浅析高中化学图像题解题策略

朱 津

(福建省晋江市子江中学 362200)

一、化学图像题的地位和作用

化学图像题是化学试题中非常特殊的一类考题，它有一个非常显著的特点：通过简明、直观、形象的曲线等将所要考查的知识蕴藏在图像中，学生必须先要学会分析图像，才能更好的解答此类题目.通过对《2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲》、《化学反应原理》以及近三年的全国I卷化学试题的分析、总结，不难发现图像题在中学化学中的重要地位.

1.考试大纲高度重视

大纲中要求学生要有接受、吸收、整合化学信息的能力，要求学生通过阅读图形、图表，从中获取有关的知识，进行加工、处理、整合，最终能正确地运用化学术语及文字、图表、模型、图形等进行表达.

2.高中试题中高频出现

图像类题型在高考中出现的频率很高，而且所占的分值也比较大，现将2016～2018年全国Ⅰ卷中出现的关于电池类、溶液中离子关系、速率和平衡图像在高考中出现的题号和分值统计如下：

年份2016年2017年2018年题号11题、12题、27题11题、13题、27题13题、27题分值18分14分10分

表格中只统计了部分图像题，其出现频率之高和所占分值之大就足以看出该类试题在高考中的重要位置了.

3.教材中多次出现

教材中为了提高学生的科学素养，培养学生的思维，教材中各个专题均有出现不同形式的图像题.在《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化中，一共出现了13张图表，内容涉及化学反应过程中的能量变化图、原电池和电解池工作原理示意图等；在专题2化学反应速率与化学平衡中，一共出现了15张图表，内容涉及活化能、v-t时间图像、v-T时间图像、不同温度和压强下，合成氨平衡体系中氨气物质的量分数等；在专题3溶液中的离子反应中，一共出现了4张图表，内容涉及弱电解质电离过程中v-t图像、滴定过程中的pH突变、通过调节pH来进行除杂等.

二、巧解图像题

针对教材和高考中出现频率较高的几种图像题，现归纳出以下解题思路和技巧供大家讨论.

1.电池类图像题

该类题型常见于选择题，题中隐含了很多重要的信息，这道题的解题关键点就是要迅速的从题中提取出有用的信息.以2018年全国Ⅰ卷的13题来说明一下.

例1 最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除.示意图如图所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

该装置工作时，下列叙述错误的是( ).

C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高

D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性

(1)读题：读出题目中隐含信息、箭头走向、溶液环境

首先，通过题目中隐含信息光伏电池可以判断该电池为电解池，这是成功的第一步；由箭头走向可以判断出ZnO@石墨烯上的反应物和产物分别是CO2和CO；考生对EDTA-Fe2+和 EDTA-Fe3+这两种成分非常陌生，造成解题障碍，如果认真读题，就不难发现，石墨烯上的反应物和产物分别是EDTA-Fe2+和 EDTA-Fe3+，最后利用EDTA-Fe3+来除去H2S.通过读题很容易判断出石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯电极上的高，进而判断C是正确的.

(2)正确书写电极反应式

2.化学反应速率与化学平衡图像

(1)速率-时间图像

此类图象定性地揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了平衡的“等、动、逆、定、变”的基本特征，以及化学平衡移动的规律.

①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而t2、t8时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t2时____；t8时____.

②若t4时降压，t6时增大反应物的浓度，请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系线.

解题思路由瞬间变化判断可能改变的条件，再根据平衡移动判断v正、v逆.中学阶段，一般只研究P、T、C、催化剂四个条件的改变而引起的速率变化.通过分析，t2时刻，改变条件后，v逆突然增大，但v正、v逆增大倍数不一样，所以只能通过升高温度或增加生成物浓度的方法.题中反应物和生成物中系数和一样，加压和加入催化剂时，v正和v逆增大的倍数是相同的，会出现一条平行于横坐标轴的直线.

(2)平衡移动图像

同一个可逆反应，在不同的反应条件下达到平衡时，各组分的百分含量、体系的压强、混合气体的密度及平均相对分子质量等，反映到图像上，就是拐点对应的纵坐标会有差异，运用化学平衡移动原理可判断不同条件下的各拐点对应纵坐标的变化.可按以下的方法进行分析：

a.认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的物理量.

b.看清可逆反应的正反应方向是吸热还是放热、气体体积增大、减小还是不变，特别要注意物质所处的状态，对固体、纯液体不能计入气体系数.

c.看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势，明确先拐先平衡，数值大.

d.控制变量，对图象中有多个物理量时，应确定只变其中一个量，而其他的量保持不变

例3(2017新课标Ⅱ卷27题，节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：

(1)图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x____0.1(填“大于”或“小于”)，

(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等.图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系.图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是____.

(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物.丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是____、____；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是____.

解题思路(1)由图(a)可知温度一定时，压强由0.1MPa变成xMPa，平衡转化率增大，故x小于0.1；(2)由题意可知，H2既是催化剂也是产物，随着n(H2)/n(CH4)的增大，丁烯的产率从平衡以后下降(转折点是平衡点)；(3)590℃之前，温度升高则反应速率加快，而且反应①是一个吸热反应，当温度升高，平衡正向移动，生成更多的丁烯，590℃之后，丁烯会裂解生成的短碳链烃类，导致产率迅速降低(通过对题目中隐含信息的分析，即可得出结论).

有关图、表、数据的分析、推理、判断是新课程改革后高考的重要考查题型，它的考查方式虽然很多，题目千变万化，但万变不离其宗，只要学会了分析、推理、判断的基本方法和基本技能，坚持做好四个基本步骤：读题干、看图像、多思考、细分析，就一定能够很好的攻克这类题型.