粒子图题考什么
粒子示意图particulate diagram用小圆点表示原子、分子和离子。AP 化学几乎每个单元都会用到它，常见的有五类：
- 反应前后：原子守恒、按计量数反应、哪种反应物先用完（U4.5）。
- 溶液：强电解质完全电离、弱电解质部分电离、难溶物沉淀、稀释、比较浓度（U3.8、U4.2、U8.3）。
- 气体：同温同体积时压强和分子数成正比；分压和摩尔分数（U3.4）。
- 平衡：数出各物质的粒子数，算 K 或 Q，判断反应方向（U7.8）。
- 物态与作用力：固、液、气中粒子的排列和间距；离子周围水分子的取向（U3.1、U3.3）。
四步读图
- 先看图例和题干。 每种颜色、大小代表什么？水分子画了没有？方框的大小代表什么（例如体积）？一个粒子代表多少物质的量？
- 数清楚。 把每种粒子的个数写在草稿上，不要凭感觉估。
- 对照守恒和比例。 原子个数前后相等；溶液里正电荷总数等于负电荷总数；反应按计量数进行，直到限量反应物用完。
- 排除错误选项。 错误的图通常犯了下面某一种错误：
- 原子个数前后不相等；
- 两种反应物都还剩下（反应没有进行到底）；
- 强电解质画成分子，或者弱电解质画成全部电离；
- 难溶物画成自由离子，或者把易溶物画成沉淀；
- 离子个数比不对，例如 CaCl₂ 溶液里 Cl⁻ 应该是 Ca²⁺ 的 2 倍；
- 稀释前后溶质粒子个数变了；
- 水分子取向画反：O 原子应朝向阳离子，H 原子应朝向阴离子。
选一个情境，点你认为正确的图：
容器里的 H₂ 和 O₂ 按 2H₂ + O₂ → 2H₂O 反应，直到有一种反应物用完。哪幅图表示反应后的容器？
A：5 个 H₂O 含 5 个 O 原子，而反应前只有 4 个 O 原子（2 个 O₂），原子不守恒。
B：O₂ 是限量反应物，2 个 O₂ 和 4 个 H₂ 生成 4 个 H₂O，剩下 1 个 H₂。前后都是 10 个 H 原子、4 个 O 原子。
C：原子是守恒的，但 H₂ 和 O₂ 都还有剩余，反应没有进行到底；题目说反应进行到有一种反应物用完为止。
HF 是弱酸。哪幅图最能表示 HF 水溶液中的溶质粒子？
A：HF 全部电离成 H₃O⁺ 和 F⁻，这是强酸（如 HCl）溶液的样子。
B：一点离子都没有，表示 HF 完全不电离，这和 HF 溶液呈酸性、能导电不符。
C：大部分以 HF 分子存在，只有少数电离成 H₃O⁺ 和 F⁻：弱酸只部分电离。
等物质的量的 AgNO₃ 溶液和 NaCl 溶液混合。哪幅图表示混合后的情况？
A：Ag⁺ 和 Cl⁻ 结合成难溶的 AgCl 沉在底部；Na⁺ 和 NO₃⁻ 是旁观离子，仍然分散在溶液里。
B：AgCl 难溶，Ag⁺ 和 Cl⁻ 不会都以自由离子的形式留在溶液里。
C：沉淀画错了：NaNO₃ 易溶（钠盐和硝酸盐都易溶），难溶的是 AgCl。
向一份氨水中加水，体积变为原来的 2 倍。哪幅图表示稀释后的溶液？（方框的大小代表体积）
A：溶质分子少了一半。稀释只加了水，溶质的物质的量不变。
B：溶质分子个数不变（8 个），体积变为 2 倍，所以浓度变为原来的一半。
C：溶质分子变成了 2 倍。加水不会增加溶质。
例题 1：由粒子图求 K，再判断方向
1.0 L 容器中，A₂(g) ⇌ 2A(g) 已达到平衡，粒子图中有 3 个 A₂ 和 6 个 A，每个粒子代表 0.10 mol。求 K。同一温度下，另一个 1.0 L 容器中有 4 个 A₂ 和 4 个 A，反应向哪个方向进行？
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把粒子数换算成浓度（单位 mol/L）。 每个粒子 0.10 mol，体积 1.0 L：
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写 K 并代入。 A 的计量数 2 成为幂次：
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第二个容器的 Q。
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比较 Q 和 K。 Q = 0.40 < K = 1.2，生成物相对太少，反应向正方向进行：A₂ 分解，A 增多。
例题 2：离子个数比和电荷守恒
一幅粒子图表示 0.10 mol/L CaCl₂ 溶液的一小部分，图中有 4 个 Ca²⁺。图里应该有几个 Cl⁻？另一名学生画了 4 个 Ca²⁺ 和 4 个 Cl⁻，错在哪？在同样大小的方框里画 0.10 mol/L NaCl 溶液，Cl⁻ 的个数和 CaCl₂ 溶液相比怎样？
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写电离方程式。 CaCl₂ 是易溶的强电解质，完全电离：
每个 Ca²⁺ 对应 2 个 Cl⁻，所以图里应有 4 × 2 = 8 个 Cl⁻。
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用电荷守恒检查。
正负电荷相等，溶液呈电中性。
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找出另一幅图的错误。 4 个 Ca²⁺ 和 4 个 Cl⁻ 的总电荷是 +8 − 4 = +4，溶液不呈电中性。离子溶液里阴、阳离子的电荷总数相等，个数不一定相等。
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和 NaCl 溶液比较。 0.10 mol/L NaCl 中 c(Cl⁻) = 0.10 mol/L，0.10 mol/L CaCl₂ 中 c(Cl⁻) = 0.20 mol/L。同样大小的方框里，NaCl 溶液的 Cl⁻ 只有 CaCl₂ 溶液的一半，即 4 个。
- KNO₃ 溶液：4 个 K⁺ 和 4 个 NO₃⁻，彼此分开
KNO₃ 完全电离，K⁺ 和 NO₃⁻ 个数比 1 : 1。
- CH₃COOH 溶液：6 个 CH₃COO⁻ 和 6 个 H₃O⁺，没有 CH₃COOH 分子
醋酸是弱酸，大部分应以 CH₃COOH 分子存在。
- 反应 N₂ + 3H₂ → 2NH₃ 进行完全，反应前 2 个 N₂、3 个 H₂，反应后 2 个 NH₃ 和 1 个 N₂
H₂ 是限量反应物：3 个 H₂ 和 1 个 N₂ 生成 2 个 NH₃，剩 1 个 N₂。
- MgCl₂ 溶液：3 个 Mg²⁺ 和 3 个 Cl⁻
Cl⁻ 应该是 Mg²⁺ 的 2 倍，即 6 个。
- BaSO₄ 加入水中：Ba²⁺ 和 SO₄²⁻ 分散在整个溶液里，杯底没有固体
BaSO₄ 难溶，应画成杯底的固体（溶解的极少）。
- 温度不变，容器体积压缩一半：气体分子个数不变，分子更密集
压缩不改变分子个数，只改变间距。
- NaCl 溶液：Na⁺ 周围的水分子都用 H 原子朝向 Na⁺
水分子带部分负电荷的 O 原子朝向阳离子 Na⁺。
- 液态水变成水蒸气：分子个数不变，分子间距变大，分子没有拆开
蒸发是物理变化，H₂O 分子保持完整。
常见误区
误区 1：“粒子图看个大概就行，不用数。” 几个选项常常只差一两个粒子：多一个 O₂ 或少一个 Cl⁻，就从正确变成错误。一定要数清楚，写下来。
误区 2：“弱酸溶液里一点离子都没有。” 弱酸部分电离，图里大部分是分子，同时有少量 H₃O⁺ 和酸根离子；完全没有离子就成了非电解质。
误区 3：“溶液里阴离子和阳离子的个数一定相等。” 相等的是正负电荷的总数，不是离子个数。CaCl₂ 溶液里 Cl⁻ 的个数是 Ca²⁺ 的 2 倍。
即时小测
容器中有 6 个 H₂ 和 2 个 N₂，按 N₂ + 3H₂ → 2NH₃ 反应完全。反应后容器里有什么？
2 个 N₂ 正好需要 6 个 H₂，生成 4 个 NH₃，两种反应物都用完。
表示 Na₂SO₄ 溶液的粒子图中，Na⁺ 和 SO₄²⁻ 的个数关系应该是？
Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄²⁻，电荷也正好相等。
两个同样大小、同温的容器，X 中有 8 个气体分子，Y 中有 4 个。X 与 Y 的压强之比是？
同温同体积时，压强和分子数成正比。
画 Cl⁻ 周围的水分子时，水分子应该怎样取向？
带部分正电荷的 H 原子朝向阴离子 Cl⁻。
同一个容器中 X ⇌ Y 达到平衡，图中有 2 个 X 和 6 个 Y（每个粒子代表相同的物质的量）。K 是多少？
同一体积中浓度之比等于粒子数之比：K = c(Y)/c(X) = 6/2 = 3。
一幅稀释后的粒子图中，溶质粒子比稀释前多。这违反了什么？
加水只增加溶剂，溶质粒子个数不变，浓度因体积变大而减小。
AP 式练习
25 °C 时，一个刚性容器中的 CO(g) 和 O₂(g) 按 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) 反应。反应前的粒子图中有 6 个 CO 分子和 4 个 O₂ 分子。
(a) 哪种是限量反应物？说明理由。
(b) 描述反应进行完全后容器中的粒子，写出每种粒子各有几个。
(c) 用你在 (b) 中的答案，验证 C 原子和 O 原子都守恒。
(d) 反应前后温度相同。反应后容器内的压强是反应前的多少倍？
(e) 一名学生画的反应后粒子图中有 6 个 CO₂ 和 4 个 O₂。指出错误。
参考答案与评分要点
(a) CO 是限量反应物。6 个 CO 只需要 3 个 O₂，而容器中有 4 个 O₂，所以 CO 先用完。
(b) 6 个 CO₂ 和 1 个 O₂（6 个 CO 消耗 3 个 O₂，生成 6 个 CO₂）。
(c) C 原子：反应前 6（CO），反应后 6（CO₂）。O 原子：反应前 6 + 4 × 2 = 14，反应后 6 × 2 + 1 × 2 = 14。都守恒。
(d) 同温同体积时压强和分子数成正比：反应前 10 个分子，反应后 7 个，压强是原来的 7/10 = 0.70 倍。
(e) O₂ 没有被消耗：反应应该用掉 3 个 O₂，只剩 1 个。按学生的图，O 原子有 6 × 2 + 4 × 2 = 20 个，比反应前的 14 个多，原子不守恒。
评分要点： (a) 指出 CO 并说明理由；(b) 6 个 CO₂、1 个 O₂；(c) C 和 O 两种原子的个数；(d) 0.70 倍，理由是压强与分子数成正比；(e) 指出 O₂ 应剩 1 个或原子不守恒。
小结
- 四步读图：看图例和题干 → 数清楚 → 对照守恒和比例 → 排除错误选项。
- 常见错误：原子不守恒、两种反应物都剩下、强弱电解质画反、沉淀画错、离子个数比不对、稀释时粒子数变了、水分子取向画反。
- 同一体积中，浓度之比等于粒子数之比；同温同体积时，压强之比等于气体分子数之比。
AP 提示： FRQ 要求画粒子图时，先在草稿上列出每种粒子的个数，检查原子守恒和电荷守恒，再动笔；图里写上图例（每种圆代表什么），粒子个数比要画准。