淺談初中化學試題中的壓強變化問題

崇雯

隨著新課程標準的實施，初中化學試題越來越活，命題時更多注重學科間的橫向聯系和綜合運用。其中化學實驗中的壓強變化是化學與物理學科知識的交叉點，可以考查學生綜合運用知識的能力，對學生的能力要求較高。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。在此類題型的教學中要引導學生分析化學實驗中與氣壓變化有關的實驗現象，找出導致壓強變化的實質，在此基礎上，應用所學化學知識解答相關問題。由此促進學生將物理上的相關知識遷移到化學問題中，初步培養學生解釋或解決有關問題的能力。為此，本文就近幾年初中化學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

導致氣壓減小的原因主要是由降溫和消耗了氣體所致。

當物質變化吸熱時，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后，U形管中原來水平的紅墨水液面出現了水位差則該物質是（ ）。

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象判斷添加物質的考題。從U形管中液面出現左高右低的現象，我們可以判斷出加入物質后瓶內的氣壓變小了，從選項中四種物質溶于水的溫度情況來看，只有硝酸銨溶于水時吸收熱量，能造成瓶內空氣降溫，壓強變小；而A、B選項中的兩種物質，放入水中都會放出熱量，產生的現象與圖示相反，應為左低右高；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.氣體被反應吸收：紅磷與氧氣的反應，金屬鐵生銹消耗氧氣，二氧化碳與堿溶液的反應等。

教材中“空氣中氧氣含量的測定”也涉及大氣壓強變化這一知識點。實驗利用足量紅磷在集氣瓶中充分燃燒，耗盡氧氣后，集氣瓶中的氣壓減小；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，應如何改進實驗？

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生壓強差；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，使集氣瓶內外產生壓強差，應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。實驗成功的關鍵是：裝置的氣密性好，不漏氣；所選用的物質能與氧氣反應，且生成物為固體或是能被某溶液吸收的氣體，使裝置內外產生壓強差，從而測出氧氣在空氣中的體積含量。

二、氣壓增大類

導致氣壓增大的原因大致也有兩種情形：

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

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，碳酸鹽和稀鹽酸或稀硫酸反應等因放出氣體導致氣壓增大。

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：根據題意過氧化氫與二氧化錳接觸后迅速放出氧氣，使瓶內氣壓增大（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，題中物質的反應也比較單一，近兩年來傾向于考查密閉體系中壓強變化和組合裝置相結合的問題。其實這類題就是在基礎實驗上進行變化和綜合考查，考查學生對基礎知識掌握的系統性和全面性，對學生思維的嚴密性和綜合分析解決問題的能力都有較高的要求。

盡管化學試題的考查方式在不停地變換，但所考查的基礎知識點不變，在解題的過程中只需掌握引起壓強增大、減小的具體因素，就能以不變應萬變，輕松解決有關壓強變化的問題。

（作者單位：安徽省天長市實驗中學）