例析化學(xué)與物理綜合的切入點

1、.例析化學(xué)與物理綜合的切入點一、電化學(xué)反響中的電子轉(zhuǎn)移與物理學(xué)中的電流強度 在學(xué)習(xí)電化學(xué)中，我們可以根據(jù)電解物質(zhì)的多少或陰陽極析出物質(zhì)的多少求出電解過程中轉(zhuǎn)移的電子，進而求出轉(zhuǎn)移的電量，假如再知道通電時間，就可以求出電解過程的電流強度。 例1.將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%的NaOH溶液1 L，密度為1.08 g·cm3,用Pt電極電解，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變1%時，停頓電解。通電時間為20 h，且每個電子電量為1.6×10-19C，那么： 1電解后溶液中所含溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_； 2陽極上析出的物質(zhì)的物質(zhì)的量為_； 3電解過程中電路的電流強度為_； 解析：1電解NaOH溶液其本質(zhì)

2、是電解水，使溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大為6.2%。 2溶液中NaOH的質(zhì)量為1 000 mL×1.08 g·cm3×5.2%56.16g/6.2%=174.2 g,即9.68 mol，陽極上析出氧氣的物質(zhì)的量為1/2×9.68 mol=4.84 mol。 3電解時轉(zhuǎn)移電子的電量Q=4×4.86 mol×6.02×1023 mol-1×1.6×10-19C=1.86×106C,電流強度I=Q/t=1.86×106C/20×60×60s=25.8 A。 二、氣體體積與

3、物理學(xué)俄中的氣體狀態(tài)方程 化學(xué)上有關(guān)氣體體積的計算通常是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進展的，對于非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積必須通過物理學(xué)中的氣體狀態(tài)方程換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積或根據(jù)PV=nRT直接求出氣體的體積，然后進展其他量的計算。 例2.每逢節(jié)日期間所使用的大型氣球，通常是用鋼瓶中裝鋁和NaOH溶液混合產(chǎn)生的氫氣來充灌?，F(xiàn)有一直徑為9.5 dm的大型氣球假定它是一個標(biāo)準(zhǔn)圓球，球內(nèi)充滿壓強為1.3×105 Pa、溫度為27 的氫氣，問需要多少克鋁才能制得氣球所需要的氫氣？ 解析：在1.3×105 Pa、溫度為27時球內(nèi)的氫氣V1=4/39.5dm/23=448.7 L。由氣體狀態(tài)方程P1

4、V1/T1=P0V0/T0得，V0=1.3×105 Pa×448.7 L×273 K/1.01×105Pa×300 K=525.6 L,需要氫氣物質(zhì)的量為：525.6 L/22.4 L·mol-1=23.5 mol。由2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2?+3H2得：鋁的質(zhì)量為：2/3×23.5 mol×27 g/mol=423 g。 另外一種解法可用氫氣物質(zhì)的量也可根據(jù)PV=nRT直接求出。 三、反響熱與物理學(xué)中的能 在許多化學(xué)反響中，都伴有熱量的變化，這種變化的熱量也就是反響熱。反響熱與物理學(xué)中的能或功可

5、以互相轉(zhuǎn)化，但它們之間又存在著一定的聯(lián)絡(luò)。 例3. 某短跑運發(fā)動的體重是70 kg，起跑時能以1/7 s沖出1 m遠(yuǎn)，能量全部由消耗體內(nèi)的葡萄糖提供，每摩葡萄糖完全氧化時放出2804 KJ的能量，那么該短跑運發(fā)動消耗的葡萄糖的質(zhì)量為 。 A.0.22 g B.0.55 g C.0.66 g D.0.44 g 解析：由s=1/2a t2可知a=98 m/s2 那么V1=V0+at=0+98 m/s2×1/7s=14 m/s 所以E=1/2 m V211/2 m V20=1/2×70 Kg×14 m/s20=6860J=6.86 kJ 該短跑運發(fā)動消耗的葡萄糖的質(zhì)量為

6、6.86 KJ÷2804 kJ/mol×180 g/mol=0.44 g,此題答案為D。 四、噴泉實驗與物理學(xué)中的壓強 由于氣體在不同溶劑中的溶解度不同，在密閉容器中必然會造成容器內(nèi)氣體壓強的變化，當(dāng)外界大氣壓與容器內(nèi)的氣壓差超過一定限度時，便可能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象。如2019年理綜第29題考察氨氣的制取和噴泉實驗，它的原理與課本完全一樣，但裝置與課本原來相比缺了一個膠頭滴管，在這樣的情況下，要求學(xué)生考慮如何進展噴泉實驗操作。這需要學(xué)生真正懂得這個實驗的原理，否那么設(shè)計不出新的操作過程。 例4.制取氨氣并完成噴泉實驗圖中夾持裝置均已略去。 圖1 圖2 1寫出實驗室制取氨氣的化學(xué)方

7、程式：2搜集氨氣應(yīng)用_法，要得到枯燥的氨氣可選用_做枯燥劑。 3用圖1裝置進展噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿枯燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是。該實驗的原理是。 4假如只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。 解析：本實驗題是現(xiàn)行高中化學(xué)教材第二冊第11頁【實驗1-2】的延伸。前三小題考察的是實驗室制取氨氣的反響原理及根本操作。第四小題是對實驗抽取氨氣的延伸，它與物理壓強相結(jié)合。在考試過程中，有很多學(xué)生對根本的實驗原理和操作都掌握得不扎實，不知道通常是用價格廉價的熟石灰和氯化銨反響制造氨氣，而是選擇了價格高的燒堿、硫酸銨等，還有的錯用硝酸。還有不少學(xué)生忘記關(guān)鍵步驟“翻開止水夾，只是擠出膠頭滴管中的水。這些問題就提醒學(xué)生要注意實驗操作標(biāo)準(zhǔn)性、實驗設(shè)計嚴(yán)密性和科學(xué)性的培養(yǎng)。同時也要學(xué)會正確、簡練地表述實驗現(xiàn)象、結(jié)果、過程以及結(jié)論。 參考答案：12NH4ClCaOH22NH3CaCl22H2O 2向下排空氣 堿石灰 3翻開止水夾，擠出膠頭滴管中的水。 4翻開夾子