中學(xué)化學(xué)反應(yīng)復(fù)合圖像考查的幾個(gè)層次

劉 宇

(瀘縣二中,四川 瀘州 646106)

新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)真實(shí)問題情境的創(chuàng)設(shè),開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)[1].而在真實(shí)的反應(yīng)情景中,反應(yīng)體系中同時(shí)存在多個(gè)的量變化,將多個(gè)量之間的變化關(guān)系在同一個(gè)圖像中呈現(xiàn),該圖像稱為復(fù)合圖像.復(fù)合圖像在試題中呈現(xiàn)考查,已成為近年考試的熱點(diǎn),這類試題的區(qū)分度較高,設(shè)計(jì)難度有層次,文章將從試題設(shè)置難度層次分析說明.

1 復(fù)合圖像的識(shí)圖分析

復(fù)合圖像與常規(guī)圖像一樣,都在二維坐標(biāo)圖中表示各量之間的關(guān)系,但相較于常規(guī)圖像,由于呈現(xiàn)的量多樣,可公用橫(或縱)坐標(biāo),出現(xiàn)兩條(或多條)縱(或橫)坐標(biāo),這樣的圖像從呈現(xiàn)形式而言較為復(fù)雜,識(shí)圖時(shí)需耐心、謹(jǐn)慎.

例1 (2022年瀘州市一診13)常溫下,用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1一元酸HA溶液 20 mL,中和滴定過程中溶液pOH隨pH、V[NaOH(aq)]變化的關(guān)系如圖1所示,pOH=-lgc(OH-).下列說法不正確的是( ).

圖1 溶液pOH隨pH、V[NaOH(aq)]的變化關(guān)系

A.曲線X代表pOH隨V[NaOH(aq)]的變化關(guān)系

B.一元酸HA的電離常數(shù)的數(shù)量級(jí)為10-5

C.反應(yīng)至b點(diǎn)pOH時(shí),應(yīng)加 13.30 mL NaOH溶液

D.該滴定可選用酚酞作指示劑

答案:C

思路分析結(jié)合室溫下溶液pH+pOH=14,pOH隨pH的變化關(guān)系是一條直線(即線Y);結(jié)合酸堿中和滴定在滴定終點(diǎn)前后溶液pH的突變關(guān)系, pOH隨V[NaOH(aq)]變化的關(guān)系為線X.橫坐標(biāo)V[NaOH(aq)]=0.00 mL,a點(diǎn)是反應(yīng)的起點(diǎn),該點(diǎn)只是HA溶液,V[NaOH(aq)]=20.00 mL,反應(yīng)恰好完成.

結(jié)合分析可知,曲線X代表pOH隨V[NaOH(aq)]的變化關(guān)系,A項(xiàng)正確;a點(diǎn)溶液pOH=11.12,即c(H+)=10-(14-11.12)=10-2.88,結(jié)合:

能力提升本題的解題難度出現(xiàn)在C項(xiàng),直接觀察圖像b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的V[NaOH(aq)]=13.30 mL,誤認(rèn)為C項(xiàng)正確而出錯(cuò).結(jié)合本題分析,所謂的復(fù)合圖像其實(shí)就是過程中出現(xiàn)了pOH～pH圖和pOH～V[NaOH(aq)]圖,共用了pOH縱軸,將兩個(gè)圖像重疊而形成的復(fù)合圖像,但兩組變化不同的坐標(biāo)系分別對(duì)應(yīng)實(shí)線變化和虛線變化,因此為了清晰地分析,可將兩個(gè)圖象拆開如圖2、圖3所示.

這樣,很清晰地觀察到,b點(diǎn)(線Y)時(shí),溶液pOH=pH=7,判斷pOH～V[NaOH(aq)]關(guān)系時(shí)需從虛線上去觀察,即可得到V[NaOH(aq)]介于13.30～20.00 mL.

圖2 溶液pOH隨pH的變化關(guān)系

圖3 溶液pOH隨V[NaOH(aq)]的變化關(guān)系

2 復(fù)合圖像的圖析與簡(jiǎn)單應(yīng)用

數(shù)形結(jié)合(數(shù)圖結(jié)合)的分析是化學(xué)考題中一個(gè)重要的關(guān)鍵能力的考查,區(qū)分度稍高的題目一般需要在數(shù)形結(jié)合(數(shù)圖結(jié)合)的基礎(chǔ)上得出橫縱坐標(biāo)系內(nèi)在物理量之間的關(guān)系,進(jìn)而分析反應(yīng)原理進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用.

例2 (2021全國乙卷28,節(jié)選)一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物,具有強(qiáng)氧化性,可與金屬直接反應(yīng),也可用作有機(jī)合成中的碘化劑.回答下列問題:

(3)McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136～180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp:

①由圖可知,NOCl分解為NO和Cl2,反應(yīng)的ΔH____0(填“大于”或“小于”).

圖4 lg Kp1和lg Kp2隨T的變化關(guān)系

3 復(fù)合圖像的圖析與綜合應(yīng)用

一些難度系數(shù)較高的題目,在設(shè)置復(fù)合圖像和題干時(shí),可能會(huì)在相同的坐標(biāo)系中增加曲線的數(shù)目,同時(shí)在圖像中增加不同點(diǎn)位關(guān)系,通過數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行數(shù)形分析,還會(huì)結(jié)合相關(guān)化學(xué)原理進(jìn)行高難度的題干設(shè)置.

圖5 lgc(X)與pH的變化關(guān)系

B．pH=10.3時(shí),c(Ca2+)=2.8×10-7.9mol·L-1

C．c(Ca2+)隨pH升高而增大

D．H2CO3的一級(jí)電離常數(shù)為10-8.3

答案B