高中化學圖像題的解題策略

張焱林

(山東省鄒平縣第一中學2016級38班 256200)

一、解決反應速率以及平衡移動類型題目

例1 現有一已經達到化學反應平衡的反應X+YM+N(此可逆反應已經完成配平)，如果在t時刻增大壓強，可以得到正反應速率以及逆反應速率的變化圖像(如圖1所示)，那么下列哪個選項為正確的( ).

A.X,Y,N均為氣體，M不是氣體

B.X,Y為氣體，M,N當中有一種為氣體

C.M,N為氣體，X,Y當中有一種為氣體

D.M,N為氣體，X,Y均不是氣體

圖1

解題分析在解答這類問題的時候，首先應當仔細觀察圖像，嘗試著將其化為單一變量問題，也就是觀察只有一種條件發生變化的時候，化學反應速率以及平衡狀態的改變情況，從本題給出的圖像中可以看到，當只有壓強增大的時候，化學反應的正反應速率以及逆反應速率都是處于增長狀態.然后，壓強對于固態物質和液態物質發生化學反應速率改變程度是很小的，幾乎可以忽略不計，所以，可以推斷出在反應X+YM+N中，必然存在氣體物質.另外，由于在t時刻的時候壓強增大，化學反應平衡還是向左移動，結合勒夏特列原理，可以推斷出在反應X+YM+N中，必然是化學方程式左邊的氣態物質計量數小于右邊氣態物質計量數的，從而C選項正確.

化學反應速率以及化學平衡移動類型的題目是考試一大熱點，為了很好地解決這類題目，不僅僅要從壓強對于化學反應速率的影響考慮，更需要充分研究化學物質在發生反應時的狀態以，從而能夠比較全面地得出化學平衡的移動方向，準確判斷出化學反應速率的變化情況.在結合圖像分析化學反應速率以及平衡移動方向的時候，應當從定義出發，所謂化學反應速率指的是在單位時間內反應物濃度減少量或者是生成物濃度的增加量，也就是反應速率是直接通過反應中物質濃度進行體現的.壓強能夠進行速率改變也正是由于其進行體系體積的壓縮而達到改變濃度的原因，而部分題目中都是保證反應體系為恒壓環境，進而壓強和體積就會相互影響，其中一個變大，另一個就會減小.利用這個技巧，能夠加快解答反應速率或者化學系平和移動方向問題的速率.

二、解決酸堿中和滴定圖像類型題目

圖2

例2 現有20.00mL濃度為0.1000mol/L的稀鹽酸溶液和20.00mL的濃度為0.1000mol/L的CH3COOH溶液，在常溫環境下，使用濃度為0.1000mol/L的氫氧化鈉溶液進行兩種試劑的滴定，并且得到了兩條滴定曲線，如圖2、3所示，試著回答下列問題：

(1)根據A、C兩點進行判斷，圖2、圖3兩圖中哪個為滴定稀鹽酸溶液的曲線？

(2)圖中哪一點可以使得c(Na+)=c(CH3COO-)？

(3)試著進行E點離子濃度大小順序的排列？

圖3

解題分析在解答這類問題的時候，首先要判斷溶液的酸堿性，結合題目中所給出的初始溶液溶度以及溶液中發生的化學反應，判斷溶液為酸性還是堿性，然后再利用電荷守恒原理進行具體的pH判斷.本題中給出了溶液的初始濃度，從已經學習過的知識可以得知濃度為0.1000mol/L的鹽酸溶液pH=1,從而可以很迅速地得知圖2為鹽酸滴定曲線.為了使得溶液中的c(Na+)=c(CH3COO-)，就需要使得溶液中鈉離子與氫離子的濃度與c(CH3COO-)+c(OH+)相等，也就是溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度相同，推得pH=7.為了解決第三問，就需要從氫氧化鈉與稀鹽酸的化學方程式入手，在反應中，所需要的HCl與NaOH比例為1∶1，a點表示氫氧化鈉與鹽酸正好反應的時刻，此時氫氧化鈉溶液體系積20mL，而氫氧化鈉與醋酸的反應則會生成堿性的醋酸鈉，c(OH-)>c(H+),根據電荷守恒可以得到c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+).

三、解決化學離子共存圖像類型題目

圖4

解題分析在解答離子共存問題的時候，必須要掌握各種離子的化學性質以及其物理特性，比如哪些離子是帶有顏色的，或者是哪些離子不能夠共存，不能夠同時存在在同一份溶液中，依照離子的性質首先進行第一次排除，進而再根據圖像進行進一步的判斷，本題給出的溶液是無色無味的，由于銅離子和鐵離子都帶有顏色，所以可以排除.然后，由于在溶液中加入過氧化鈉粉末以后產生了無色無味的氣體，所以溶液中就不可能存在與過氧化鈉反應后產生帶有強烈刺激性氣味的氨氣的銨根離子.最后再從圖像入手，圖像中很明顯出現了沉淀產數量下降的一段，這也就說明溶液中存在鋁離子，使得沉淀氫氧化鋁分解，而沉淀并沒有全部分解，而是在b點達到的穩定狀態，所以一定存在氫氧化鎂沉淀.至于鉀離子，無法判斷溶液中是否存在.

對于要計算沉淀最大值的題(2),首先要分析b點的溶液反應狀態，由于在2號點產生了最大量的沉淀，也就說沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2的混合物，并且所有的鋁離子都是剛剛好全部轉化為Al(OH)3沉淀，為了求出c的最大量，就需要從Al(OH)3的量入手進行解題.首先，由于過氧化鈉與氫氧根的比例為1∶2，已知b=3mol，Mg(OH)2也就是需要消耗2mol的氫氧根，假設溶液中存在的鋁離子為Nmol,所需要的3mol的氫氧根，根據守恒定律，就可以計算出N=1mol，c的最大值應該為2mol.

參考文獻：

[1]謝清秀.例談高中化學圖像題的解題策略[J].理科考試研究,2017,24(17):54-56.