新課程下高考化學圖表與圖像題類型

1、新課程下高考化學圖表與圖像題類型長沙市第21中學 410007 邵國光高考化學考試說明中要求學生能夠具備通過對自然界、生產(chǎn)、生活和科學實驗中化學現(xiàn)象以及相關(guān)模型、圖形和圖表等的觀察，獲取有關(guān)的感性知識和印象，并運用分析、比較、概括、歸納等方法對所獲取的信息進行初步加工和應用的能力；能夠敏捷、準確地獲取試題所給的相關(guān)信息，并與已有知識整合，在分析評價的基礎上應用新信息的能力。近幾年圖表題、圖像題和工藝流程題已成為各地高考的熱點，正是這個要求的體現(xiàn)。并且試題所占的分值也相當大，加上試題文字量大、信息新穎、情境陌生，學生在沒做之前往往就會產(chǎn)生畏懼感，所以這類題的得分一般不是很高。因此要注意加強對圖表

2、、圖像和工藝流程題的訓練，需引起足夠重視。 一、圖表高考試題的數(shù)字化語言：用圖表表述化學過程或呈現(xiàn)背景信息是化學常用的表達方式。圖表往往擁有較大的信息存儲量,能夠很全面地考查學生分析、比較、概括、歸納問題的能力。例1.（2009年福建卷） 某探究小組利用丙酮的溴代反應：（）來研究反應物濃度與反應速率的關(guān)系。反應速率通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下，獲得如下實驗數(shù)據(jù)：實驗序號初始濃度c/mol.L-1溴顏色消失所需時間t/sCH3COCH3HClBr20.800.200.00102901.600.200.00101450.800.400.00101450.800.200.002

3、0580分析實驗數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論不正確的是 A. 增大增大 B. 實驗和的相等C. 增大增大 D. 增大，增大解析：本題主要考查化學反應速率及其影響因素。如若不認真分析圖表數(shù)據(jù)獲取答題信息，僅憑經(jīng)驗“增大反應物的濃度化學反應速率加快”，極易掉入命題者設置的陷阱，HCl是該反應的催化劑，增大c(HCl)的濃度，對化學反應速率沒有影響，會誤選C；但認真分析表中數(shù)據(jù)：兩組實驗中CH3COCH3,HCl的濃度是相同的，而中Br2比中的大，所以時間變長，速率變慢，D錯誤。其他選項正確。例2.(2011北京高考)在溫度t1和t2下，X2(g)和 H2反應生成HX的平衡常數(shù)如下表：化學方程式K (t1 )K

4、 (t2) 21.8 4334（1）已知t2 >t1，HX的生成反應是 反應（填“吸熱”或“放熱”）。（2）HX的電子式是 。（3）共價鍵的極性隨共用電子對偏移程度的增大而增強，HX共價鍵的極性由強到弱的順序是 。（4）X2都能與H2反應生成HX，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因： 。(5)K的變化體現(xiàn)出X2化學性質(zhì)的遞變性，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：_，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。（6）僅依據(jù)K的變化，可以推斷出：隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加，_（選填字母）a. 在相同條件下，平衡時X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低b. X2與H2反應的劇烈程度逐漸減弱c. HX的還原性逐漸d. HX的穩(wěn)定性逐漸減弱解析：（1

5、）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高平衡常數(shù)越小，這說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以HX的生成反應是發(fā)熱反應；（2）HX屬于共價化合物，HX之間形成的化學鍵是極性共價鍵，因此HX的電子式是；（3）F、Cl、Br、I屬于 A，同主族元素自上而下隨著核電荷數(shù)的增大，原子核外電子層數(shù)逐漸增多，導致原子半徑逐漸增大，因此原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，從而導致非金屬性逐漸減弱，即這四種元素得到電子的能力逐漸減弱，所以HF鍵的極性最強，HI的極性最弱，因此HX共價鍵的極性由強到弱的順序是HF、HCl、HBr、HI；（4）鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個，在反應中均易得到一個電子而達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。而H

6、原子最外層只有一個電子，在反應中也想得到一個電子而得到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合時易通過一對共用電子對形成化合物HX；（5）同（3）（6）K值越大，說明反應的正向程度越大，即轉(zhuǎn)化率越高，a正確；反應的正向程度越小，說明生成物越不穩(wěn)定，越易分解，因此選項d正確；而選項c、d與K的大小無直接聯(lián)系。答案：（1）發(fā)熱 （2） （3）HF、HCl、HBr、HI； （4）鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個 （5）同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多 （6）a、d二、圖像高考試題的形象化語言：化學圖像題是一種利用數(shù)學中的二維圖象來描述化學問題的題型，它體現(xiàn)了數(shù)學方法在解決化學問題中的應用。

7、它考查范圍廣，中學化學中的所有內(nèi)容，如元素化合物、化學基本概念和理論、化學實驗、化學計算等均可以此方式進行考查。近幾年這種數(shù)型結(jié)合的試題頻頻出現(xiàn)，成了高考的熱點題型。圖象是題目的主要組成部分，把所要考查的知識簡明、直觀、形象的寓于坐標曲線上。解答時必須抓住有關(guān)概念和有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、反應規(guī)律及圖象特點等，析圖的關(guān)鍵在于從定性和定量兩個角度對“數(shù)” “形” “義” “性”進行綜合思考，其重點是弄清“起點” “交點” “轉(zhuǎn)折點（拐點）”“終點” 及各條線段的化學含義。預計，以后這將是高考考查學生綜合能力的一種重要方式。 1.考查化學基本概念及理論：化學基本概念及理論是中學化學學習中的重要內(nèi)容，也是掌

8、握元素化合物知識、化學實驗、化學計算等化學知識的基礎。近年來高考對化學基本概念及理論的考查有所加強，而且對該知識的考查有與化學其他知識的考查相融合和滲透的趨勢。例3.（2011江蘇高考）下列圖示與對應的敘述相符的是A.圖5表示某吸熱反應分別在有、無催化劑的情況下反應過程中的能量變化B.圖6表示0.1000 mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol·L1CH3COOH溶液所得到的滴定曲線C.圖7表示KNO3的溶解度曲線，圖中a點所示的溶液是80 時KNO3的不飽和溶液D.圖8 表示某可逆反應生成物的量隨反應時間變化的曲線，由圖知t時反應物轉(zhuǎn)化率

9、最大解析：本題考查學生對化學反應熱效應、酸堿中和滴定、溶解度曲線、平衡轉(zhuǎn)化率等角度的理解能力。是基本理論內(nèi)容的綜合。A.圖5表示反應物總能量大于生成物總能量，是放熱反應；B.圖6中當NaOH未滴入之前時，CH3COOH的pH應大于1；C.圖7通過a作一條輔助線，與KNO3的溶解度曲線有一交點在a點之上，說明a點溶液是不飽和溶液；D.圖8 表示某可逆反應生成物的量隨反應時間變化的曲線，由圖知t時曲線并沒有達到平衡，所以反應物的轉(zhuǎn)化率并不是最大。答案：C2.考查物質(zhì)化學性質(zhì)或特性：這類題型常以物質(zhì)的化學性質(zhì)，特別是化學特性為基點進行命題。如Al(OH) 3等鋁的化合物的兩性，不同價態(tài)鐵之間的轉(zhuǎn)化關(guān)

10、系等。解決問題的關(guān)鍵：首先要掌握物質(zhì)化學性質(zhì)（或特性），注意不同物質(zhì)化學性質(zhì)的差異；再根據(jù)相關(guān)量的關(guān)系進行分析討論或作圖。例4將物質(zhì)的量相等的硫酸鋁和硫酸銨溶于水形成VmL混合溶液，向混合溶液中逐漸加入某氫氧化鈉溶液直至過量。下列表示氫氧化鈉溶液加入的體積（x）與溶液中產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量（y）的關(guān)系示意圖中正確的是（ ） 解析：設硫酸鋁和硫酸銨各1mol，則發(fā)生的反應依次為：3OH- + Al3+ = Al(OH)3，OH- + NH4+ = NH3·H2O OH-+Al(OH)3 = AlO2-+2H2O,定性分析縱坐標排除B/C若OH-先與NH4+反應生成NH3·H2O

11、，NH3·H2O仍然要和Al3+反應生成Al(OH)3沉淀.定量分析橫坐標，三步反應中所消耗的OH-的物質(zhì)的量的比值為6：2：2=3：1：1，只有A符合。該題除考查反應的先后順序外，側(cè)重考查反應中的定量關(guān)系。 3考查化學實驗知識： 通過對幾年高考試題分析可以看出，對實驗基礎知識的考查突出了儀器的使用、基本操作、實驗安全等內(nèi)容，著重考查使用基本操作的規(guī)范化、靈活性和準確性 ，并以圖像的形式出現(xiàn)是一種新的趨勢。 例5.（2011廣東高考）下列實驗現(xiàn)象預測正確的是（ ）A、實驗I：振蕩后靜置，上層溶液顏色保持不變 濃H2SO4 B、實驗II：酸性KMnO4溶液中出現(xiàn)氣泡，且顏色逐漸褪去C、

12、實驗III：微熱稀HNO3片刻，溶液中有氣泡產(chǎn)生，廣口瓶內(nèi)始終保持無色D、實驗IV：繼續(xù)煮沸溶液至紅褐色，停止加熱，當光束通過體系時可產(chǎn)生丁達爾效應解析：單質(zhì)溴能與NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應，所以振蕩后靜置，上層溶液顏色會逐漸消失，A不正確；濃硫酸具有脫水性和強氧化性，濃硫酸首先將蔗糖脫水生成單質(zhì)碳，然后單質(zhì)碳被濃硫酸氧化而被還原成SO2，SO2具有還原性可是酸性KMnO4溶液褪色，所以B正確；在加熱時稀硝酸與銅發(fā)生氧化還原反應，硝酸被還原成NO，NO與空氣被氧化生成NO2，NO2是紅棕色氣體，C不正確；裝置屬于氫氧化鐵膠體的制備，而膠體具有丁達爾效應，D正確。答案：B、D4 .以“實驗探究

13、”為背景，考查學生獲取信息、處數(shù)據(jù)理能力和繪圖能力。例6（2009年安徽卷）Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2+濃度的廢水中加入H2O2 ，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F(xiàn)運用該方法降解有機污染物p-CP，探究有關(guān)因素對該降解反應速率的影響?！緦嶒炘O計】控制p-CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K(其余實驗條件見下表)，設計如下對比實驗。（1）請完成以下實驗設計表(表中不要留空格)。實驗編號實驗目的T/KpHc/10-3mol.L1H2O2Fe2為以下實驗作參照29836.00.30探究溫度對降解反應速率的影響 298106.00

14、.3c (p-CP)/10-3mol.L-1t / s【數(shù)據(jù)處理】實驗測得p-CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如右上圖。（2）請根據(jù)右上圖實驗曲線,計算降解反應在50-150s內(nèi)反應速率：v(p-CP)= mol·L1·s1【解釋與結(jié)論】（3）實驗表明溫度升高，降解反應速率增大。但溫度過高時反而導致降解反應速率減小，請從Fenton法所用試劑H2O2 的角度分析原因： 。（4）實驗得出的結(jié)論是：pH=10時， ?！舅伎寂c交流】（5）實驗時需在不同時間從反應器中取樣，并使所取樣品中的反應立即停止下來。根據(jù)上圖中信息，給出一種迅速停止反應的方法： 。解析：本題源自教材“影響化學反應速

15、率的因素”的實驗探究，是一種新型探究題，本題明確給出了“探究有關(guān)因素對降解反應速率的影響”，且“實驗設計”“數(shù)據(jù)處理”“結(jié)論與解釋”和“思考與交流”等一系列探究過程充滿了無窮魅力。主要考查的知識點有，單因素實驗設計、速率的計算、pH的應用、溫度對反應速率的影響等。該類試題特點：綜合性較強，多與化學平衡相結(jié)合。通過對實驗方案的甄別、單因子變量設計、定性和定量實驗相結(jié)合等方式，強化實驗能力考查，要求學生具有從圖、表中獲取信息，并能夠迅速提取到有用信息，利用信息解決有關(guān)問題的能力。答案如下：（1）實驗編號實驗目的T/KpHc/10-3mol.L1H2O2Fe2為以下實驗作參照29836.00.30探

16、究溫度對降解反應速率的影響31336.00.30探究酸度對降解反應速率的影響298106.00.3（2）v(p-CP)= 8×106 mol·L1·s1（3）H2O2 溫度高時不穩(wěn)定，故雖然高溫能加快化學反應速率，但溫度過高就會導致H2O2分解，沒了反應物，速率自然會減小。（4）pH=10時，濃度不變，說明化學反應速率為0，化學反應停止。（5）調(diào)節(jié)pH=10即可。5.考查計算和作圖能力例7（2011新課標全國）0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）如下圖所示。請回答下列問題：（1）試確定200時固體物質(zhì)的化學

17、式_（要求寫出推斷過程）；（2）取270所得樣品，于570灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應的化學方程式為_。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為_，其存在的最高溫度是_；（3）上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發(fā)生反應的化學方程式為_；（4）在0.10mol·L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu2+）=_mol·L-1（KspCu（OH）2=2.2×10-20）。若在0.1mol·L-1硫酸銅溶液中通入過

18、量H2S氣體，使Cu2+完全沉淀為CuS，此時溶液中的H+濃度是_mol·L-1。解析：（1）0.80gCuSO4·5H2O中含有CuSO4的質(zhì)量為。由圖像可知當溫度升高到102是時CuSO4·5H2O開始部分脫水，在113258時剩余固體質(zhì)量為0.57g，根據(jù)原子守恒可計算出此時對應的化學式，設化學式為CuSO4·nH2O，則有：，解得n1，所以200時固體物質(zhì)的化學式為CuSO4·H2O；（2）由圖像可知當溫度超過258時，剩余物質(zhì)恰好是CuSO4，高溫下分解的化學方程式是CuSO4570CuOSO3；CuO溶于硫酸生成CuSO4，結(jié)晶析出

19、生成膽礬即CuSO4·5H2O；由圖像可知CuSO4·5H2O存在的最高溫度是102；（3）SO3溶于水生成硫酸，濃硫酸在加熱時與銅反應的化學方程式為：Cu2H2SO4CuSO42H2OSO2（4）因為KspCu（OH）2c(Cu2)·c2(OH) =2.2×10-20，當溶液的pH=8時，c (OH)106，所以c(Cu2)2.2×10-8；硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體時反應的化學方程式為： CuSO4H2S=H2SO4CuS，忽略溶于體積變化根據(jù)原子守恒可知生成的硫酸的濃度是0.1mol·L-1，所以H+濃度是0.2mol

20、83;L-1。答案：（1）CuSO4·H2O；（2）CuSO4570CuOSO3、CuSO4·5H2O、102；（3）Cu2H2SO4CuSO42H2OSO2（4）2.2×10-8、0.2例8.向一定體積的密閉容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應，各物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖（）所示，其中t0t1階段c（B）未畫出。圖（）為t2時刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、壓強、溫度、催化劑中的一個條件，其中t3t4階段為使用催化劑。t1t2t3t4t5(正)(逆)t6（）

21、tt01.0c（A）c（mol·L1）c（C）c（B）0.80.60.3t1t2t0.4（）請回答下列問題：（1）若t1=15min，則t0t1階段以C物質(zhì)的濃度變化表示的反應速率為 mol· L1·min1。（2）t4t5階段改變的條件為 ，B的起始物質(zhì)的量濃度為 mol· L1。（3）t5t6階段保持容器內(nèi)溫度不變，若A的物質(zhì)的量共變化了0.01mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ，寫出此溫度下該反應的熱化學方程式 。解析：本題是一道運用濃度-時間圖象與速率-時間圖象來確定化學方程式、條件改變和反應物的起始濃度的綜合題。因圖（）為t2時

22、刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、壓強、溫度、催化劑中的一個條件，其中t3t4階段為使用催化劑。根據(jù)正逆反應速率變化與化學平衡的移動情況可推斷：t2t3階段和t5t6階段平衡發(fā)生了移動， t4t5階段平衡沒有移動。由于改變濃度、溫度化學平衡一定移動；而改變壓強，對于反應前后氣體體積不變的可逆反應，平衡不移動。利用三步分析法：一看反應速率是增大還是減??；二看v正、v逆的相對大??；三看化學平衡移動的方向。由圖可知： t2t3階段為改變濃度；t5t6階段為升高溫度，且化學平衡正移，故該反應的正反應為吸熱反應； t4t5階段為改變壓強，且改

23、變壓強平衡不移動，故該反應為反應前后氣體體積不變的反應。由圖（I）可知：t1時刻達到平衡，c（A）消耗0.2 mol·L1, c（C）增加了0.3 mol·L1，只有當c（B）消耗0.1mol·L1時，才滿足該反應為反應前后氣體體積不變的反應這一條件，故B的起始物質(zhì)的量濃度為0.5mol· L1，該反應的化學方程式為：2A(g) + B(g) 3C(g) 。答案如下：（1）0.02 mol· L1·min1 （2）減小壓強 0.5mol· L1 （3）2A(g) + B(g) 3C(g) H= +200akJ·mo

24、l1三、化工流程圖高考試題新熱語言：化學工藝流程題是高考的新增和主流題型，它代替了幾十年高考沿用的無機框圖題。題型主要有制備工藝流程和工業(yè)廢水處理工藝流程兩類。這類試題涉及的情景新穎，還時常出現(xiàn)一些化工術(shù)語。這類題目是通過對某種重要化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)流程圖的分析，以物質(zhì)的制備、分離、提純?yōu)樵囶}環(huán)境，以元素化合物知識、實驗基本操作、化學反應原理、化學化學平衡原理、水解原理、綠色化學觀點、安全生產(chǎn)的知識為考查目標，以信息的獲取、加工、整合和新情境下實際問題的分析、綜合、解決及經(jīng)濟的視角分析實際生產(chǎn)中的各種問題為考查能力目標。例9.(2011福建高考)四氯化鈦（TiCl4）是制取航天航空工業(yè)材料鈦合

25、金的重要原料。由鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3）制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：回答下列問題：（1）往中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應發(fā)生：2Fe3Fe = 3Fe22TiO2(無色) Fe4H = 2Ti3(紫色) Fe22H2OTi3(紫色) Fe3H2O = TiO2(無色) Fe22H加入鐵屑的作用是_。（2）在工藝中需要控制條件以形成TiO2·n H2O溶膠，該分散質(zhì)顆粒直徑大小在_范圍。（3）若把中制得的固體TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3雜質(zhì)，還可制得鈦白粉。已知25時，KspFe(OH)32.

26、79×10-39,該溫度下反應Fe (OH)33HFe3 H2O的平衡常數(shù)K=_。（4）已知：TiO2 (s) 2 Cl2 (g)= TiCl4(l) O2(g)    H=+140KJ·mol-12C(s) O2(g)= 2CO(g)                  H=221KJ·mol-1寫出中TiO2和焦炭、氯氣反應生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學方程式：_。（5）上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據(jù)綠色化學理念，該工藝流程中存在的不足之處是_（只要求寫出一項）。（6）依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4 ，可采用