中学化学反应复合图像考查的几个层次

刘 宇

(泸县二中,四川 泸州 646106)

新课程标准倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动[1].而在真实的反应情景中,反应体系中同时存在多个的量变化,将多个量之间的变化关系在同一个图像中呈现,该图像称为复合图像.复合图像在试题中呈现考查,已成为近年考试的热点,这类试题的区分度较高,设计难度有层次,文章将从试题设置难度层次分析说明.

1 复合图像的识图分析

复合图像与常规图像一样,都在二维坐标图中表示各量之间的关系,但相较于常规图像,由于呈现的量多样,可公用横(或纵)坐标,出现两条(或多条)纵(或横)坐标,这样的图像从呈现形式而言较为复杂,识图时需耐心、谨慎.

例1 (2022年泸州市一诊13)常温下,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1一元酸HA溶液 20 mL,中和滴定过程中溶液pOH随pH、V[NaOH(aq)]变化的关系如图1所示,pOH=-lgc(OH-).下列说法不正确的是( ).

图1 溶液pOH随pH、V[NaOH(aq)]的变化关系

A.曲线X代表pOH随V[NaOH(aq)]的变化关系

B.一元酸HA的电离常数的数量级为10-5

C.反应至b点pOH时,应加 13.30 mL NaOH溶液

D.该滴定可选用酚酞作指示剂

答案:C

思路分析结合室温下溶液pH+pOH=14,pOH随pH的变化关系是一条直线(即线Y);结合酸碱中和滴定在滴定终点前后溶液pH的突变关系, pOH随V[NaOH(aq)]变化的关系为线X.横坐标V[NaOH(aq)]=0.00 mL,a点是反应的起点,该点只是HA溶液,V[NaOH(aq)]=20.00 mL,反应恰好完成.

结合分析可知,曲线X代表pOH随V[NaOH(aq)]的变化关系,A项正确;a点溶液pOH=11.12,即c(H+)=10-(14-11.12)=10-2.88,结合:

能力提升本题的解题难度出现在C项,直接观察图像b点对应的V[NaOH(aq)]=13.30 mL,误认为C项正确而出错.结合本题分析,所谓的复合图像其实就是过程中出现了pOH～pH图和pOH～V[NaOH(aq)]图,共用了pOH纵轴,将两个图像重叠而形成的复合图像,但两组变化不同的坐标系分别对应实线变化和虚线变化,因此为了清晰地分析,可将两个图象拆开如图2、图3所示.

这样,很清晰地观察到,b点(线Y)时,溶液pOH=pH=7,判断pOH～V[NaOH(aq)]关系时需从虚线上去观察,即可得到V[NaOH(aq)]介于13.30～20.00 mL.

图2 溶液pOH随pH的变化关系

图3 溶液pOH随V[NaOH(aq)]的变化关系

2 复合图像的图析与简单应用

数形结合(数图结合)的分析是化学考题中一个重要的关键能力的考查,区分度稍高的题目一般需要在数形结合(数图结合)的基础上得出横纵坐标系内在物理量之间的关系,进而分析反应原理进行相关应用.

例2 (2021全国乙卷28,节选)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂.回答下列问题:

(3)McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp:

①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2,反应的ΔH____0(填“大于”或“小于”).

图4 lg Kp1和lg Kp2随T的变化关系

3 复合图像的图析与综合应用

一些难度系数较高的题目,在设置复合图像和题干时,可能会在相同的坐标系中增加曲线的数目,同时在图像中增加不同点位关系,通过数学计算进行数形分析,还会结合相关化学原理进行高难度的题干设置.

图5 lgc(X)与pH的变化关系

B．pH=10.3时,c(Ca2+)=2.8×10-7.9mol·L-1

C．c(Ca2+)随pH升高而增大

D．H2CO3的一级电离常数为10-8.3

答案B