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2021-05-30颜建河
颜建河
随着新高考改革的不断深化,高三复习正迈步向前,同学们经历了一轮、二轮的复习,影响成绩的弊病都已逐步被铲除了,自信心大大增强。如何在高三的后期复习中做到提“效”增“益”,这就要求我们复习时要进一步研究“高考评价体系”,强化教材热点,特别是要认真研读近几年的高考真题,熟悉这些热点所涉及的各种题型的考查方式及切入点,要在强化真题演练的过程中,学会总结,学会反思,努力做到有的放矢。这样,高三的复习效率才能最大化,高考中才能做到战无不胜,取得好成绩。
一、以图表、模型、图形等为核心载体进行命题,其解决对策就是依据所涉及的基本概念和基本理论知识为切入点
认真研读《中国高考评价体系》,结合“课程标准”和教材,不难发现,化学基本概念和基本理论是高考必考核心内容之一,涵盖必修模块“化学1“化学2”和选修模块“化学反应原理”的内容。高考命题往往取材于能源、环境问题、化工生产等情景,题目围绕一个主题,以“拼盘”的形式呈现,每个小题有一定的相对独立性,将热化学、化学反应速率、电化学及三大平衡知识融合在一起进行考查,且题目中结合图像、表格、数据、装置等信息,着力考查考生的阅读、读图、分析归纳问题的能力。考点主要涉及盖斯定律与热化学方程式、化学反应速率的计算及其影响因素、平衡常数计算及其影响因素、化学平衡移动及其影响因素、电极反应方程式书写等。解决这类问题的对策:(1)泛读,浏览全题,明确已知和待求解的问题;(2)细读,把握关键字、词、数量关系、图表中信息含义等;(3)精读,深人思考,注意挖掘隐含信息。在认真审题后,根据题目中所给出的文字、图像、数据等提炼出重要的信息,联系相关概念、理论和解题技巧等,分析每小题的考查方向,组织答案。同时,书写答案时要细心、规范、整洁,避免无谓失分。
例1催化还原CO,是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO,和H,可发生两个平行反应,分别生成CH,OH和CO。反应的热化学方程式如下:
某实验室控制CO。和H,初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(见表1):
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒。Cat.2:Cu/ZnO纳米片。甲醇选择性:转化的CO,中生成甲醇的百分比。
已知:①CO和H的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-l和-285.8kJ·mol。
②H,O(l)H,O(g)△H=44.0kJ·mol。
请回答(不考虑温度对△H的影响):(1)反应I的平衡常数表达式K=反应II的△H=kJ.mol~。
(2)有利于提高CO。转化为CH,OH平衡转化率的措施有
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度E.增大CO,和H的初始投料比
(3)在图1中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程一能量”示意图。
(4)研究证实,CO,也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在極,该电极反应式是
解析:本题是一道以图表、模型、图形等为核心载体进行命题的常考题型,着力考查基本概念和基本理论知识。试题涉及化学平衡常数、盖斯定律、平衡移动原理、催化剂的作用、电解池的工作原理和电极反应的书写等知识,有一定难度。解答好这类问题的关键就是认真读题,仔细观察试题给予的图表、图形等相关信息从中提炼出有用的规律,再结合所学相关知识来寻找解决问题的切入点。
(1)根据平衡常数表达式,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,则其平衡
(2)反应I中,使用催化剂Cat.1,平衡不移动,不能提高转化率,则A项错误;使用催化剂Cat.2,平衡不移动,不能提高转化率,则B项错误;降低反应温度,平衡正向移动,可增大转化率,则C项正确;投料比不变,增加反应物的浓度,平衡正向移动,可增大转化率,则D项正确;增大CO,和H的初始投料比,可增大氢气的转化率,二氧化碳的转化率减小,则E项错误。
(3)从表中数据分析,在催化剂Cat.2的作用下,甲醇的选择性更大,说明催化剂Cat.2对反应I催化效果更好,催化剂能降低反应的活化能,说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低。
(4)CO,也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,C元素化合价降低,被还原,则为电解池的阴极反应,其电极方程式为CO,+6H++6e-CHOH+H20。
二、以化学工艺流程(框图信息)为核心载体进行命题,其解决对策就是依据所涉及元素化合物相关知识为切入点
常见无机物及其运用是高考必考核心内容之一,涵盖必修模块“化学1”“化学2”的内容。高考命题往往以化学工艺流程框图的形式呈现,考查考生运用化学反应原理和元素化合物的相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。工艺流程题主要有两种考查方式:工业制备,工业提纯。化工生产中的生产流程用框图的形式表示出来,并根据物质生产流程中的有关化学知识进行设问。考点主要涉及离子方程式书写、氧化还原反应和化学平衡移动等相关知识。解决这类问题的对策:(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。(2)分析流程中的每一个步骤,从几个方面了解流程:①反应物是什么?②发生了什么反应?③该反应造成了什么后果?对制造产品有什么作用?抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。(3)从问题中获取信息,了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手:①对反应速率有何影响?②对平衡转化率有何影响?③对综合生产效益有何影响?原料成本,原料来源是否广泛,是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(绿色化学)等方面都要考虑。
例2废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程如下:
回答下列问题:
(1)反应I是将Cu转化为Cu(NH),反应中H,O,的作用是。写出操作①的名称:
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH)+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
操作②用到的主要仪器名称为,其目的是(填序号)
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离c.增加Cu+在水中的溶解度
(3)反应I是有机溶液中的CuR。与稀硫酸反应生成CuSO,和若操作③使用如图3所
示装置,图中存在的错误是
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO溶液。阴极析出铜,阳极产物是。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是
(5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是
。循环使用的NH,CI在反应I中的主要作用是
解析:本题考查物质制备流程的分析判断,涉及离子方程式的书写、基本实验操作的判断等,难度不大。解决好这类题目的关键,就是熟悉化学工艺流程试题的分析思路,认真读题,特别要认真读懂流程(框图),并依据设问,结合所学相关知识解答。
(1)双氧水具有氧化性,能氧化还原性物质Cu,反应I是将Cu转化为Cu(NH),Cu被氧化,则反应中H,O,的作用是作氧化剂。分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,该混合溶液中贵重金属是难溶物,铜氨溶液是液体,操作①是把滤渣和液体分离,所以该操作为过滤。
(2)根据流程图可知,反应II是铜氨溶液中的Cu(NH)与有机物RH反应生成CuR,,同时生成NH和NH。,所以该反应的离子方程式为Cu(NH)++2RH2NH+2NH。+CuR。分离互不相溶的液体应采用分液方法,分液时常用分液漏斗,操作②是把水层与有机层分离,所以该操作为分液,需要的主要仪器为分液漏斗。Cu元素富集在有机层,所以该操作的目的是富集Cu元素,使铜元素与水溶液中的物质分离。
(3)CuR中R元素为-1价,所以反应I是有机溶液中的CuR,与稀硫酸反應生成CuSO和RH。操作③使用的萃取操作中分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁,且分液漏斗内的液体太多。
(4)以石墨为电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,所以阳极上生成Og,同时有大量的H生成,且SO也向阳极移动,所以阳极产物还有H,SO。从溶液中得到晶体的操作步骤一般为加热浓缩、冷却结晶、过滤。
(5)电解CuSO溶液时能得到硫酸,操作④中得到的硫酸可用在反应皿中,所以第三处循环的试剂为H,SO。氯化铵溶液为酸性,可降低溶液中氢氧根离子的浓度,防止由于溶液中的c(OH)过高,生成Cu(OH),沉淀。
答案:(1)作氧化剂过滤
(2)Cu(NH)++2RH
2NH+
2NH,+CuR2分液漏斗a、b
(3)RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁,液体过多
(4)O2、H,SO,加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)HSO,防止由于溶液中的c(OH)过高,生成Cu(OH),沉淀
三、以有机物制备及有机合成路线为核心载体进行命题,其解决对策就是依据所涉及的有机化学相关知识为切入点
常见有机物及运用是高考必考核心内容之一,贯穿于有机化学各模块之中。高考命题往往以有机物的衍变关系而设计。这类试题通常以新药、新的染料中间体、新型有机材料的合成作为载体,引入新的信息,组合多个化合物的反应,合成具有指定结构的产物,从中引出相关的各类问题,推断各有机物的结构特点和所含官能团、判断反应类型,考查化学方程式的书写、书写同分异构体、设计产物的合成路线等。解决这类问题的对策:(1)目标有机物的判断。判断目标有机物属于哪类有机物,分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。(2)目标有机物的拆分。根据给定原料,利用反应规律把目标有机物分解成若干个片段,找出官能团引人、转换的途径及保护方法。(3)思维能力要求。思维的深刻性(演绎推理)、思维的灵活性(知识的迁移,触类旁通)思维的批判性(判断与选择)等,即观察目标分子的结构(目标分子的碳架特征,及官能团的种类和位置)一由目标分子和原料分子综合考虑设计合成路线(由原料分子进行目标分子碳架的构建,以及官能团的引入或转化)一对于不同的合成路线进行优选(以可行性、经济性、绿色合成思想)。同时,要读懂题目,找出有用信息,对于新的有机反应历程,必须弄清来龙去脉,找出解题切人口。
例了异戊二烯是重要的有机化工原料,其结构简式为CH,=C(CH)CH=CH。完成下列填空:
(1)化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br,/CCl反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的结构简式为
(2)异戊二烯的一种制备方法如下所示:
A能发生的反应有
(填反应类型)。
B的结构简式为
(3)设计一条由异戊二烯制得有机合成中
解析:本题是一道以有机物的制备、合成路线为核心载体进行命题的常考题型,着力考查利用题给信息,对信息进行选择、提炼、加工和运用的能力。试题涉及有机物结构的书写、反应类型的判断和合成路线的设计,难度不大。为此,解答好这类问题的关键就是认真读题,仔细分析有机物的结构、官能团的转化,从中抓住产物的结构、性质、实验现象、反应类型这条主线,并结合试题中的设问来寻找解决问题的切人点。
(1)由题意可知,化合物X与异戊二烯的分子式相同,则X的分子式为CHo,X的不饱和度0=2;由X与Br,/CC1,发生加成反应产物为3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,则X分子中存在碳碳三键,其结构简式为CH=CCH(CHg)z。
(2)A分子中存在碳碳三键,能与HO、X,、H,.HX等发生加成反应,与H,的加成反应也属于还原反应;能被酸性高锰酸钾溶液氧化而发生氧化反应;能发生加聚反应(聚合反应)。A分子中存在羟基能发生取代反应(酯化反应)和消去反应。将A与异戊二烯的结构简式对比可知,A首先与H,发生加成反应生成H,C=CH-C(OH)(CH),再发生消去反应即可得到异戊二烯,所以B的结构简式为H,CCH-C(OH)(CH)2。
(3)根据题意可知,CH=C(CH)CH=CH在一定条件下首先与HC发生加成反应生成CH-C(CH)CHCHC;CH-C(CH)CHCHC在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代(水解)反应生成CH,=C(CH)CH,CH,OH;CH,=C(CH)CH,CH,OH在催化剂、加热条件下与H,发生加成反应即可生成CH;CH(CH)CHCH,OH。
四、以物质的结构、性质为核心载体进行命题,其解决对策就是依据所涉及的物质结构与性质的相关知识为切入点
物质结构与性质是高考必考核心内容之一,涵盖必修模块“化学2”和选修模块“物质结构与性质”的内容。高考命题在原子结构与物质方面涉及核外(价层)电子排布式或轨道表示式(电子排布图),电离能、电负性的大小判断等;在分子结构与性质方面涉及。键、兀键、分子极性、价层电子对数、孤电子对数、分子空间构型和氢键的判断与分析;在晶体结构与性质方面涉及晶体熔沸点的比较、晶体类型的判断、晶胞的有关配位数及其微粒计算等。解决这类问题的对策:(1)熟悉1~36号元素原子或离子的核外电子的排布(尤其是第四周期元素)。(2)熟悉元素电离能和电负性分别与元素性质的关系。(3)知道各类化学键(含共价键的“三参数”、配位键等)与物质组成、性质的关系。(4)清楚分子间作用力、氢键与物质性质的关系。(5)熟悉四类晶体的构成微粒以及微粒间作用力与晶体性质的关系。(6)清楚键的极性与分子极性的关系,杂化轨道“三类型”与简单分子或者离子的空间结构的关系等。认真读题,掌握“物质结构与性质”相关内容,才可迅速找到解决问题的切入点。
例4碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态C原子中,核外存在对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是
(3)CS,分子中,共价键的类型有
原子的杂化轨道类型是
写出两个与
CS,具有相同空间构型和键合形式的分子或离子:
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)g,该化合物熔点为253K,沸点为376K,其固体属于晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯與金刚石的晶体结构如图4所示:
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环,每个六元环占有个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接个六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。
解析:本题涉及外电子运动状态、化学键类型、杂化轨道的判断、分子的空间构型及晶体的结构等相关知识,难度较大。
(1)电子在原子核外出现的概率密度可用电子云来描述;基态"C原子核外电子排布式为1s'2s'2p*,2个s轨道分别存在1对自旋相反的电子,2p轨道上的2个电子自旋方向相同。
(2)碳原子有4个价电子,且碳原子半径较小,很难通过得电子或失电子形成稳定电子结构,在形成化合物时,通常通过共用电子对形成共价键,则键型以共价键为主。
(3)CS,与CO,互为等电子体,结构式为S=C=S,分子中含2个。键、2个兀键,则碳原子采用sp杂化。与CS,互为等电子体的分子或离子,与其具有相同空间构型和键合形式,可用如下两种方法寻找其等电子体,一是同主族替换,如CO,、COS,二是“左右移位、平衡电荷”,如SCN、OCN等。
(4)Fe(CO),的熔、沸点较低,符合分子晶体的性质,则Fe(CO)。固体属于分子晶体。
(5)①由图可知,石墨烯中每个碳被3个六元环所共有,每个六元环占有的碳原子数为6X3=2。②金刚石晶体中每个碳原子被12个环所共有。六元环呈船式或椅式结构,最多有4个原子共平面。
答案:(1)电子云2
(2)C有4个价电子,且碳原子半径小,难以通过得电子或失电子达到稳定电子结构
(3)σ键和π键sp杂化COg、COS、SCN-、OCN等
(4)分子
(5)①32②124
例5锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Zn原子核外电子排布式为
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I(Zn)I(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是
(3)ZnF,具有较高的熔点(872。C),其化学键类型是;ZnF,不溶于有机溶剂而ZnCl,、ZnBrz、ZnI能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO,)人药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO。中,阴离子空间构型为
C原子的杂化形式为(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图5所示,这种堆积方式称为___。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为Na,Zn的密度为
g.cm-3
(列出计算式)。
解析:(1)Zn是第30号元素,所以核外电子排布式为【Ar】3d'4s*。
(2)Zn的第一电离能高于Cu的第一电离能,原因是Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构,所以失电子
比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子,而Cu的最外层是一个电子,Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对,额外吸收能量。
(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物,所以一定存在离子键。作为离子化合物,氟化锌在有机溶剂中应该不溶,而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物,分子的极性较小,能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。
(4)碳酸锌中的阴离子为CO,根据价层电子对互斥理论,其中心原子C的价电子
(5)由图示可知,金属Zn晶体中的原子堆积方式为六方最密堆积。为了计算方便,选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的锌原子为12X-+2x1+3=6个,所以该结构的质量为6X-g。该六棱柱的底面为正六边形,边长为acm,底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为6X
答案:(1)[Ar]3d'4s?(或1s'2s'2p'3s'3p3d'4s')
(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
(3)离子键ZnF,为离子化合物,ZnCl,、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主,极性较小
(4)平面正三角形sp?
(责任编辑谢启刚)