深入解读高考试题中的一类新图形

摘 要：近几年高考中，出现了一类新图形——双纵坐标图，其对学生的读图能力提出了更高的要求，文章选取几道双纵坐标图试题，对其归类探讨例析，以提高学生的思维品质与解题能力.

关键词：解读；高考；双纵坐标图

作者简介：宋燕（1979-），女，江苏启东人，本科，中学一级教师，研究方向：高中化学教学.

近几年，化学高考试题中出现了一种新的图像，有两条纵坐标，图像中有两条或多条随横坐标量变化的曲线，解决这类问题的关键是根据化学反应原理，弄清楚每条曲线的表示的含义.

一、酸碱中和滴定双坐标图像

1.温度—pOH—酸（或碱）体积图像

图像中纵坐标表示温度和pH，横坐标表示酸（或碱）的体积，解题关键是酸碱中和反应放热，曲线的最高点就是酸碱恰好完全反应的点.

案例1 向x mL 001 mol·L-1氨水中滴加等物质的量浓度的H2SO4溶液，测得混合溶液的pOH[pOH= -lgc（OH-）]、温度随着加入的硫酸溶液体积的变化如图所示，下列说法正确的是

A x=20

B b点时溶液的pOH=pH

C c点对应的溶液中：c（SO2-4）>c（NH+4）>c（H+）>c（OH-）

D a、b、d三点NH3·H2O的电离常数：K（b）>K（d）>K（a）

分析 先判断曲线代表的含义.酸碱中和放热，酸中不断加碱，随着反应的进行溶液温度不断升高，酸碱恰好中和溶液温度最高，再加碱溶液温度又下降.酸中加碱，溶液的pH不断增大，根据溶液温度判断恰好完全反应的pH.

解析 由图象可知，b点温度达到最高，所以两者恰好完全反应，由于两者物质的量浓度相同，而硫酸是二元酸，所以x=40，A不正确；b点时溶液为硫酸铵溶液，铵根离子水解使溶液呈酸性，c（H+）> c（OH-），pOH>pH，B不正确；c点对应的溶液中含有等物质的量的硫酸和硫酸铵，硫酸完全电离，铵根离子发生水解，溶液呈酸性，所以c（SO2-4）> c（H+）>c（NH+4）> c（OH-），C不正确；NH3·H2O的电离是吸热过程，所以其电离常数随温度升高而增大，a、b、d三点NH3·H2O的电离常数大小关系为K（b）>K（d）>K（a），D正确.

2.导电能力—pH—酸（或碱）体积图像

等浓度的强电解质溶液比弱电解质溶液导电能力强.弱电解质溶液中加入酸或碱生成强电解质，导电能力增强.

案例2 25℃，向20mL 01mol·L-1MOH溶液中滴加01mol·L-1 CH3COOH溶液， 所得溶液的pH（对应曲线M）及导电能力（对应曲线N）变化如图所示.下列叙述正确的是

A MOH是弱碱，其Kb =10×10-21

B b点溶液中，c（CH3COO-）+ c（CH3COOH）=01 mol·L-1

C 水的离子积常数Kw：b>c>a

D c点溶液中，c（CH3COO-）>c（M+）>c（H+）>c（OH-）

分析 酸（碱）中加碱（酸）pH不断升高（降低）.导电能力最强（最弱）的点是酸碱恰好完全反应.

解析 01mol·L-1MOH溶液的pH=11，MOH是弱碱，根据平衡常数定义Kb =10×10-5，A错误；b点溶液中两者恰好反应，生成CH3COOM盐溶液，根据物料守恒，c（CH3COO-）+ c（CH3COOH）=005mol·L-1， B错误；a b c三点温度相同，水的离子积常数Kw相同，C错误；c点溶液中，醋酸过量溶液显酸性，所以c（CH3COO-）>c（M+）>c（H+）>c（OH-），D正确.

二、化学平衡双坐标图像

化学平衡中图像较多，表示了化学反应过程中各物质的物质的量浓度、转化率、体积分数与时间、温度、压强的关系，这些关系也可用双坐标图像表示.

案例3 （1）恒容密闭容器中进行合成知反应：N2g+3H2g2NH3g △H4-924kJ/mol，其化学平衡常数（K）与温度的关系如下表：

（2）向氨合成塔中充入10molN2和40molH2合成氨，一定温度（T）下平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系如图3所示.

下列说法正确的是（填字母）.

A由图3可知增大体系压强（p）有利于增大氨气在混合气体中的体积分数

B若图3中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b

C工业上采用500℃温度的主要目的是提高氮气的转化率

D当3v正（H2）=2v逆（NH3）时，反应达到平衡状态

（3）氮碳比[nNH3nCO2]对合成尿素的反应：2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（g）+H2O（g）有影响.T℃时，在2L的恒容密闭容器中，将物质的量之和为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图4所示，a、b分别表示CO2成NH3的转化率，c表示平衡体系中尿素的体积分数，当nNH3nCO2=时，尿素的产量最大，该条件下反应的平衡常数K=.

分析 根据纵横坐标的含义，结合平衡移动原理，判断图中每条曲线代表的物质.计算时要找准关键的点.

解析 （1）合成氨的反应 N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H4-924kJ/mol，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K1>K2；（2）由图1可知，温度一定时，压强增大氨气的体积分数增大，A正确；T=500℃，合成氨是放热反应，压强一定时，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡时氨气的体积分数增大，则温度为450℃时对应的曲线是b，B正确； 500℃温度时反应速率加快及催化剂活性最好，正反应为放热反应，温度越低氮气的转化率越高，高温不利于氮气的转化，C错误；当2v正H2=3v逆NH3，说明可逆反应到达平衡，D错误.（3）由图可以知道，横坐标为n（NH3）：n（CO2）=2时，尿素的体积分数最大，且氨气的转化率为80%；物质的量之和为3mol的NH3和CO2，cNH3=1mol/L，cCO2=05mol/L，由三段式：

2NH3g+CO2gCONH22g+H2Og

起始浓度10500

变化浓度08 040404

平衡浓度020104 04

该条件下反应的平衡常数：K=04×0402×01=40.

点评 对于一个可逆反应，按方程式系数比加入反应物，达到平衡后，生成物的体积分数最大.从图中读懂尿素的产量最大时，氨气的转化率为80%是解题关键.

高考试题中图像不断变化，层出不穷，特别是酸碱中和滴定曲线和化学平衡曲线，几乎每年的高考试题中都会出现.解答酸碱中和滴定曲线最关键的是要找出酸碱恰好完全反应的点以及pH=7的点，再利用物料守恒、电荷守恒、质子守恒判断离子浓度之间的关系是否正确，计算电离常数则要依据中和前酸碱的c（H+）或c（OH-）利用电离常数表达式.化学平衡图像是高考中的难点，纵坐标和横坐标引入了更多的变量，如两种物质的物质的量之比、两种物质的物质的量之比的负对数等，解题时一定要理解透.

参考文献：

[1]解慕宗，林建芬，寇辉，刘文婷基于模型认知的高三化学深度復习研究——以二轮专题复习“反应原理图像题”为例[J].中学化学教学参考，2017（19）：25-28.

[2]夏时君双纵坐标图像信息的解读思路与角度[J].化学教学，2015（09）：81-85.