明这1ml的NaOH与NH4+反应,由NH4++OH-=NH3.H2O知nNH4+=nOH-=0.003mol
答案:⑴+3 ⑵3 mol/L ⑶1:1 ⑷NH4+ 0.003mol
纠错反馈:在分析图像时,要联系化学方程式,联系题设条件。虽然看起来这是一个简单问题,但形成良好的思维习惯不容易。