江蘇省新沂市第一中學(xué) 李增坤
圖像作為高中化學(xué)知識中直觀的一種體現(xiàn)方式,既是歷年高中化學(xué)知識的重點(diǎn)、熱點(diǎn),又是對高中學(xué)生掌握化學(xué)知識學(xué)習(xí)程度的考查方式。由于高中化學(xué)圖像中包含眾多的隱含消息,因此,教師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解題時(shí)充分運(yùn)用解題思維具有重要作用。扎實(shí)的高中化學(xué)知識以及充分利用簡單正確的方式解題在高中化學(xué)課堂教學(xué)中占據(jù)重要地位。圖像作為高中化學(xué)中的重要部分其主要是對學(xué)生利用數(shù)學(xué)坐標(biāo)知識將抽象化學(xué)理論轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力進(jìn)行考查,進(jìn)而發(fā)散學(xué)生思維。本文以蘇教版高中化學(xué)教材為例,對高中化學(xué)圖像題解題思維的運(yùn)用和技巧進(jìn)行分析,以期為提高課堂教學(xué)效率提供參考。
高中化學(xué)中的反應(yīng)速率因素以及平衡移動(dòng)的相關(guān)化學(xué)知識中,不但需要對影響高中化學(xué)反應(yīng)速率的壓強(qiáng)予以了解,而且需要在此基礎(chǔ)上對物質(zhì)狀態(tài)以及化學(xué)平衡移動(dòng)予以討論。例如:教師在教學(xué)平衡可逆反應(yīng)時(shí),可以反應(yīng)X+Y與M+N,增大壓強(qiáng)時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率變化如圖1所示,則 X、Y、M、N四種物質(zhì)聚集狀態(tài)是以下那種?(A)
A.M、N 同為氣體,X、Y 內(nèi)一種為氣體
B.X、Y、N均為氣體,M為非氣體
C.N、M內(nèi)存在氣體、X、Y均為非氣體
D.X、Y 均屬于氣體,N、M 內(nèi)存在氣體
解答:高中化學(xué)本題中對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、化學(xué)平衡和移動(dòng)相關(guān)知識進(jìn)行了考查,可以發(fā)現(xiàn)影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是壓強(qiáng)。其主要表現(xiàn)在不斷增大的壓強(qiáng)顯示V1、V2均在同一時(shí)間發(fā)生了偏離,當(dāng)二者顯著增大時(shí),表明反應(yīng)物以及生成物均存在氣態(tài)物質(zhì),但不能證明二者的存在形式是氣態(tài)。平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí)需要考慮在生成物中的氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的和一定比反應(yīng)物中的大,參照上述條件可以得出選項(xiàng) A是正確答案。
按照課標(biāo)的要求,高中化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中需要求化學(xué)反應(yīng)速率因素區(qū)分內(nèi)外,即可分為內(nèi)外因,其中內(nèi)因主要是指物質(zhì)本身存在的不同性質(zhì)以及結(jié)構(gòu)差異,外因才是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,根據(jù)外因考慮反應(yīng)物濃度、體系溫度和壓強(qiáng)。上述題目便是對反應(yīng)物的壓強(qiáng)進(jìn)行討論。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知,化學(xué)反應(yīng)速率指的是單位時(shí)間內(nèi)減少的反應(yīng)物濃度或者增加的生成物濃度,因此濃度發(fā)生改變的情況下直接對化學(xué)反應(yīng)速率造成影響,用壓強(qiáng)原理進(jìn)行解釋,表達(dá)為壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的直接影響需要通過反應(yīng)體系體積變化呈現(xiàn)。
對于高中化學(xué)離子共存推斷題圖像題解題思維的運(yùn)用,例:一種無色透明溶液中可能存在 Al3+、K+、Fe3+、NH4+、Cu2+和Mg2+等離子中的一種或幾種,現(xiàn)在將Na2O2粉末加入到溶液內(nèi),會放出無色無味的氣體,并出現(xiàn)白色沉淀,而加入的Na2O2量與生成沉淀量間的關(guān)系如圖2,試推斷原溶液中一定存在()離子,可能存在()離子,一定不存在()離子。
解答:分析本題可以發(fā)現(xiàn),本題屬于高中化學(xué)離子共存的推斷題,可以采用相應(yīng)圖像進(jìn)行推斷、計(jì)算,而溶液中含有離子種類情況的推算和計(jì)算需要考慮以下幾方面的因素。其一,根據(jù)本題題意中提到的無色透明溶液可以將Fe3+、Cu2+從題目中排出;其二,Na2O2粉末加入到溶液內(nèi)會放出無色無味的氣體,由此推斷溶液中的離子只有O2沒有NH3,由此,可以將NH4+從題目中排除;其三,針對本題的圖像進(jìn)行分析,橫坐標(biāo)代表Na2O2的物質(zhì)的量,其于NaOH直接加入溶液中存在表現(xiàn)差異。上述題目主要是對學(xué)生了解物質(zhì)性質(zhì)的程度進(jìn)行考查,無疑在一定程度上加大了本題的計(jì)算量。分析圖像中的曲線以及點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn),從點(diǎn)1開始存在一定的沉淀,伴隨過氧化鈉的增加,沉淀物也在增加,由此可以推斷溶液中存在沉淀離子;分析點(diǎn)2以及曲線可以發(fā)現(xiàn),沉淀物質(zhì)的量在點(diǎn)2處達(dá)到最大,隨后出現(xiàn)下降,可見溶液中存在Al3+離子,沉淀Al(OH)3受強(qiáng)堿條件影響促使溶解現(xiàn)象發(fā)生,因此點(diǎn)2之后的沉淀物出現(xiàn)減少;點(diǎn)3處沉淀量維持平衡,再次加入過氧化鈉后沉淀物量仍然保持不變,由此可以看出 Mg(OH)2是沉淀物。
利用高中化學(xué)圖像進(jìn)行解題的時(shí)候,首先需要對題目的題型進(jìn)行分析,進(jìn)而分析題目中的重點(diǎn)以及隱含條件,此外還需要熟悉掌握高中化學(xué)課程中關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)以及反應(yīng)規(guī)律的知識;其后針對圖像特點(diǎn)進(jìn)行分析,以便能夠充分運(yùn)用化學(xué)截圖思維以及技巧提高高中學(xué)生的解題能力。
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