第三章 热点强化课7 压强差原理在化学实验中的应用（配套教参）-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义（鲁科版）

高考总复习化学(LK) 热点强化课7 压强差 热点突破 近几年来，涉及气压变化的试题在高考中出现频 率较高。这类题目能较好地体现与物理两学科的融 合。解题过程中剖析引起压强变化的因素，确定压强 变化的情况（增大或减小），与环境压强对比思考压强 变化产生的现象、对应的结果或所起的作用等问题， 既提高了学生的解题能力，又提升了学生的“变化观 念与平衡思想”的化学学科核心素养。 1.考题印证 ① 旋塞1 旋塞2 A 150 kPa 100kPa 石蕊 HCI NH, 水溶液 图一（广东卷） 图一通过两容器中压强差引发气体混合反应，反应 导致压强减小，产生倒吸。 X NaOH溶液 图二（全国卷） 图二通过注射器压强增大气体进入Y,使气体混合 反应产生倒吸。 NaOH L 溶液 B C D 图三（四川卷） 图三中B瓶为安全瓶，由于B中导管较短，不至于 使液体进入A;另外起到对气压缓冲的作用。 709% Na,S与 Na,SO Na SO. 混合液 B加热装置 D 图四（山东卷） 图四导管a起到平衡压强作用，以便使分液漏斗内 的液体顺利流下。装置B长颈漏斗起到缓冲作用， 装置D可防倒吸。 原理在化学实验中的应用 学生用书P133 2.原理应用 (1)通过压强的变化，检查装置的气密性 检查装置气密性的原理一般都是通过改变装置内 气体压强实现的，若检查气密性的装置本身是一 个非气密性装置，则首先要处理成一个密闭体系。 其叙述形式是：装置形成封闭体系→操作（微热、 手捂、热毛巾捂、加水等)→描述现象→得出结论。 (2)防止压强减少，出现倒吸现象 根据气体溶解度的大小造成装置系统内压强降低 容易倒吸的现象，对吸收装置加以改进，从而起到 防止倒吸的作用。 (3)通过增大或减小压强，产生喷泉 喷泉现象是指极易溶于水的一类气体被水吸收， 或易发生化学反应的气体被吸收剂吸收而使气体 分子数减少造成压强降低；或者降低气体的温度， 或增大气体外界的温度造成内外压强差，或者通 过增多气体分子数而增大压强等，从而形成喷泉。 (4)消除压强差，以防产生堵塞现象 这是一类防止气体制备过程中，因装置堵塞或气 体产生速率太快，系统内压增大造成危险而改进 的装置。装置改进的目的就是消除压强差。 典题应用 [例](2025·沈阳市高三质检)某小组用传感技术 测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原 理（图1）。 探头 浓氨水 数据采 集器 水 图1氨的喷泉实验装置 (1)制取氨。烧瓶中用浓氨水和某固体反应制取 氨，该固体可以是 (填字母)。 A.CaO B.NaOH C.CaCl, D.P2Os 检验三颈烧瓶集满NH,的方法是 (填操作和 现象)。 (2)喷泉实验。关闭a,将单孔塞（插有吸入水的胶头 滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验，电脑绘制三 颈烧瓶内压强变化曲线（图2）。图2中 点时 喷泉最剧烈。 45 D 0 0 510152025 303540 45 时间/s 图2喷泉实验中三颈烧瓶内压强变化曲线 (3)引发喷泉实验的方法有多种，下列操作能引发 喷泉的是 (填字母)。 A.用热毛巾捂三颈烧瓶底部 B.通入HCI气体 C.加CH,COOH溶液 D.加CC1 解析：(1)CaO能与水反应同时放出大量的热且 c(OH)增大，有利于氨的逸出；NaOH溶于水放 出大量的热且c(OH)增大，有利于氨的逸出，A、 B项符合题意。 (2)外界大气压与三颈烧瓶内压强之差越大，喷泉 越剧烈，外界大气压不变，D点三颈烧瓶内压强最 小，两者压强之差最大，则D点时喷泉最剧烈。 (3)能够产生压强差就能引发喷泉，氨不溶于 CC1,两者也不反应，不能产生压强差，不能引发喷 泉，A、B、C项操作均能引发喷泉。 答案：(1)AB将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c, 试纸变蓝色，证明NH3已收集满（或将蘸有浓盐酸 的玻璃棒靠近瓶口c,有白烟生成，证明NH3已收 集满) (2)D(3)ABC 对点集训 1.(2025·大庆市高三检测)喷泉是一种常见的现象， 其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的 四个不同的喷泉装置，则以下说法不正确的是 图1 图2 HCI NH 装水的 ,氨水 胶头滴管 水 图3 图4 ·16 第三章物质的性质与转化 A.若向图1烧瓶中充满HI(与HC1水溶性相似) 气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液，则 可以产生黄色喷泉 B.若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH3,引发 喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶 C.若向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓 硫酸都可以形成喷泉 D.图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷泉现 象，其操作方法可以是关闭活塞c,打开活塞a、 b,再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟，再打开 活塞c 解析：C[HI极易溶于水，可使烧瓶中压强减小， 形成喷泉，由于HI和硝酸银溶液反应生成黄色的 碘化银沉淀，因此可以产生黄色喷泉，A项正确；若 向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH?,氨极易溶 于水，捂热上方的圆底烧瓶，可形成喷泉，B项正 确；向图3装置的水槽中加入冰块会降低温度，不 会引发喷泉，C项错误；关闭活塞c,打开活塞a、b 再挤压胶头滴管，可使盛氨的烧瓶中压强减小，氯 化氢与氨反应产生白烟，盛氯化氢的烧瓶中压强也 减小，此时打开活塞c,可看到双喷泉，D项正确。] 2.(2025·渭南市高三检测)喷泉是一种常见的自然 现象，其产生原因是存在压强差。 甲 乙 (1)图甲为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶 中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。 ①下列组合中不可能形成喷泉的是 (填 字母)。 A.HC1和H2O B.O2和H,O C.NH和H2O D.CO2和NaOH溶液 E.NO2和H2O ②若用D组合做喷泉实验，烧杯中的液体一定是 Na(OH溶液吗？ ③用A组合做喷泉实验时，若烧瓶中充满HC1气 体，则在标准状况下，做完实验后烧瓶中c(HCI)= mol·L1(设溶质不扩散)。 ④若用E组合做喷泉实验时，则标准状况下，做完实验后 烧瓶中溶质的物质的量浓度是mol·L1。 高考总复习化学(LK) (2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计 了如图乙所示的装置。 ①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质， 反应后可能产生喷泉的是（填字母）。 A.Cu与稀盐酸 B.NaHCO3与NaOH溶液 C.CaCO3与稀硫酸 D.NH4HCO3与稀盐酸 这种方法产生喷泉的原理是 ②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中 加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。 水槽中加入的物质可能是 (填字母)。 A.浓硫酸B.食盐C.硝酸钾D.硫酸铜 这种方法产生喷泉的原理是 解析：(1)①O2难溶于水，不能使烧瓶中的压强减 小。②只要胶头滴管中的物质能把CO2几乎完全 吸收，使烧瓶中的压强减小即可形成喷泉。③设烧 瓶容积为xL,HCI充满烧瓶，则标准状况下HCI 的物质的量n=22.4m01做完试验后，溶液充满烧 瓶，则溶液体积为xL,所以c(HCI)=是 22.4mol 1 xL 22.4mol·L。④烧瓶容积为xL,则 标准状况下N0,的物质的量n=22.4mol。根据 NO2和水反应的化学方程式3NO2十H2O 2HN)3十NO,则溶质HNO3的物质的量为 36mol,溶流你积为号xL,则c(HN0,)=长 33.6mol 1 22.4mo1·L1。 (2)①NH,HCO3与稀盐酸反应产生CO2气体，使 锥形瓶内的压强增大。②浓H2SO4溶于水放出大 量的热使酒精挥发，使锥形瓶内压强增大。 答案：(1)①B②不一定，只要胶头滴管中盛有的 浓碱溶液足以把烧瓶中的C)2吸收即可 2.4④2 1 (2)①D锥形瓶中发生反应：NH,HCO,十HCI —NH,C1+CO2个+H2O,随着CO2气体的产 生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉”②A浓 H2SO,溶于水放出大量的热，温度升高使锥形瓶 中的酒精挥发加快，锥形瓶内压强增大，从而形成 “喷泉” ·16g 3.(2025·合肥市高三检测)利用如图所示的装置，可 以验证NH和HCl的有关性质。实验前a、b、c活 塞均关闭。 HC 装水的 胶头滴管 H2O (1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶I中不 产生“喷泉”现象，其操作方法是 (2)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中 可观察到的现象是 (3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶 I中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现 象，其操作方法是 若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作方法是 解析：(1)打开a、b活塞，再将胶头滴管中的水挤入 烧瓶Ⅱ中，由于NH3极易溶于水，使烧瓶内气体压 强迅速减小，烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中，形成 喷泉。 (2)先打开a、c活塞，再将胶头滴管中的水挤入烧 瓶Ⅱ中，烧瓶Ⅱ中的压强迅速减小，烧瓶I中的 HC1气体会进入到烧瓶Ⅱ中，且与NH3化合生成 NH,CI而产生白烟。 (3)在(2)基础上，若关闭a活塞，打开b活塞，烧杯 中的水会迅速进入烧瓶I中，形成喷泉；若打开b 活塞，不关闭a活塞，烧瓶中的水便会同时进入烧 瓶I和Ⅱ中，形成双喷泉。 答案：(1)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管（或先 挤压胶头滴管，再打开a、b活塞) (2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟 (3)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管（或先打开a 活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后，关闭 a活塞，然后打开b活塞先打开a、c活塞，再挤压 胶头滴管（或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开 c活塞)，片刻后，打开b活塞 ● 4.(2025·聊城市期末)NH3及其盐都是重要的化工 原料。 (1)向生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气，发 生反应的化学方程式为 ;盛放浓 氨水的仪器名称为 ,选用图中的装置 制备干燥的NH,连接顺序为a→ 尾气吸收（按气流方向，用小写字母表示）。 一浓氨水 一浓硫酸 碱石灰 “尾气吸收”装置，可选择 H20 H,0 H,0 CCL,溶液 E F G (2)进行NH3性质实验的装置如图。 活塞1 活塞2 150kPa 100kPa 石蕊 HCI NH 水溶液 先打开活塞1，瓶Ⅱ中的现象是 ,稳 定后，关闭活塞1；再打开活塞2，瓶Ⅱ中的现象是 (3)某研究小组用磷酸(HPO4)吸收氨气制备干粉 灭火剂磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4],装置如图所 示。当溶液pH为8.0~9.0时，停止通NH3,即可 制得(NH,)2HPO,溶液，装置中活塞K2的作用为 。 实验过程中，当出现 现象时，应及时关闭K,打 开K2。 ·16 第三章物质的性质与转化 K1 K2 尾气处理 pH传感器 H,PO (4)将氨气通入一定量硫酸中可得(NH4),SO,和 NH,HSO,混合物，称取该混合物固体样品3.62g,加 入足量NaOH溶液，充分反应，生成NH896mL(标 准状况)，则n[(NH)2SO]:nL(NH)2SO]= 解析：制备氨气，本实验运用CO与氨水反应制 备，以及收集干燥的氨气，实验室常用碱石灰干燥 氨气，氨气的密度小于空气，因此收集方式为向下 排空气法收集，因此连接装置为a→d→e→f→g→d →e→尾气处理装置，据此分析。 (1)生石灰遇水放出大量的热，使NH·H,O分解为 氨气，其反应的化学方程式为CO十NH·H,O Ca(OH)2+NH↑；盛放浓氨水的仪器为分液漏斗；A 为制气装置，实验室常用碱石灰干燥氨气，氨气的密度 小于空气，因此收集方式为向下排空气法收集，在收集 装置与尾气处理装置之间需要连有一个干燥装置，连 接顺序是ade→f→gd→e→尾气处理装置；氨气 极易溶于水，常用水来吸收尾气，同时要防止倒吸，因 此用E、G作尾气吸收装置； (2)先打开活塞1，氨气与HC1反应生成NH,CI固 体，因瓶I中的压强大于瓶Ⅱ中的压强，因此在瓶 Ⅱ中有白烟产生；氨气是碱性气体，石蕊溶液遇氨 气变红，又因为氨气极易溶于水，容易引起倒吸，因 此稳定后，关闭活塞1；再打开活塞2，瓶Ⅱ中观察 到的现象是烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到瓶Ⅱ 中，形成红色溶液； (3)由于氨气极易溶于水，因此可选择打开活塞K, 以平衡气压，防止发生倒吸，因此实验过程中，当出 现倒吸现象时，应及时关闭K1,打开K2,以平衡内 部气压； (4)令硫酸铵的物质的量为amol,硫酸氢铵的物质 的量为bmol,因此有132a十115b=3.62,根据氮原 0.896L 子守恒，用20+6=22.4Lm0,两式联立解得a 0.01,b=0.02,a:b=1:2。 答案：(1)CaO+NH·H,O-Ca(OH)2+NH↑ 分液漏斗d→e→f→g→d→eEG (2)有白烟产生烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到 瓶Ⅱ中，形成红色溶液 (3)平衡气压防止倒吸倒吸(4)1：2