朱 津

(福建省晉江市子江中學(xué) 362200)

一、化學(xué)圖像題的地位和作用

化學(xué)圖像題是化學(xué)試題中非常特殊的一類考題，它有一個(gè)非常顯著的特點(diǎn)：通過簡明、直觀、形象的曲線等將所要考查的知識蘊(yùn)藏在圖像中，學(xué)生必須先要學(xué)會(huì)分析圖像，才能更好的解答此類題目.通過對《2017年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》、《化學(xué)反應(yīng)原理》以及近三年的全國I卷化學(xué)試題的分析、總結(jié)，不難發(fā)現(xiàn)圖像題在中學(xué)化學(xué)中的重要地位.

1.考試大綱高度重視

大綱中要求學(xué)生要有接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，要求學(xué)生通過閱讀圖形、圖表，從中獲取有關(guān)的知識，進(jìn)行加工、處理、整合，最終能正確地運(yùn)用化學(xué)術(shù)語及文字、圖表、模型、圖形等進(jìn)行表達(dá).

2.高中試題中高頻出現(xiàn)

圖像類題型在高考中出現(xiàn)的頻率很高，而且所占的分值也比較大，現(xiàn)將2016～2018年全國Ⅰ卷中出現(xiàn)的關(guān)于電池類、溶液中離子關(guān)系、速率和平衡圖像在高考中出現(xiàn)的題號和分值統(tǒng)計(jì)如下：

年份2016年2017年2018年題號11題、12題、27題11題、13題、27題13題、27題分值18分14分10分

表格中只統(tǒng)計(jì)了部分圖像題，其出現(xiàn)頻率之高和所占分值之大就足以看出該類試題在高考中的重要位置了.

3.教材中多次出現(xiàn)

教材中為了提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的思維，教材中各個(gè)專題均有出現(xiàn)不同形式的圖像題.在《化學(xué)反應(yīng)原理》專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化中，一共出現(xiàn)了13張圖表，內(nèi)容涉及化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化圖、原電池和電解池工作原理示意圖等；在專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡中，一共出現(xiàn)了15張圖表，內(nèi)容涉及活化能、v-t時(shí)間圖像、v-T時(shí)間圖像、不同溫度和壓強(qiáng)下，合成氨平衡體系中氨氣物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等；在專題3溶液中的離子反應(yīng)中，一共出現(xiàn)了4張圖表，內(nèi)容涉及弱電解質(zhì)電離過程中v-t圖像、滴定過程中的pH突變、通過調(diào)節(jié)pH來進(jìn)行除雜等.

二、巧解圖像題

針對教材和高考中出現(xiàn)頻率較高的幾種圖像題，現(xiàn)歸納出以下解題思路和技巧供大家討論.

1.電池類圖像題

該類題型常見于選擇題，題中隱含了很多重要的信息，這道題的解題關(guān)鍵點(diǎn)就是要迅速的從題中提取出有用的信息.以2018年全國Ⅰ卷的13題來說明一下.

例1 最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除.示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：

該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是( ).

C．石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的高

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性

(1)讀題：讀出題目中隱含信息、箭頭走向、溶液環(huán)境

首先，通過題目中隱含信息光伏電池可以判斷該電池為電解池，這是成功的第一步；由箭頭走向可以判斷出ZnO@石墨烯上的反應(yīng)物和產(chǎn)物分別是CO2和CO；考生對EDTA-Fe2+和 EDTA-Fe3+這兩種成分非常陌生，造成解題障礙，如果認(rèn)真讀題，就不難發(fā)現(xiàn)，石墨烯上的反應(yīng)物和產(chǎn)物分別是EDTA-Fe2+和 EDTA-Fe3+，最后利用EDTA-Fe3+來除去H2S.通過讀題很容易判斷出石墨烯電極為陽極，與電源的正極相連，因此石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯電極上的高，進(jìn)而判斷C是正確的.

(2)正確書寫電極反應(yīng)式

2.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像

(1)速率-時(shí)間圖像

此類圖象定性地揭示了v正、v逆隨時(shí)間(含條件改變對速率的影響)而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“等、動(dòng)、逆、定、變”的基本特征，以及化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律.

①可見反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而t2、t8時(shí)都改變了一種條件，試判斷改變的是什么條件：t2時(shí)____；t8時(shí)____.

②若t4時(shí)降壓，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請?jiān)趫D中畫出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系線.

解題思路由瞬間變化判斷可能改變的條件，再根據(jù)平衡移動(dòng)判斷v正、v逆.中學(xué)階段，一般只研究P、T、C、催化劑四個(gè)條件的改變而引起的速率變化.通過分析，t2時(shí)刻，改變條件后，v逆突然增大，但v正、v逆增大倍數(shù)不一樣，所以只能通過升高溫度或增加生成物濃度的方法.題中反應(yīng)物和生成物中系數(shù)和一樣，加壓和加入催化劑時(shí)，v正和v逆增大的倍數(shù)是相同的，會(huì)出現(xiàn)一條平行于橫坐標(biāo)軸的直線.

(2)平衡移動(dòng)圖像

同一個(gè)可逆反應(yīng)，在不同的反應(yīng)條件下達(dá)到平衡時(shí)，各組分的百分含量、體系的壓強(qiáng)、混合氣體的密度及平均相對分子質(zhì)量等，反映到圖像上，就是拐點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)會(huì)有差異，運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理可判斷不同條件下的各拐點(diǎn)對應(yīng)縱坐標(biāo)的變化.可按以下的方法進(jìn)行分析：

a.認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的物理量.

b.看清可逆反應(yīng)的正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱、氣體體積增大、減小還是不變，特別要注意物質(zhì)所處的狀態(tài)，對固體、純液體不能計(jì)入氣體系數(shù).

c.看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，看清曲線的變化趨勢，明確先拐先平衡，數(shù)值大.

d.控制變量，對圖象中有多個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)確定只變其中一個(gè)量，而其他的量保持不變

例3(2017新課標(biāo)Ⅱ卷27題，節(jié)選)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：

(1)圖(a)是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系圖，x____0.1(填“大于”或“小于”)，

(2)丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑)，出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等.圖(b)為丁烯產(chǎn)率與進(jìn)料氣中n(氫氣)/n(丁烷)的關(guān)系.圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是____.

(3)圖(c)為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物.丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是____、____；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是____.

解題思路(1)由圖(a)可知溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)由0.1MPa變成xMPa，平衡轉(zhuǎn)化率增大，故x小于0.1；(2)由題意可知，H2既是催化劑也是產(chǎn)物，隨著n(H2)/n(CH4)的增大，丁烯的產(chǎn)率從平衡以后下降(轉(zhuǎn)折點(diǎn)是平衡點(diǎn))；(3)590℃之前，溫度升高則反應(yīng)速率加快，而且反應(yīng)①是一個(gè)吸熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高，平衡正向移動(dòng)，生成更多的丁烯，590℃之后，丁烯會(huì)裂解生成的短碳鏈烴類，導(dǎo)致產(chǎn)率迅速降低(通過對題目中隱含信息的分析，即可得出結(jié)論).

有關(guān)圖、表、數(shù)據(jù)的分析、推理、判斷是新課程改革后高考的重要考查題型，它的考查方式雖然很多，題目千變?nèi)f化，但萬變不離其宗，只要學(xué)會(huì)了分析、推理、判斷的基本方法和基本技能，堅(jiān)持做好四個(gè)基本步驟：讀題干、看圖像、多思考、細(xì)分析，就一定能夠很好的攻克這類題型.