浅谈初中化学试题中的压强变化问题

崇雯

随着新课程标准的实施，初中化学试题越来越活，命题时更多注重学科间的横向联系和综合运用。其中化学实验中的压强变化是化学与物理学科知识的交叉点，可以考查学生综合运用知识的能力，对学生的能力要求较高。尽管气压变化的类型无非增大或减小两类，但引起气压变化的因素较多。在此类题型的教学中要引导学生分析化学实验中与气压变化有关的实验现象，找出导致压强变化的实质，在此基础上，应用所学化学知识解答相关问题。由此促进学生将物理上的相关知识迁移到化学问题中，初步培养学生解释或解决有关问题的能力。为此，本文就近几年初中化学试题中考查气压变化的几种情况作分类讨论：

一、气压减小类

导致气压减小的原因主要是由降温和消耗了气体所致。

当物质变化吸热时，如硝酸铵（NH4NO3）溶于水、干冰升华等，引起温度降低，气压减小。

例 如下图所示，向试管里的水加入下列某物质后，U形管中原来水平的红墨水液面出现了水位差则该物质是（ ）。

A.苛性钠

B.生石灰

C.硝酸铵

D.活性炭

解析：这是一道给出实验现象判断添加物质的考题。从U形管中液面出现左高右低的现象，我们可以判断出加入物质后瓶内的气压变小了，从选项中四种物质溶于水的温度情况来看，只有硝酸铵溶于水时吸收热量，能造成瓶内空气降温，压强变小；而A、B选项中的两种物质，放入水中都会放出热量，产生的现象与图示相反，应为左低右高；D选项中的活性炭放入水中水温没有任何变化，所以液面不会有什么变化。

答案：C

另外，消耗气体有以下三种情况：1.气体被吸附；2.气体被溶解：如NH3、HCl、CO2；3.气体被反应吸收：红磷与氧气的反应，金属铁生锈消耗氧气，二氧化碳与碱溶液的反应等。

教材中“空气中氧气含量的测定”也涉及大气压强变化这一知识点。实验利用足量红磷在集气瓶中充分燃烧，耗尽氧气后，集气瓶中的气压减小；待集气瓶完全冷却后，打开止水夹，在压力差的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中；通过集气瓶中水占的体积，可以推测出氧气在空气中的体积含量。由此可衍生出下列问题：

如：（1）最好选用下列哪种物质来测定空气中氧气的含量（ ）

A.木炭 B.铁丝 C.红磷 D.硫

（2）如果用木炭代替红磷，应如何改进实验？

解析：（1）木炭、硫与氧气充分燃烧后会生成与氧气等体积的二氧化碳、二氧化硫气体，使得集气瓶中不会产生压强差；铁丝不会在空气中燃烧。（2）为了消除木炭燃烧后生成的二氧化碳，使集气瓶内外产生压强差，应在集气瓶中装入氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。

答案：（1）C

（2）集气瓶中装入氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。

测定空气中氧气含量的实验装置有很多种，但其原理都是相同的。实验成功的关键是：装置的气密性好，不漏气；所选用的物质能与氧气反应，且生成物为固体或是能被某溶液吸收的气体，使装置内外产生压强差，从而测出氧气在空气中的体积含量。

二、气压增大类

导致气压增大的原因大致也有两种情形：

升温或物质变化放热。如，浓硫酸溶于水、固体氢氧化钠溶于水、生石灰和水反应等均因体系温度升高导致气压增大。

常温下有气体生成。如，二氧化锰催化分解过氧化氢溶液，排在氢元素前的金属和稀盐酸或稀硫酸反应，碳酸盐和稀盐酸或稀硫酸反应等因放出气体导致气压增大。

例 如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气。下列现象正确的是（ ）。

A.气球胀大，红墨水左移

B.气球缩小，红墨水右移

C.气球胀大，红墨水右移

D.气球缩小，红墨水左移

解析：根据题意过氧化氢与二氧化锰接触后迅速放出氧气，使瓶内气压增大（大于外界气压），所以充气气球缩小，红墨水左移。如果气球在外，则被吹起胀大。

答案：D

上述题中装置简单，题中物质的反應也比较单一，近两年来倾向于考查密闭体系中压强变化和组合装置相结合的问题。其实这类题就是在基础实验上进行变化和综合考查，考查学生对基础知识掌握的系统性和全面性，对学生思维的严密性和综合分析解决问题的能力都有较高的要求。

尽管化学试题的考查方式在不停地变换，但所考查的基础知识点不变，在解题的过程中只需掌握引起压强增大、减小的具体因素，就能以不变应万变，轻松解决有关压强变化的问题。

（作者单位：安徽省天长市实验中学）