理科综合中化学物理相关知识切入点的复习探讨免费试题下载-免费试卷下载

跨学科综合试题从其命题方式可分为两类：一类为各题干所涉及的问题互不影响，可用各学科知识分别解答，学生容易解决；另一类为各题干所涉及的内容必须用两门或多门学科知识共同解答，解答此类问题，学生往往找不到解决问题的切入点而使试题难度增大。在高三理科综合复习中，教师把各学科间相关知识切入点进行归纳复习，通过典型例题的分析，使学生从中悟出科学的思维方式，掌握正确的解题方法，实现各学科间知识的自然过渡，显得相当重要。本文就化学与物理相关知识切入点进行探讨，与同行共同磋商。

一、化学反应中的能量变化与物理学中的功

例1．若在一次雷雨闪电中，两块云间的电势差约为10⁹Ｖ，从一块云移到另一块云的电量约30C。已知每摩氧气和氮气化合时吸收180．74ｋＪ的能量，而且闪电时只有千分之一的能量用于这一反应。问：此次雷雨生成物相当于给大地施加了多少千克尿素肥料?

解析：由Ｗ＝ｑＵ得，电场力做功为：

　　 　　3．0×10¹⁰Ｊ

1ｍｏｌ氧气和氮气化合时吸收180．74ｋＪ的能量相当于给大地施加了1ｍｏｌ尿素肥料。由上述关系可得相当于给大地施加尿素肥料： 60g／ｍｏｌ×3．0×10¹⁰Ｊ／（180．74×10³Ｊ／ｍｏｌ）＝9．96×10⁶ｇ＝9．96×10^３ｋｇ

 　　例2．有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视，对氢的开发和利用有很大的发展前途，现假设有这样一辆汽车，它以燃氢释放能量提供动力。即其发动机是由氢燃料电池代替。已知燃料电池的正极为覆盖有ＮｉＯ的Ｎｉ电极，负极为多孔Ｎｉ电极，用ＫＯＨ溶液作电解液，负极通入Ｈ₂，正极通入Ｏ₂。设汽车和乘员的总质量为8×10^３ｋｇ。汽车以50ｋｍ／ｈ的速度行驶，汽车与地面的动摩擦因数为0．4，燃料电池的效率为75％［已知：2Ｈ₂（气）＋Ｏ₂（气）＝2Ｈ₂Ｏ（液）＋572ｋＪ］。思考下列问题：

 　　（1）下列可供开发又较经济的制氢气方法是（）。

　　①电解水②锌与稀硫酸反应③光解海水

 　　（2）假设汽车在公路上行驶了2ｈ，则需要消耗氢气的质量为_________ｋｇ。

 　　解析：（1）③　　（2）由Ｗ＝Ｆs＝μｍｇｓ得，汽车以50ｋｍ／ｈ的速度行驶了2ｈ需能量：

　　 0．4×8×10^３ｋｇ×10ｍ／s^２×50×10^３ｍ／ｈ×2ｈ＝3．2×10^９Ｊ＝3．2×10^６ｋＪ

根据热化学反应式得，消耗1ｍｏｌ氢气产生能量：572ｋＪ÷2ｍｏｌ＝286ｋＪ／ｍｏｌ

需氢气：3．2×10^６ｋＪ／（286ｋＪ／ｍｏｌ×75％）＝1．49×10^４ｍｏｌ（29．8ｋｇ）

 　　二、电化学反应中的电子转移与物理学中的电量

 　　例3．用石墨电极电解100ｍＬＨ₂ＳＯ_４与ＣｕＳＯ_４的混合液，通电40ｍｉｎ后，两极均收集到2．24Ｌ气体，则原混合液中Ｃｕ^2＋的物质的量浓度为________，通过电解槽的电流强度为_______。

解析：生成Ｃｕ0．1ｍｏｌ，Ｃｕ^2＋的物质的量浓度为1ｍｏｌ／Ｌ。

由ｑ＝Ｉｔ＝ｎ_ＮＡｅ得，

　　 通过电解槽的电流强度Ｉ为：

（0．1ｍｏｌ×4×6．02×10²³ｍｏｌ^－1×1．6×10^－19Ｃ）／［（40×60）ｓ］＝16Ａ

三、气体体积与物理学中的气体状态方程

 　　例4．节日里流行在空气中用气球悬挂条幅以示庆贺，已知悬挂条幅的气球体积为500L，充满压强为1．212×10⁵Ｐａ、温度为27℃的氢气。氢气用锌和足够的盐酸反应制取，则需多少锌才能制得气球所需的氢气?

解析：由气体状态方程Ｐ₁Ｖ₁／Ｔ₁＝Ｐ₀Ｖ₀／Ｔ₀得，

Ｖ₀＝（1．212×10⁵Ｐａ×500Ｌ×273Ｋ）／（1.01Ｐａ×300Ｋ）＝546Ｌ

需氢气的物质的量为：

546Ｌ／22．4Ｌ·ｍｏｌ^－1＝24．4ｍｏｌ

 　　由Ｚｎ＋2ＨＣｌ＝ＺｎＣｌ₂＋Ｈ₂得，锌的质量为：22．4ｍｏｌ×65ｇ／ｍｏｌ＝1.456ｇ

 　　四、原子结构与物理学中的核裂变

 　　例5．随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。核能应用作为第三次技术革命的标志之一，受到人们普遍的重视。

 　　（1）核电站中采用核反应堆使重核裂变，将释放出巨大的能量转换成电能。完成下列核反应方程式：

反中微子（反中微子的质量数和电荷数均为零）。

 　　（2）写出核裂变反应和一般化学反应的不同点（请讲三点）。

 　　（3）为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施?

（请讲两项措施。）

 　　解析：（1）Ｚｒ的质子数：40，质量数：90（2）①对单位质量的物质而言，核裂变反应的能量远远大于化学反应的能量；②核反应前后原子发生变化；而化学反应前后原子没有发生变化，分子发生变化；③对同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质不同。（3）①在核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线。②对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理。

 　　当然化学物理相关知识切入点还有溶液的密度与物理学中的阿基米德定律等等。解决此类综合题，一要引导学生审题时明确题目所涉及的化学、物理学科内的知识点，二要找出学科间相关的切入点，注意计算时单位的换算，能量的转化效率等。通过归纳、总结、训练就一定能使学生掌握科学、正确的解题方法。