高考化學思維建模下電解質溶液離子平衡的圖像分析

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,二級,三級,四級,五級,2022/11/16 Wednesday,#,電解質溶液離子平衡的圖像分析,-,基于思維模型建構的實踐,電解質溶液中的變化與平衡思想,真題,細目表,難度,2021,山東,15,分布分數(shù)隨,pH,的變化,難,2020,山東,13,濃度隨,pH,的變化,難,2020,新課標全國,I 13,分布分數(shù),pH,與,V,變化圖,難,2020,課標全國,II9,H,+,對平衡的影響,2019,課標全國,I 11,“導電能力與,V”,變化圖,中,2019,課標中全國,12,沉淀溶解平衡,中,2018,課標全國,12,沉淀溶解平衡,中,

2、2017,課標全國,I13,酸堿滴定中離子濃度變化,難,2017,課標全國,12,溶液中離子濃度關系,難,近五年高考化學電解質溶液方面的考查,2017,全國卷,T13,2018,全國,III,選擇,13,2019,全國,I,選擇,13,2019,全國,II,選擇,13,2020,山東,T,15,2021,山東,T,15,“,迷人,”,A,B,M,點,c,(Cl,),c,(OH,),c,(R,),2,c,(H,2,R,+,),c,(Na,+,),c,(H,+,),C,O,點，,pH,D,P,點，,c,(Na,+,),c,(Cl,),c,(OH,),c,(H,+,),【,2021,山東卷,15,題

3、,】,懶氨酸,H,3,N,+,(CH,2,),4,CH(NH,2,)COO,，用,HR,表示,是人體必需的氨基酸，其鹽酸鹽,(H,3,RCl,2,),在水溶液中存在如下平衡：,H,3,R,2+,H,2,R,+,HR R,向一定濃度的,H,3,RCl,2,溶液中滴加,NaOH,溶液，溶液中,H,3,R,2+,、,H,2,R,+,、,HR,和,R,的分布系數(shù),(,x,),隨,pH,變化如圖所示。已知,(,x,),，,下列表述正確的是,（）,學情調查,識圖、讀圖能力,1,2,3,運用初步建立的思維模型對典型例題濃度-pH變化曲線進行分析，明確圖像題的解題思路，并完善思維模型，整合思維，,識圖、讀圖能

4、力,得到提升,運用構建的模型和變化思想解決不同類型的圖像題，提高分析、推理能力,學習目標,通過對一元弱電解質中電離平衡原理的分析及簡單繪制圖像，感知電解質溶液中變化規(guī)律，并能夠認知圖像分析中的關鍵問題，例如起點、變化趨勢及結果、交點、零點等，并初步構建思維模型。,【探究,1,】,常溫下,，已知濃度為0.1mol/L的一元弱酸HA溶液（,p,H約等于3），調節(jié)溶液的,pH,，電解質溶液中微粒會發(fā)生什么變化？（忽略溶液的體積變化，已知,K,a,=10,-5,mol/L,）,一、探究一元弱酸體系隨,pH,變化規(guī)律,-,分析原理,HA,A,-,+H,+,H,2,O,OH,-,+H,+,思原理,中性,堿

5、性,酸性,c(HA),c(A,-,),（,A,-,）,lgc(A,-,),（,HA,）,lgc(A,-,),pH,析變化,得規(guī)律,一、探究一元弱酸隨,pH,變化規(guī)律,-,圖像表示,分析在學案上繪制的變化趨勢圖,畫出,2,類圖像模型,【學生活動】,展示圖像,北京四中網(wǎng)校愛學派智慧課堂中白板功能為支持,【初步建立圖像題思維模型】,一、探究一元弱酸隨,PH,變化模型,綜合,審題,得到結果,橫坐標,x,的變化,縱坐標,y,如何改變,思平衡,移動,識圖能力的提升,看具體反應,分析例題,-,嘗試按照思維流程解題,【例題探究】,2020,山東卷改編,(,雙選,)25,時，某混合溶液中,c,(CH,3,COO

6、H),c,(CH,3,COO,),0.1 molL,1,，,lg,c,(CH,3,COOH),、,lg,c,(CH,3,COO,),、,lg,c,(H,),和,lg,c,(OH,),隨,pH,變化的關系如圖所示。,K,a,為,CH,3,COOH,的電離常數(shù)，下列說法正確的是,(,),A,Ka,（,CH,3,COOH,）的數(shù)量級,為,10,-5,B,O,點時，,c,(CH,3,COOH),c,(CH,3,COO,),D,pH,由,7,到,14,的變化過程中，,CH,3,COO,的水解程度始終增大,分析原理,探尋變化,趨勢結果,結合繪圖、初建的模型及對例題的分析過程，找出你認為解決這類圖像題最關鍵

7、的地方，說出你自己的解題思路,思考,/,討論,二、電解質溶液圖像解析模型完善,綜合審題,探求變化,辨別曲線,解析選項,濃度、分布分數(shù),p,H,lgc,、,pH,酸堿中和滴定曲線,沉淀滴定曲線,橫、縱坐標的意義，幾個變量？線？,關注恰好點、起點、終點、交點,分析原理,電離平衡、中和反應、沉淀溶解平衡、其他新背景，思考平衡移動,線和微粒準確對應,結合上面原理，,縱坐標,y,隨,x,如何變化,，若,x,變小，則,y,為,.,得,結果,電荷守恒、物料守恒,溶質成分,微粒濃度大小,K,a,、,K,h,與,K,w,的計算,水的電離影響,“,反思升華,”,【練習】,As,2,S,3,可轉化為用于治療白血病的

8、亞砷酸（H,3,A,S,O,3,).亞砷酸,為三元弱酸，,在溶液中存在多種粒形態(tài)，各種,含,As微粒的物質的量分數(shù)與溶液pH的關系如圖所示,，下列說法正確的是（）,辨別曲線a、b,.,為,思考原理,若,x,變,.,則,y.,分析選項角度,審題看圖,嘗試用思維模型解析題目,多元弱酸體系的分布分數(shù),三、模型應用,-,走近高考,A,B,M,點,c,(Cl,),c,(OH,),c,(R,),2,c,(H,2,R,+,),c,(Na,+,),c,(H,+,),C,O,點，,pH,D,P,點，,c,(Na,+,),c,(Cl,),c,(OH,),c,(H,+,),【,2021,山東卷,15,題,】,懶氨酸

9、,H,3,N,+,(CH,2,),4,CH(NH,2,)COO,，用,HR,表示,是人體必需的氨基酸，其鹽酸鹽,(H,3,RCl,2,),在水溶液中存在如下平衡：,H,3,R,2+,H,2,R,+,HR R,向一定濃度的,H,3,RCl,2,溶液中滴加,NaOH,溶液，溶液中,H,3,R,2+,、,H,2,R,+,、,HR,和,R,的分布系數(shù),(,x,),隨,pH,變化如圖所示。已知,(,x,),，,下列表述正確的是,（）,分布分數(shù)題型總結,1,思考反應原理,變量對平衡的影響,2,三、模型應用,-,探索解決其他類型的題目,酸堿中和滴定曲線和沉淀滴定曲線對比,NaOH,溶液,滴定,一,元,弱,酸

10、,HA,AgNO,3,溶液滴定,NaCl,溶液,用,0.100 molL,1,AgNO,3,滴定,50.0 mL 0.050 0 molL,1,Cl,溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關描述錯誤的是,(,),A,根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計算可知,K,sp,(AgCl),的數(shù)量級為,10,10,B,曲線上各點的溶液滿足關系式,c,(Ag,),c,(Cl,),K,sp,(AgCl),C,相同實驗條件下，若改為,0.040 0 molL,1,Cl,，反應終點,c,移到,a,D,相同實驗條件下，若改為,0.050 0 molL,1,Br,，反應終點,c,向,b,方向移動,思考反應原理,變量的改變,尋找圖像的變化,沉淀

11、滴定曲線,三、模型應用,-,當堂檢測,當堂檢測,反饋評價,清疑、整理、收獲,電解質溶液中離子平衡的圖像分析,02,分析濃度,-pH,變化曲線，,完善模型,起點、終點、交點、最值點、拐點等特殊點,提高讀圖識圖能力,繪制并解析二類圖像,初建模型,01,分析原理、強化變量的改變對體系產(chǎn)生哪些影響,03,解析不同類型題目,應用模型,解決分布分數(shù)圖像,沉淀溶解平衡圖像,酸堿中和滴定等圖像,課堂小結,平衡問題,的,解決策略,考查形式,以真實的實驗探究過程或科研、生產(chǎn)、生活中的實踐案例為素材,以其中認識的對象作為問題解決對象，測評核心素養(yǎng),信息以表格、圖像等方式呈現(xiàn),客觀題、主觀題均有涉及,且分數(shù)占比較大,

12、考查能力,理解核心反應規(guī)律、重要理論和典型例題,從反應原理角度解決生產(chǎn)生活中的實際問題,化學反應是可以調控的,在溫度,t,1,和,t,2,下，,X,2,(g),和,H,2,反應生成,HX,的平衡常數(shù)如下表：,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,X,2,的轉化率逐漸降低,b.,X,2,與,H,2,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,錯誤率很高，,看看你能否做對？,評價化學反應的三個角度,重點內容回顧,辨析兩種轉化率,辨析轉化率和選擇性,化學反應進行的方向,評價化學反應的三個角度,化學反應進行

13、的快慢,化學反應進行的限度,在溫度,t,1,和,t,2,下，,X,2,(g),和,H,2,反應生成,HX,的平衡常數(shù)如下表：,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,X,2,的轉化率逐漸降低,b.,X,2,與,H,2,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,反應能力、反應限度,反應限度,反應速率,易混淆,非金屬性強弱的指標：,H,2,與鹵素單質化合的難易程度,物質的性質,K,與,1/K,作比較,a d,平衡轉化率,未達平衡轉化率,沒有達到平衡狀態(tài)也是有轉化率的,催化劑有可能改變轉化率嗎？,在沒有達

14、到平衡狀態(tài)之前可以改變單位之間內的轉化率,催化劑有可能改變平衡轉化率嗎？,不能,辨析兩種轉化率,在工業(yè)生產(chǎn)中，更關注哪種轉化率？,1,天轉化率,20%,1,年平衡轉化率,99%,辨析轉化率和選擇性,體系中存在兩個消耗,A,的反應,目標反應：,A+B C,（目標產(chǎn)物）,副反應：,A+D E,（副產(chǎn)物）,充入100 mol A，目標反應消耗60 mol A，副反應消耗20 mol A，,A的轉化率？C的選擇性？C的產(chǎn)率？,80%75%60%,衡量催化劑,解釋題,判斷化學反應角度,一些建議,I,：原來有沒有發(fā)生？如果,原來沒發(fā)生，現(xiàn)在發(fā)生了,，那就是,方向,/,能力問題,II,：判斷數(shù)據(jù)對應的狀態(tài),

15、是否為平衡狀態(tài)？,III,：若是平衡狀態(tài)，可以討論：平衡移動、副反應,不可討論：催化劑,IV,：若不是平衡狀態(tài)，,“,相同反應時間內,”,、,或數(shù)據(jù)變化,與平衡移動矛盾。,如：放熱反應，升高溫度，轉化率升高，,則該轉化率一定不是平衡轉化率。,可以討論：速率、催化劑活性、催化劑選擇性等,不可討論：平衡移動,習題,1.(,2022,葫蘆島一模,),以丙烯、氨氣和空氣,(,空氣中,O,2,體積分數(shù)約為,20%),為原料,在催化劑條件下生產(chǎn)丙烯腈,(CH,2,CHCN),的過程中會同時生成副產(chǎn)物丙烯醛,發(fā)生的主要反應如下：,C,3,H,6,(g),NH,3,(g),3/2O,2,(g),=,=CH,2

16、,CHCN(g),3H,2,O(g),C,3,H,6,(g),O,2,(g),=,=CH,2,CHCHO(g),H,2,O(g),在恒壓、,460,時，保持丙烯和氨氣的總進料量和空氣的進料量均不變，丙烯腈和丙烯醛的平衡產(chǎn)率隨進料氣中,n,(,氨氣,)/,n,(,丙烯,),的比值變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是,(,),A,圖中曲線,a,表示丙烯腈的平衡產(chǎn)率隨,n,(,氨氣,)/,n,(,丙烯,),比值的變化,B,增大壓強有利于提高反應速率和丙烯腈的平衡產(chǎn)率,C,使用合適的催化劑可以使丙烯腈的平衡產(chǎn)率達到,100%,D,由圖可知，原料氨氣、丙烯和空氣的理論最佳進料體積比為,2,2,3,A,習題,”“”,或,“,”,),T,2,。上述反應體系中循環(huán)使用的物質是,_,。,I,2,習題,(1),天然氣中的,H,2,S,雜質常用氨水吸收，產(chǎn)物為,NH,4,HS,。一定條件下向,NH,4,HS,溶液中通入空氣，得到單質硫并使吸收液再生，寫出再生反應的化學方程式：,_,。,a,習題,習題,利用反應,，將,CO,進一步轉化，可提高,H,2,的產(chǎn)量。若,1 mol CO,和,H,2,的混合氣體,