1 高考化学图像专题高考化学图像专题 一、考纲要求一、考纲要求 2012 年考试说明中（一）对化学学习能力的要求： 1.接受、吸收、整合化学信息的能力 (2)能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察，以及对自然 界、社会、生产、生活中的化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步 加工、吸收、有序存储的能力。 (3)能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识块整合， 重组为新知识块的能力。 2.分析问题和解决(解答)化学问题的能力 (2)能够将分析解决问题的过程和成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图 形等表达，并做出解释的能力。 近年来，在高考化学试题尤其是新课程高考试题中凸现出了一种新的题型 动态 多变量图像题。 此类试题的主要特点是： (1)图像在一个坐标系上有多个变化量，图像较为复杂； (2)图像中隐含信息量大，对学生读图获取信息能力的要求较高； （3）由于多变量的存在，要求学生会多角度、多层面去思考和探究问题，有效的考查 了学生综合分析、推理判断能力。 二、坐标图的特点及解题策略二、坐标图的特点及解题策略 坐标图是用来显示某一变量(应变量)是如何随着另一变量(自变量)而变化的。其优点 是不但显示了所测量的点，还可以用来预测一些实验中没有测量的数值。解答时要求首 先弄清楚自变量和因变量各代表什么样的化学量，然后根据化学知识分析概念图象 数量三者之间的关系。 具体步骤可以概括为“明确坐标”，“分析折点”，“认识曲线”。 1、明确坐标、明确坐标 明确坐标就是明确横、纵坐标的具体含义，分析出横、纵坐标所示的变量之间的内 在联系，明确曲线的意义，找出自变量和因变量，从进行分析和判断。 2、分析折点、分析折点 分析折点就是分析坐标图中的关键点，主要有“起点、折点、终点”。 3、认识曲线、认识曲线 2 坐标曲线是物质变化的动态过程的反应，要对某一变化过程有一个正确，全面的理 解和掌握，就必须对曲线作全面地分析。 三、常见图像：三、常见图像： 1、平衡相关图像：、平衡相关图像： （1）v-t 图像 浓度对速率的影响浓度对速率的影响 平衡 移动 原因 增大反 应物浓 度 增大 产物 浓度 减小 产物 浓度 减小反 应物浓 度 平衡 移动 方向 正向逆向正向逆向 温度对反应速率的影响 正反应 热效应 吸热放热吸热放热 平衡移 动原因 升温升温降温降温 平衡移 动方向 正向逆向逆向正向 压强对反应速率的影响 反应前后气体体积发生变化 正向体 积变化 减小增大增大减小 平衡移 动原因 加压加压减压减压 平衡移 动方向 正向逆向正向逆向 3 反应前后气体体积不变的反应， 平衡增大或减小压强的图像如右图。 注意：加入催化剂的图像与此图中增大 压强图像一致。 从温度、浓度、压强、催化剂等因素影响判断 条件 变化 速率变化 平衡 变化 速率变化曲线平衡体系 条件 变化 速率变化 平衡 变化 速率变化曲 线 增大 反应 物的 浓度 v 正、v 逆 均增大， 且 v 正v 逆 正向 移动 增大 压强 或升 高温 度 v 正、v 逆 均增大， 且 v 逆 v 正 逆向 移动 减小 反应 物的 浓度 v 正、v 逆 均减小， 且 v 逆v 正 逆向 移动 正反应方 向为气体 体积增大 的放热反 应 减小 压强 或降 低温 度 v 正、v 逆 均减小， 且 v 正 v 逆 正向 移动 增大 生成 物的 浓度 v 正、v 逆 均增大， 且 v 逆v 正 逆向 移动 正催 化剂 或增 大压 强 v 正、v 逆 同等倍数 增大 平衡 不移 动 减小 生成 物的 浓度 v 正、v 逆 均减小， 且 v 正v 逆 正向 移动 任意平衡 或反应前 后气体化 学计量数 和相等的 平衡 负催 化剂 或 减小 压强 v 正、v 逆 同等倍数 减小 （2）某物质的速率、转化率某物质的速率、转化率(或百分含量或百分含量)-时间时间-温度温度(或压强或压强)图图 4 解这类题的关键是： 看清起点、拐点、终点； 先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此 时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 遵循“定一议二”原则。 分析引起平衡移动的因素，判断反应是吸热还是放热，反应前后气体体积的变化； 以及条件改变时对反应物的转化率（百分含量）的影响。 （3）浓度）浓度时间图像时间图像 这类图像经常作为写出化学方程式的依据。 也可计算反应物的转化率。 平衡图像问题解题思路：平衡图像问题解题思路： 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析： 看图像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。 所谓看图像，是指：一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交 点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平 衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋 势）等，这是解题的基础。 紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不 变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。 看清速率的变化及变化量的大小关系，注意图像的走向是否符合给定的反 应，在条件与变化之间搭桥；也可以根据坐标的数据，判断反应物或生成物在方程式中 的系数，或据此求反应速率。 看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其 是特殊点的意义，看清曲线的变化趋势。 先拐先平。例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向 推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。 定一议二。勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有多个变量时， 先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。 T1,P2 T2,P2 T2,P1 t n(Z ) 5 注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：某物质的转化率与其“百分数”相反。 2、铝化合物相关图像：、铝化合物相关图像： 向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量； 向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3 溶液直至过 量 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O 1mol 3 mol 1 mol 3 mol 3 mol Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3 1 mol 1 mol 1 mol 3 mol 向 NaAlO2溶液中滴加 HCl 溶液直至过量； 向 HCl 溶液中滴加 NaAlO2 溶液直至过 量 AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 4H+ + AlO2- = Al3+ + 2H2O 1 mol 1 mol 1 mol 4mol 1mol 1mol 3H+ + Al(OH)3 = Al3+ + 3H2O Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3 3 mol 1 mol 1 mol 3mol 向 HCl 酸化的 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量 H+ + OH- = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 1mol 3mol 1mol Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 1mol 1mol 相当于向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 溶液直 至过量中图像整体向右平移。 向含 Mg2+、Al3+各 1mol 的混合溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 0 1 2 3 4 n(NaOH) nAl(OH)3 0 1 2 3 4 n(AlCl3) nAl(OH)3 0 1 2 3 4 nAl(OH)3 n(HCl) 0 1 2 3 4n(NaAlO2 ) nAl(OH)3 n(NaOH) nAl(OH)3 Al(OH)3、 Mg(OH)2 Mg(OH)2 n(NaOH) 0 1 2 3 4 5 6 n(沉淀)总 6 1mol 2mol Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 1mol 3 mol 1mol Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 1mol 1mol 实验操作实验现象反应原理坐标图像 1、往 AlCl3 溶液中逐滴 加入 NaOH 溶液至过量 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al(OH)3+OH- = AlO+ 2H2O 2、往 NaOH 溶液中加入 AlCl3溶液至 过量 Al3+ + 4OH- = AlO+ 2H2O Al3+3AlO+6H2O=4A l(OH)3 3、往 NaAlO2溶液 中加入稀盐 酸至过量 AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 4、往稀盐 酸溶液中加 入 NaAlO2 至过量 AlO+4H+ = Al3+ +2H2O Al3+3AlO+6H2O=4A l(OH)3 5、往 NaAlO2和 NaOH 混合 溶液中加入 HCl 溶液至 过量 OH-+H+ = H2O AlO+ H+ + H2O =Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 7 6、往 AlCl3 溶液中滴加 入氨水至过 量 Al3+ + 3NH3H2O = Al(OH)3+3 NH4+ 7、往 AlCl3 溶液中加入 NaAlO2溶液 Al3+3AlO+ 6H2O=4Al(OH)3 8、往 NaAlO2溶液 中加入 AlCl3溶液 Al3+3AlO+6H2O= 4Al(OH)3 9、往 NaAlO2溶液 中通入 CO2 (或过量) 2AlO+CO2+3H2O=2A l(OH)3+CO32- 或 AlO+CO2 +2H2O = Al(OH)3+HCO32- 10、往 AlCl3和 HCl 混合溶液中 加 NaOH 至 过量 OH-+H+ = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- = AlO + 2H2O 11、往 Al3+、Mg2+ 、H+各 1mol 的混合溶液 中加 NaOH 溶液至过量 OH-+H+ = H2O Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O 12、往 OH- 、AlO2- 、Mg(OH)2 各 1mol 的 混合溶液中 OH-+H+ = H2O AlO+ + H2O =Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 8 加入盐酸至 过量 Mg(OH)2+2H+ = Mg2+ +2H2O 解答此类题注意解答此类题注意“三看、一守恒三看、一守恒” 一看坐标：弄清横、纵坐标的意义 二看拐点：即关键点，如刚开始产生沉淀，生成沉淀量最大值，沉淀量最小值，沉 淀恰好完全消失等 三看比值：即通过分析每个阶段所发生的反应，根据方程式的计量系数得出结论。 电荷守恒（元素守恒）：当沉淀的量恰好达到最大值时，溶液中的离子最少，可以分析 此时溶液中的溶质求解某些问题。 3 3、溶液稀释、溶液稀释 （1）强酸（碱）、弱酸（碱）稀 （2）中和滴定 pH 变化图 释后 pH 变化 注意起始点和关键点（pH=7，恰好完全反应） 强酸（碱）变化大，弱酸（碱）变化小。 （图为 NaOH 滴定醋酸） （3）醋酸溶