在中,很多問題存在相似或是相近的規(guī)律,甚至可以用同一個圖像或裝置圖顯示,我們以這些信息為載體命題,就會將若干串聯(lián)起來考查,體現(xiàn)科內的綜合與內在聯(lián)系,并且在同一個環(huán)境中解不同的題意,可以很好鍛煉的審題,培養(yǎng)良好的和品質。
一、典例剖析
例1、很多量之間存在如右圖所示關系:
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1、在一定溫度下,冰醋酸加水稀釋過程中,加水的質量與溶液的導電能力如圖所示,溶液的導電能力為什么先增大后減小?
(純醋酸不電離,當加入水之后,在水分子作用下醋酸開始電離,溶液中氫離子濃度逐漸增加,且稀釋促進電離,但當加水量增加到一定程度時,溶液中離子增加沒有體積增加得多,氫離子濃度反而減小,所以溶液的導電能力先增大后減小。)
2、將鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產生氫氣的速率如圖所示,在t時刻之前和之后,影響反應速率的主要因素有何不同。
(反應開始時,由于鎂條和鹽酸反應放出熱量,使溫度升高,速率加快,所以t時刻之前影響速率的主要因素是溫度;隨著反應的進行,鹽酸濃度越來越小,速率也就越來越小,t時刻以后影響反應速率的主要因素是濃度。)
3、可逆反應A(g)+B(g) C(g)+D(g);ΔH<0,氣體C的百分含量隨溫度變化如圖所示,為什么C的百分含量隨溫度升高先增大后減?
(t時刻以前,反應尚未達到平衡,溫度升高,反應速率加快,氣體C的百分含量增大;t時刻達到平衡,該反應為放熱反應,繼續(xù)升高溫度,平衡向逆反應方向移動,C的百分含量反而逐漸減小。)
4、酶是蛋白質,具有蛋白質的特性,酶能催化很多化學反應。該圖可以表示為酶參加的反應中,溫度與反應速率的關系,試解釋圖中曲線變化的原因。
(隨溫度升高,酶催化作用顯著,加快反應速率;A點催化活性最好,但溫度繼續(xù)升高,蛋白質受熱凝固,失去活性,使反應速率下降。即只有在某一溫度范圍內,酶才能發(fā)揮最大的催化活性。)
例2、在如圖所示的實驗裝置中,當A、B、C分別為以下不同組合的物質時,回答有關問題:
1、利用該裝置可以制備某些氣體并驗證他們的性質:
(1)當A為鹽酸、B為石灰石、C為澄清石灰水時,小試管中現(xiàn)象是:___________。(制備的是CO2,通入澄清石灰水先變渾濁后變澄清)
(2)當A是食鹽水、B為電石、C為溴的CCl4溶液時,小試管中的現(xiàn)象是:________。(制備的是C2H2,能使溴的CCl4溶液褪色)
2、利用該圖設計實驗:
(1)證明酸性:CH3COOH>H2CO3>H2SiO3
提示:利用復分解反應強酸制弱酸的原理,設計反應
2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O 和Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓,來比較三者的酸性。根據(jù)裝置特點,A、B、C中分別裝有CH3COOH溶液、Na2CO3固體、Na2SiO3溶液。
(2)證明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2
提示:利用氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,設計反應
2KMnO4+16HCl==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O和Cl2+2KBr==Br2+2KCl,根據(jù)裝置特點,A、B、C中分別裝有濃鹽酸、KMnO4固體、KBr溶液。
3、(1)若A為硫酸、B為Na2SO3、C為品紅溶液,實驗時當小試管中出現(xiàn)現(xiàn)象時,向燒杯中加入沸水,試管中現(xiàn)象有何變化?
(小試管中品紅溶液先褪色,加熱后恢復紅色)
(2)若A為CH3COOH、B為Na2CO3、C為C6H5ONa,實驗時當小試管中出現(xiàn)現(xiàn)象時,向燒杯中加入沸水,試管中現(xiàn)象有何變化?
(小試管中開始析出苯酚,溶液變渾濁,加熱后苯酚溶于水,溶液變澄清)
(3)若A為濃氨水、B為氧化鈣、C為AgNO3和乙醛的混合溶液,實驗時當小試管中出現(xiàn)沉淀又恰好溶解時,向燒杯中加入熱水,試管中現(xiàn)象有何變化?裝置D的作用是?
(小試管中先出現(xiàn)沉淀后沉淀消失,因為產生的氨氣通入硝酸銀溶液生成了銀氨溶液,燒杯中加入熱水提供水浴加熱條件,所以片刻后看到試管壁上生成光亮的銀鏡;D裝置的作用是防止氨氣溶于水時產生倒吸)
二、實戰(zhàn)練習:
1、(1)右圖是NaCl晶體結構中最小重復單元(晶胞),其中黑球代表Na+,白球代表Cl—,則每個這樣的結構單元含有的Na+和Cl—數(shù)目分別是( )。
A.1;1 B.14;13 C.4;4 D.13;14
(2)該圖是NaCl晶體結構示意圖,其中黑球代表Na+,白球代表Cl—,則與每個Na+距離相等,且最近的Cl—所圍成的空間幾何構型是( )。
A.正四面體 B.正六面體 C.正八面體 D.正十二面體
(3)最近發(fā)現(xiàn)一種鈦原子和碳原子構成的氣態(tài)團簇分子,用測得其空間構型如圖所示,頂點和面心的原子是鈦原子,棱的中心和體心的原子是碳原子,它的化學式為( )。
A.Ti14C13 B.、Ti13C14 C.Ti4C4 D.TiC
(審題提示:從題中敘述可知該團簇分子具有類似NaCl晶胞的結構,但該結構中各原子構成分子,根據(jù)原子個數(shù)求出分子式。)
(4)納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大,這是它具有許多特殊性質的原因。假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀(如圖所示)相同。則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為( )。
A.87.5% B.92.9% C.96.3% D.100%
(5)KO2的晶體結構與NaCl相似,KO2可以看作是Na+的位置用K+代替,Cl-位置用O2-代替,氧的化合價部分為0價,部分為-2價,則關于KO2晶體結構的描述正確的是( )。
A.與K+距離相等且最近的O2-共有8個
B.與K+距離相等且最近的O2—構成的多面體是6面體
C.與K+距離相等且最近的K+有8個
D.KO2晶體中0價氧原子與-2價氧原子的數(shù)目比為3:1
(提示:電荷守恒)
2、利用右圖所示裝置收集以下8種氣體(圖中燒瓶的位置不得變化)①H2 ②O2 ③CH4 ④HCl ⑤NH3 ⑥CO2 ⑦Cl2
⑴ 燒瓶是干燥的,則由于某種原因B口進氣可收集的氣體有_________________(填序號)。
⑵ 若燒瓶充滿水,可收集的氣體有________________這時氣體由______口進入。
⑶若燒瓶是干燥的,則由于某種原因A口進氣,可收集的氣體有_______________________。
⑷ 若在燒瓶內裝入濃硫酸進行氣體干燥,則可用此裝置來干燥的氣體有____________,這時氣體由_______口進入。
解析:從A口進氣,氣體的密度應比空氣小,氣體先充滿上部,將空氣從B口排出,即向下排空氣集氣法。從B口進氣,氣體將空氣由下往上排,其密度應大于空氣,為向上排空氣集氣法。若用排水法收集氣體,則氣體由A口進,水從B口排出。
參考答案:⑴ ②④⑥⑦ ⑵ ①②③ A ⑶ ①③⑤ ⑷ ①②③④⑥⑦ B
小結:化學問題無論從形式上、還是從實質上的關聯(lián),為我們綜合提供很好的思路和實例,只要用心,相信我們還能在更多的問題中上找到聯(lián)系,這種橫向思維、縱向思維多元化的化學方法,使化學零散的知識成為有機整體,同時,每一個問題還可以衍變出多種設問方式,使我們對化學知識的掌握能從多個角度靈活變通,也會使我們的整合變得更有意義。
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