楊 勇

(貴州省安順市關(guān)嶺民族高級(jí)中學(xué)，貴州 安順 561300)

2020年全國(guó)Ⅰ卷選修3-3題目整體設(shè)計(jì)平穩(wěn)，很多考生和教師的評(píng)價(jià)都較好.計(jì)算題部分設(shè)計(jì)很好，題目文字較少、簡(jiǎn)潔，讓學(xué)生閱讀一遍即可理解題意.題目是從混合氣體的方式來考察學(xué)生對(duì)理想氣體問題的處理方法，主要考察主干知識(shí)，多層次考察學(xué)生對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的理解和應(yīng)用.

1 原題

(1) 兩罐中氣體的壓強(qiáng);

(2) 甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比．

2 試題解析

(1) 試題特點(diǎn).繼2019年全國(guó)Ⅰ卷,2020年全國(guó)Ⅰ卷同樣考察的是理想氣體的變質(zhì)量問題.2019年全國(guó)Ⅰ卷考察的是充氣問題,而2020年考察的是兩部分氣體的混合.相對(duì)來講2020年在題述上較為簡(jiǎn)潔,但是在一定程度上都能體現(xiàn)出變質(zhì)量問題的應(yīng)用.相對(duì)2019來說,除了計(jì)算相應(yīng)的壓強(qiáng)意外,增加了對(duì)混合氣體的質(zhì)量問題的分析．所以在很大程度上對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)具有重要的作用．本題主要考察學(xué)生對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,涉及到同種氣體的混合問題,不同壓強(qiáng)下同體積的質(zhì)量之比問題．本題是通過學(xué)習(xí)理想氣體狀態(tài)方程,把變質(zhì)量的問題變成一定質(zhì)量的問題進(jìn)行處理,在考察學(xué)生的思維能力上具有一定的層次性,所以題目的設(shè)計(jì)上很好地體現(xiàn)了高考人才的選拔功能,考察學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解、應(yīng)用、知識(shí)的遷移等各方面的能力．

(2) 試題分析.本題涉及到的知識(shí)點(diǎn)都是學(xué)生在備考復(fù)習(xí)及真題研究中常遇到的模型.解決本題的前提是學(xué)生要學(xué)會(huì)把變質(zhì)量問題變成一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方法問題.在教材上主要介紹的是恒定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程,所以本題對(duì)學(xué)生的能力要求較大．

(3) 解法探析.

解法1:由于甲、乙儲(chǔ)氣罐的體積和壓強(qiáng)都不一樣,所以不能直接把兩個(gè)儲(chǔ)存罐看成一個(gè)整體,但是把兩氣體混合在一起,總質(zhì)量還是和原來的質(zhì)量相等,所以充分利用質(zhì)量相等的關(guān)系入手處理本題.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,一定質(zhì)量的理想氣體在兩個(gè)平衡態(tài)之間滿足的關(guān)系式為

從上式來看,當(dāng)把壓強(qiáng)、體積、溫度變成標(biāo)況下同樣也成立,而在標(biāo)準(zhǔn)狀況下壓強(qiáng)為p0=1.013×105Pa,溫度T0=273.15 K．在標(biāo)況下任意1 mol的氣體的體積為V0=22.4×10-3m3/mol,所以nmol的任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為nV0,則nmol的某理想氣體狀態(tài)方程可以寫成

(1)

由于質(zhì)量不變,則有m1+m2=m，所以

解法3:根據(jù)根據(jù)道爾頓分壓定律:如果有n種理想氣體,分開時(shí)的狀態(tài)分別為(p1、V1、T1),(p2、V2、T2),…(pn、Vn、Tn),將他們混合起來后的狀態(tài)為p、V、T,那么有

3 教學(xué)啟示

通過本題的題述及解題方法來看,題述看似簡(jiǎn)單,但是思想并不單一,可以從不同角度去考察學(xué)生對(duì)理想氣體狀態(tài)方程的理解及應(yīng)用,從變質(zhì)量到恒質(zhì)量的轉(zhuǎn)變,在培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和發(fā)散思維上具有重要的意義,所以在以后的教學(xué)以及備考中應(yīng)該做到以下幾點(diǎn).

(1) 回歸教材,狠抓基礎(chǔ).因?yàn)樵诮滩闹兄饕v述的是3個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用,要讓學(xué)生能夠理解理想氣體狀態(tài)方程的適用條件．重視過程的分析,特別是在處理理想氣體有關(guān)問題時(shí)壓強(qiáng)的分析和計(jì)算,同時(shí)處理解決相應(yīng)的一定質(zhì)量問題以外,要適當(dāng)?shù)丶哟髮W(xué)生對(duì)變質(zhì)量問題的理解及應(yīng)用.只有學(xué)生的基本能力扎實(shí)了,當(dāng)遇到具有一定難度的問題時(shí)學(xué)生才能轉(zhuǎn)變思維．

(2) 靈活應(yīng)用,思維提升.變質(zhì)量問題對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來說具有一定的難度,但是處理變質(zhì)量問題還是源于一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程.當(dāng)遇到多個(gè)系統(tǒng)混合為一個(gè)整體時(shí),很多學(xué)生就無從下手.這主要是沒有把理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用化為自己內(nèi)在的能力．當(dāng)遇到變質(zhì)量問題,應(yīng)該想到怎樣把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化,把變質(zhì)量化為恒定質(zhì)量來處理,使問題簡(jiǎn)單化．所以在教學(xué)中,不僅只停留在教材上,應(yīng)該把教材與實(shí)際生活問題聯(lián)系起來,對(duì)于變質(zhì)量問題,比如充氣、放氣、抽氣等問題,應(yīng)該系統(tǒng)化地使學(xué)生掌握,讓學(xué)生靈活應(yīng)用已學(xué)知識(shí)處理相應(yīng)的問題,充分培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力,提高學(xué)生思維的縝密性和創(chuàng)造性．