内容正文:
2026年江苏省高考化学真题完全解读
【试题分析】
2026年高考江苏卷化学试题以《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》为命题依据,体现江苏卷一贯的”宽基础、重思维、强探究”命题风格,整体难度适中偏难,具有良好的区分度和选拔功能。试卷分为选择题和非选择题两部分,选择题共13小题(每题3分,共39分),非选择题共4小题(共61分),满分100分。
试卷知识模块覆盖全面:选择题部分涵盖化学与能源(第1题)、物质结构与性质(第2、4题)、化学实验基础(第3题)、有机化学基础(第5、6、7题题组)、电化学(第8题)、元素化合物与实验探究(第9题)、氧化还原反应(第10题)、有机推断与结构分析(第11题)、沉淀溶解平衡与电解质溶液(第12题)以及化学反应速率与化学平衡(第13题)。非选择题部分包含工艺流程综合(第14题,铷的提取)、有机合成推断(第15题)、实验探究(第16题,粗盐水检验精制与氯碱工业)以及化学反应原理与物质结构综合(第17题,碳循环与MOFs材料)。
试卷突出五大核心素养的考查:“宏观辨识与微观探析”体现在第2、4题的原子结构和元素周期律分析中;“变化观念与平衡思想”体现在第12、13题的沉淀溶解平衡和化学平衡图像分析中;“证据推理与模型认知”体现在第11题的有机结构推断和第15题的合成路线设计中;“科学探究与创新意识”体现在第9、16题的实验方案分析与实验方案设计中;“科学态度与社会责任”体现在第1题的能源体系、第5-7题的生命健康、第10题的环境治理和第17题的碳循环中,全面体现化学学科的育人价值。
试题注重真实情境的创设,如第1题以”构建新型能源体系,建设能源强国”为背景,第3题以青蒿素的提取为情境,第5-7题以人体营养物质与健康为素材,第10题以含氰废水处理为背景,第14题以航空航天材料铷的提取工艺为载体,第17题以碳循环与”双碳”目标为引领,充分体现化学学科的时代价值与社会意义。
【试题亮点】
1. 情境创设真实化
试题紧密联系生产生活实际和科技前沿,将化学知识融入真实情境之中。第1题以能源体系建设为背景考查能量转化方式,引导学生关注国家能源战略;第3题以青蒿素提取为情境,将中国传统医药与现代化学实验操作相结合,弘扬中医药文化;第5-7题以人体营养与健康为素材,串联糖类、蛋白质、油脂、维生素和无机盐等核心概念,体现化学与生命健康的密切联系;第10题以高铁酸钾处理含氰废水为背景,融合氧化还原反应原理与环境保护;第14题以航空航天领域关键材料RbCl的生产工艺为载体,考查化工流程综合分析能力;第17题以碳循环与MOFs材料为情境,呼应”双碳”目标,彰显化学在应对全球气候变化中的重要作用。
2. 考查方式综合化
试题注重多模块知识融合,打破传统知识边界。第5-7题以同一段阅读材料为背景,串联有机化学基础(糖类、蛋白质、油脂的组成与性质)、化学反应原理(热化学方程式、离子方程式、缓冲体系)和物质结构(配位键、氧化还原)等多维度知识;第9题以CuCl的性质探究为线索,融合氧化还原反应、配合物形成、溶液pH判断和化学实验分析等多个考点;第12题将铁离子与磷酸根的沉淀溶解平衡、磷酸的多级电离、分布系数与pH的关系有机结合,考查学生综合运用水溶液化学知识的能力;第17题更是将碳循环过程、配合物结构、电极反应、晶体结构和热稳定性分析融为一体,体现跨模块综合的命题理念。
3. 能力考查层次化
试题遵循”基础—综合—探究”的梯度设计原则。基础层级方面,第1、2、3、4题分别考查能量转化、化学键与分子结构、实验基本操作和元素周期律,侧重识记和理解层次,难度较低。综合运用层级方面,第8题(电化学综合分析)、第11题(有机结构与性质判断)、第12题(沉淀溶解平衡与分布系数计算)、第13题(化学平衡图像分析)要求学生在掌握基础知识的前提下,具备较强的综合分析能力和信息提取能力。探究创新层级方面,第14题第(4)问的萃取回收率计算、第15题的有机合成路线设计、第16题第(3)问的实验方案补充设计、第17题第(3)问的MOFs材料综合分析,均要求学生具备高阶的推理、论证和创新思维能力,充分体现江苏卷对学生科学探究素养的重视。
【命题趋势】
1. 强化真实情境中的知识迁移
江苏卷命题越来越注重将化学知识置于真实的科研、生产和生活情境中,要求学生能够在陌生情境中识别化学原理并灵活运用。第3题青蒿素提取、第10题含氰废水处理、第14题铷的提取工艺、第17题碳捕集与MOFs材料,均是真实科研或生产场景的再现。未来备考应注重培养学生”从情境中提取化学信息→建立认知模型→运用化学知识解决问题”的能力链。
2. 突出实验探究与方案设计能力
江苏卷历来重视实验探究能力的考查。第9题以CuCl的性质探究实验为素材,要求学生根据实验现象推断反应本质;第16题更是将粗盐水的检验、精制、电解和循环利用贯穿为一个完整的实验探究链条,特别是第(3)问要求补充完整的实验方案,对学生的实验设计能力提出了很高要求。预计实验方案设计类试题将继续作为区分高层次考生的核心题型。
3. 深化模块融合与跨领域综合
试题不再将各知识模块孤立考查,而是依托真实情境实现有机融合。第5-7题的”生命健康”题组覆盖有机化学基础、化学反应原理和物质结构三大模块;第17题将碳循环(化学反应原理)、配合物结构(物质结构)、电极反应(电化学)、MOFs晶体结构(物质结构)和热稳定性(元素化合物)融合为一题。这种跨模块的综合趋势要求学生在复习中建立网状知识结构。
4. 关注科技前沿与绿色发展
试题情境大量取材于科技前沿和绿色发展热点:第1题的能源体系建设、第10题的水污染治理、第13题的加氢制乙烯(碳资源化利用)、第14题的航空航天材料、第17题的碳捕集与MOFs新材料,均体现化学学科在解决能源、环境、材料等全球性挑战中的核心作用。建议备考中关注化学前沿进展和国家重大科技成就,增强情境素材储备。
考点细目表
题号
题型
情境解读
考查内容
命题细目
1
选择题
能源体系建设
化学能与电能的转化/常见发电方式的能量转化类型判断
涉及基础知识:化学能与电能的相互转化、原电池概念、常见能源形式及其能量转化方式
2
选择题
锅炉水除氧
分子中σ键判断/O原子结构示意图/结构式/电子式书写
涉及基础知识:共价键类型、原子结构示意图、结构式与电子式的规范书写、σ键与π键
3
选择题
黄花蒿提取青蒿素
研磨操作目的/相似相溶原理/过滤操作分析/蒸馏冷凝原理
涉及基础知识:物质分离提纯基本操作、相似相溶原理、过滤与蒸馏装置的使用
4
选择题
青铜中的锡
气态氢化物热稳定性比较/第一电离能/原子半径/基态原子电子排布
涉及基础知识:同主族元素性质递变规律、第一电离能周期性变化、原子半径比较、电子排布式书写
5
选择题
人体营养与健康
糖类蛋白质油脂的元素组成/尿素分子间氢键/油脂水解产物/有机反应类型判断
涉及基础知识:基本营养物质的元素组成、氢键形成条件、油脂的水解、有机反应类型
6
选择题
人体营养与健康
氧化还原反应离子方程式/热化学方程式正误判断/缓冲体系/离子方程式
涉及基础知识:离子方程式配平与书写、热化学方程式规范、酸碱平衡、沉淀反应
7
选择题
人体营养与健康
化合物稳定性/配合物/与维生素C/蛋白质合成与氨基酸来源
涉及基础知识:碱金属化合物性质、配合物与配位键、氧化还原反应在生活中的应用、蛋白质的组成
8
选择题
镁锰干电池
原电池电极反应/离子迁移方向/副反应分析/电子转移计算
涉及基础知识:原电池工作原理、电极反应类型判断、离子迁移方向、电子守恒计算
9
选择题
CuCl性质探究
氧化还原反应判断/还原性离子的氧化/溶液离子浓度比较/溶液pH判断
涉及基础知识:氧化还原反应与复分解反应区分、配合物形成、化学实验现象分析、盐类水解
10
选择题
含氰废水处理
氧化还原反应中化合价变化/酸碱性与产物判断/电子守恒计算/化合价与氧化性
涉及基础知识:氧化还原反应基本概念、电子守恒法计算、元素最高价态判断
11
选择题
甾类药物中间体合成
碳碳三键的加成/苯环与三键的催化加氢/碳原子共平面判断/手性碳判断
涉及基础知识:不饱和键的加成反应、催化加氢、碳原子杂化与共平面、手性碳原子识别
12
选择题
磷酸盐体系沉淀溶解平衡
电荷守恒/沉淀溶解平衡/分布系数与pH关系/沉淀转化
涉及基础知识:溶液中电荷守恒、溶度积与沉淀溶解平衡、多元弱酸分布系数、沉淀转化原理
13
选择题
加氢制乙烯
温度对平衡转化率的影响/压强对平衡的影响/平衡转化率变化值比较/催化剂与反应时间
涉及基础知识:化学平衡移动原理、温度与压强对平衡的影响、平衡转化率、催化剂的作用
14
非选择题
黑云母提取铷(Rb)
浮选分离原理/酸浸金属离子分析/物质溶解度曲线应用/焙烧反应方程式/萃取回收率计算
涉及基础知识:浮选与表面化学、矿物酸浸原理、溶解度曲线应用、热分解反应方程式书写、元素守恒与回收率计算
15
非选择题
有机合成路线
碳原子杂化方式判断/有机反应现象/加成反应产物推断/同分异构体书写/有机合成路线设计
涉及基础知识:碳原子杂化方式、有机官能团性质、加成反应与酯化反应、同分异构体书写策略、逆合成分析法
16
非选择题
粗盐水精制与氯碱工业
焰色试验分析/EDTA滴定浓度选择/沉淀剂配比计算/电解原理分析/离子膜电解/实验方案设计
涉及基础知识:焰色试验原理、配位滴定、沉淀反应计量、电解池工作原理、离子交换膜、氧化还原滴定与重量分析
17
非选择题
碳循环与MOFs材料
碳循环路径/配合物结构分析/电极反应式书写/环状结构计数/饱和吸附量计算/反应活化能与结构分析/材料优化
涉及基础知识:自然界碳循环过程、配合物空间构型、电解池电极反应、晶体结构分析、热重分析与吸附量计算、化学键能与反应活性
核心复习策略
1. 夯实基础知识体系,构建模块内与模块间的知识网络
江苏卷虽然情境新颖、综合性强,但考查的核心仍是化学学科的基础知识、基本技能和基本方法。复习中应以人教版教材必修第一册、必修第二册和选择性必修三册为蓝本,系统梳理各模块的核心概念和原理。重点关注:必修阶段的元素化合物知识(钠、氯、铁、硫、氮)、物质结构与元素周期律、化学反应与能量、有机化合物基础;选择性必修1的化学反应原理(热效应、速率与平衡、水溶液中的离子平衡、电化学);选择性必修2的物质结构与性质(原子结构、分子结构、晶体结构);选择性必修3的有机化学基础(烃、烃的衍生物、有机合成)。在此基础上,注重模块间的横向联系,如电化学与氧化还原反应、沉淀溶解平衡与元素化合物、晶体结构与物质性质等,形成网状知识结构。
2. 强化实验探究能力的系统训练
江苏卷对实验探究能力的考查力度大、分值高,且呈现逐年深化的趋势。复习中应将实验内容贯穿始终:(1)重视教材中每个”实验活动”栏目的基本操作和原理分析;(2)掌握常见物质的检验方法、分离提纯方法(过滤、蒸馏、萃取、结晶、色谱等)和定量分析方法(滴定、重量分析、气体分析等);(3)训练实验方案的评价与设计能力——从实验目的出发,分析实验原理,选择合适的试剂、装置和操作步骤,预测实验现象,评估实验误差和安全风险;(4)重点关注实验方案补充设计类题型,如第16题第(3)问的形式,训练学生用规范的化学语言描述完整的实验操作流程。
3. 培养信息提取与图像分析能力
江苏卷试题中图像、表格、流程图、结构图等非文本信息量大,要求学生具备快速准确提取关键信息的能力。复习中应专门训练:(1)化学平衡图像(转化率-温度图、浓度-时间图、速率-压强图等)的读图与分析;(2)溶解度曲线图的读取与应用;(3)物质结构与晶体结构示意图的空间想象;(4)有机合成流程图的逆合成分析;(5)工艺流程图中的物质变化与操作目的分析;(6)分布系数图的解读与计算。第12题的pH-粒子浓度分布图和第13题的转化率-温度图是典型的图像分析题型,需要学生将图像信息与化学原理有机结合。
4. 注重化学用语的规范表达与定量计算训练
江苏卷对化学用语和定量计算的要求很高,尤其是非选择题部分的方程式书写和计算过程展示。复习中应:(1)确保热化学方程式、离子方程式、电极反应式的规范书写,包括状态标注、配平、条件标注等;(2)强化电子守恒法、元素守恒法、电荷守恒法在氧化还原计算、沉淀溶解平衡计算和工艺流程计算中的应用;(3)掌握回收率、转化率、平衡常数、溶度积等相关计算公式的灵活运用;(4)训练计算的规范书写过程——第14题第(4)问明确要求”写出计算过程”,这提示备考中不能只重结果、轻过程。
5. 关注化学学科前沿与社会热点,拓展情境素材视野
江苏卷高度注重选取真实科研和生产情境,涉及能源、材料、环境、生命健康等多个领域。建议备考中:(1)关注”双碳”目标相关的情境素材——碳捕集、碳转化、碳资源化利用等;(2)关注新能源材料——电池材料、储氢材料、催化材料等;(3)关注资源综合利用——矿物提取、废旧材料回收、海水资源利用等;(4)关注生命健康相关化学——药物合成、营养物质、食品安全等。这些情境素材的积累有助于学生在考场上快速理解题目背景,降低情境陌生感带来的心理压力。
一、单项选择题(共13小题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。)
1. 构建新型能源体系,建设能源强国。下列属于化学能向电能转化的是
A. 风力发电 B. 水力发电 C. 燃料电池发电 D. 潮汐发电
【答案】C
【解析】A.风力发电是将风能转化为电能,能量转化过程不涉及化学反应,无化学能参与,A错误;
B.水力发电是将水的重力势能(机械能)转化为电能,能量转化过程不涉及化学能的变化,B错误;
C.燃料电池发电利用自发的氧化还原反应实现能量转化,将燃料存储的化学能直接转化为电能,属于化学能向电能的转化,C正确;
D.潮汐发电是将潮汐能转化为电能,能量转化过程不涉及化学能,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:化学能与电能的转化——能量转化方式的辨别
▶链接教材:人教版必修第二册第六章《化学反应与能量》第一节”化学反应与能量变化”;实验活动6”化学能转化成电能”
▶命题分析:
(1)情境创设:以”构建新型能源体系,建设能源强国”为背景,呼应国家能源战略,考查学生对不同发电方式中能量转化本质的理解。
(2)问题设计:四个选项分别涉及风力发电、水力发电、燃料电池发电和潮汐发电,要求学生识别其中涉及化学能向电能转化的方式。只有燃料电池利用自发的氧化还原反应实现化学能→电能的直接转化。
(3)考查目标:侧重”科学态度与社会责任”核心素养,要求学生能在能源话题中准确区分物理变化与化学变化中的能量转化。
【易错点】 - 混淆风力发电、水力发电中的能量转化本质——二者均为机械能→电能,无化学能参与。 - 对燃料电池的工作原理理解不透彻——需明确燃料电池通过电极反应将燃料的化学能直接转化为电能。 - 潮汐发电与水力发电容易混淆——潮汐能本质上是引力势能转化为电能,亦无化学变化。
【知识总结】 ① 化学能转化为电能的关键特征:必须发生自发的氧化还原反应,通过原电池装置实现。 ② 常见发电方式的能量转化:火力发电(化学能→热能→机械能→电能);水力发电(机械能→电能);风力发电(动能→电能);太阳能发电(光能→电能);燃料电池(化学能→电能)。 ③ 判断能量转化类型的关键是分析该过程是否涉及新物质的生成(即化学反应)。
【复习策略】 - 系统梳理教材中涉及的所有能量转化实例,对比化学变化和物理变化中的能量转化差异。 - 结合电化学模块,建立”氧化还原反应→原电池→化学能→电能”的完整认知链。 - 关注能源相关STSE热点,如”双碳”目标下的清洁能源体系。
2. 反应可除去锅炉水中少量。下列说法正确的是
A. 分子中含有键 B. O的原子结构示意图为
C. 的结构式为 D. 的电子式为
【答案】A
【解析】A.CO2分子中含有σ键CO2的结构式为,每个双键包含1个σ键和1个π键,因此分子中共有2个σ键,A正确;
B.氧原子核电荷数为8,核外电子排布应为第一层2个、第二层6个(即2,6),而图示为2,8,对应的是氧离子O2-,非氧原子,B错误;
C.N2分子中氮原子间为三键,正确结构式为,而非双键N=N,C错误;
D.正确电子式应体现氧原子上的两对孤对电子,写作,题中未标出孤对电子,不完整,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:共价键(σ键与π键)、原子结构示意图、结构式的规范书写、电子式的规范书写
▶链接教材:人教版选择性必修2第二章《分子结构与性质》第一节”共价键”;必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》
▶命题分析:
(1)情境创设:以锅炉水除氧反应为载体,考查学生对分子结构基本概念的掌握。
(2)问题设计:四个选项分别针对的σ键、O原子结构示意图、的结构式、的电子式,均为物质结构的基础知识,但设误精细。
(3)考查目标:侧重”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生从原子、分子水平准确表征物质的结构信息。
【易错点】 - 中σ键计数错误——需先写出结构式O=C=O,明确每个双键=1个σ键+1个π键,故共2个σ键。 - O原子结构示意图混淆为——O原子核电荷数为8,电子排布为2,6;而2,8对应的是。 - 的结构式误写为双键——中的氮氮三键是高中化学的重要知识点。 - 电子式中遗漏O原子上的两对孤对电子——这是电子式书写的常见扣分点。
【知识总结】 ① σ键与π键的判断:单键=1个σ键;双键=1个σ键+1个π键;三键=1个σ键+2个π键。 ② 原子结构示意图的规范画法:核电荷数在圈内,各层电子数用弧线表示。区分原子与离子的核外电子排布。 ③ 电子式书写要点:必须标出所有原子的最外层电子,包括孤对电子。共价化合物中要体现共用电子对。 ④ 常见分子结构式:N≡N(三键)、O=C=O(双键)、H-O-H(单键)。
【复习策略】 - 专项训练常见分子(10-15个)的结构式、电子式书写,形成”结构式→σ/π键计数→电子式→VSEPR模型”的递进思维。 - 整理原子与离子电子排布式的区别表格。 - 将分子结构基础知识与后续的杂化方式、空间构型、分子极性等内容串联复习。
3. 实验室从黄花蒿中提取青蒿素的步骤为:研磨→石油醚浸取→过滤→蒸馏浓缩→提纯,部分装置如图。下列描述或操作正确的是
A. 研磨的目的是提高青蒿素浸取率
B. 青蒿素溶于石油醚的原因是二者密度相近
C. 使用甲装置过滤,将青蒿素留在滤纸上
D. 使用乙装置蒸馏浓缩,冷却水温度要高于石油醚沸点
【答案】A
【解析】A.研磨能够增大黄花蒿与石油醚的接触面积,使青蒿素更充分地溶解在石油醚中,可提高青蒿素浸取率,A正确;
B.青蒿素与石油醚都属于有机物,依据相似相溶原理青蒿素易溶于石油醚,物质的溶解性和密度无关联,B错误;
C.过滤操作中,青蒿素已经溶解在石油醚中,存在于滤液内,滤纸上残留的是黄花蒿的固体残渣,C错误;
D.蒸馏时冷却水的作用是将石油醚蒸气冷凝为液态,其温度需要远低于石油醚的沸点,否则无法达到冷凝效果,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:化学实验基本操作——研磨、浸取、过滤、蒸馏
▶链接教材:人教版必修第一册第一章”物质及其变化”中的混合物分离提纯;选择性必修3第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》第四节”研究有机化合物的一般步骤和方法”
▶命题分析:
(1)情境创设:以屠呦呦团队从黄花蒿中提取青蒿素的经典实验为情境,将化学实验操作与重大科研成果相结合,弘扬科学精神。
(2)问题设计:围绕”研磨→浸取→过滤→蒸馏”四个关键步骤,分别考查操作目的、溶解原理、过滤对象和蒸馏条件。
(3)考查目标:侧重”科学探究与创新意识”核心素养,要求学生理解每个实验操作背后的化学原理,而非机械记忆。
【易错点】 - 混淆”相似相溶”与密度关系——青蒿素溶于石油醚是因为二者均为有机物(相似相溶),与密度无关。 - 过滤操作中滤渣和滤液的判断——此处青蒿素已溶解在石油醚中进入滤液,滤纸上残留的是黄花蒿固体残渣。 - 蒸馏冷却水温度的错误理解——冷却水温度应远低于石油醚沸点才能实现冷凝效果,而非高于沸点。
【知识总结】 ① 物质分离提纯的一般原则:根据混合物中各组分的物理性质(溶解度、沸点、状态等)和化学性质差异选择分离方法。 ② 研磨的目的:增大固体与溶剂的接触面积,提高浸取效率。 ③ 相似相溶原理:极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。 ④ 蒸馏操作要点:冷却水下进上出,温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处,冷却水温度要远低于馏分沸点。
【复习策略】 - 以”天然产物的提取”为主线,整合萃取、蒸馏、重结晶、色谱等分离方法,构建完整的物质分离提纯知识网络。 - 结合青蒿素的发现史,引导学生体会化学实验方法在科学研究中的核心地位。 - 训练”操作→目的→原理”三位一体的分析模式,避免记忆孤立操作步骤。
4. 锡(Sn)是中国古代青铜中的重要金属,Sn位于第五周期ⅣA族。下列说法正确的是
A. 气态分子热稳定性:
B. 第一电离能:
C. 原子半径:
D. 基态原子最外层电子排布式为
【答案】C
【解析】A.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性,非金属性越强气态氢化物热稳定性越强,故稳定性,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,和同周期,原子序数,故第一电离能,B错误;
C.同主族元素从上到下电子层数增多,原子半径逐渐增大,位于第五周期ⅣA族,位于第三周期ⅣA族,故原子半径,C正确;
D.为ⅣA族元素,最外层电子数为4,基态原子最外层电子排布式为,D错误;
故选C。
阅读下列材料,完成以下3个小题:
关爱生命,健康第一。糖类、蛋白质、油脂、维生素和无机盐等是人体必需营养物质。在特定酶的作用下,1 mol葡萄糖[]被完全氧化成和,释放出约热量,蛋白质和油脂会水解、代谢,部分生物可在体内合成具有还原性的维生素C(如图)。元素对人体健康有重要影响,、可维持电解质平衡,Fe、Zn等是重要的微量元素,比更易被吸收,食盐中添加适量用于预防碘缺乏。合理用药可治疗疾病,用于治疗胃酸过多。
【命题透视】
▶核心考点:同主族元素性质的递变规律(气态氢化物热稳定性、原子半径)和同周期元素第一电离能的递变规律、基态原子电子排布
▶链接教材:人教版必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》第二节”元素周期律”;选择性必修2第一章《原子结构与性质》第二节”原子结构与元素的性质”
▶命题分析:
(1)情境创设:以中国古代青铜中的重要金属——锡(Sn)为引子,考查元素周期律的核心知识。锡位于第五周期ⅣA族,需与同族碳、硅类比。
(2)问题设计:四个选项分别考查氢化物热稳定性比较()、第一电离能比较(Sn vs In)、原子半径比较(Sn vs Si)和基态Sn的最外层电子排布。
(3)考查目标:侧重”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生能运用元素周期律进行物质性质的推理判断。
【易错点】 - 气态氢化物稳定性比较——同主族从上到下非金属性减弱,氢化物稳定性减弱,故> > 。 - 第一电离能变化规律——同周期从左到右总体增大,但需注意半满/全满结构的异常。In→Sn因原子序数增大,第一电离能增大。 - 原子半径比较中忽视电子层数的主导影响——Sn(五层)>Si(三层)。 - ⅣA族最外层电子排布——,Sn为,而非其他形式。
【知识总结】 ① 同主族元素从上到下:非金属性减弱,金属性增强;气态氢化物稳定性减弱;原子半径增大;第一电离能总体减小。 ② 同周期元素从左到右:原子半径减小;第一电离能总体增大(ⅡA→ⅢA、ⅤA→ⅥA处有”凹陷”)。 ③ 基态原子电子排布的书写顺序:按能层从小到大,同一能层按s→p→d→f排列。 ④ 判断元素在周期表中位置的方法:由原子序数→电子排布→周期数=最外层能层数,族序数=最外层电子数(主族)。
【复习策略】 - 以”位—构—性”三角关系为主线,系统梳理元素周期律的全部考点。 - 制作元素周期律”递变规律速查表”,将原子半径、电离能、电负性、金属性/非金属性、氢化物稳定性、最高价氧化物水化物酸碱性等汇总对比。 - 结合高考真题中的元素推断题进行专题训练。
5. 下列说法正确的是
A. 糖类、蛋白质和油脂中均含有C、H、O、N四种元素
B. 蛋白质代谢产物尿素[]分子间可形成氢键
C. 油脂水解的主要产物是乙二醇和脂肪酸
D. 上图的反应中古洛糖酸内酯脱去
【答案】 B
【解析】A.糖类和油脂仅含C、H、O,不含N;蛋白质含C、H、O、N,A错误;
B.尿素[CO(NH2)2]分子中存在N-H键,可与另一分子中的O形成分子间氢键(N-H⋯O),B正确;
C.油脂为甘油三酯,水解产物是甘油(丙三醇)和脂肪酸,不是乙二醇,C错误;
D.图示反应为古洛糖酸内酯在氧化酶作用下还原生成维生素C,涉及C-C→C=C的氧化过程,非脱水,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:基本营养物质(糖类、蛋白质、油脂)的元素组成与性质、分子间氢键、有机反应类型
▶链接教材:人教版必修第二册第七章《有机化合物》第四节”基本营养物质”;选择性必修3第四章《生物大分子》;选择性必修2第二章《分子结构与性质》第三节”分子结构与物质的性质”中的氢键
▶命题分析:
(1)情境创设:以”关爱生命,健康第一”为核心主题,以人体必需营养物质为载体,将有机化学知识与生命科学融合,体现学科交叉特点。
(2)问题设计:四个选项分别考查营养物质的元素组成、尿素分子间氢键、油脂水解产物和维生素C合成中的有机反应类型。
(3)考查目标:侧重”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生在生命健康情境中准确运用有机化学知识。
【易错点】 - 糖类和油脂的元素组成——仅含C、H、O,不含N;只有蛋白质含C、H、O、N(有的还含S)。 - 尿素分子间氢键的形成——尿素中含有N-H键,可与另一尿素分子中的C=O中的O形成N-H⋯O氢键。 - 油脂水解产物——油脂是甘油三酯,水解产物是甘油(丙三醇)而非乙二醇。 - 古洛糖酸内酯→维生素C的反应类型判断——涉及C-C→C=C的氧化过程,是氧化反应而非脱水反应。
【知识总结】 ① 基本营养物质的元素组成对比:糖类(C,H,O);油脂(C,H,O);蛋白质(C,H,O,N,有的含S)。 ② 氢键的形成条件:与电负性大、半径小的原子(N、O、F)以共价键结合的H,可与另一分子的N、O、F形成氢键。 ③ 油脂的结构与水解:油脂=高级脂肪酸甘油三酯;酸性水解→高级脂肪酸+甘油;碱性水解(皂化)→高级脂肪酸盐+甘油。 ④ 氧化反应与脱水反应的区别:氧化反应涉及化合价升高或加氧去氢;脱水反应是从分子中脱去。
【复习策略】 - 以”基本营养物质”为专题,整合糖类、油脂、蛋白质的结构、性质、代谢反应。 - 制作营养物质对比表格(元素组成、官能团、水解产物、特征反应)。 - 氢键专题训练:分子间氢键vs分子内氢键、氢键对物质性质(沸点、溶解度)的影响。
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 酸性KI-淀粉溶液检测加碘盐中的:
B. 被完全氧化为、的热化学方程式:
C. 在血液中维持酸碱平衡:
D. 中和过多胃酸:
【答案】 D
【解析】A.酸性条件下与I反应应为:,原式配平错误,A错误;
B.葡萄糖氧化放热,ΔH应为负值,正确的热化学方程式为 ,B错误;
C.在血液中通过双向平衡维持pH:和,选项仅写水解,不完整,C错误;
D.Al(OH)3与胃酸反应离子方程式为: ,符合事实,D正确。
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:离子方程式的配平与氧化还原反应、热化学方程式的规范书写、缓冲平衡体系、沉淀反应的离子方程式
▶链接教材:人教版必修第一册第一章”离子反应”与第三节”氧化还原反应”;选择性必修1第一章《化学反应的热效应》与第三章《水溶液中的离子反应与平衡》
▶命题分析:
(1)情境创设:以人体营养与健康的背景信息为素材,将化学反应方程式正误判断融入食品安全和人体生理平衡等真实话题中。
(2)问题设计:四个选项分别考查碘盐检测的离子方程式(氧化还原配平)、葡萄糖氧化的热化学方程式(ΔH符号)、血液缓冲平衡和中和胃酸的离子方程式。
(3)考查目标:侧重”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生对化学方程式的正确性做出多维度判断。
【易错点】 - 酸性KI-淀粉溶液检测的离子方程式配平——酸性条件下,需注意电荷守恒和原子守恒。 - 热化学方程式中ΔH的符号——放热反应ΔH<0,葡萄糖氧化是放热过程。 - 血液缓冲体系的理解——的缓冲对通过双向平衡维持pH,选项中仅写水解方向不完整。 - 与胃酸(HCl)的反应——,需注意不溶于水的书写。
【知识总结】 ① 离子方程式正误判断的”四查”:一查反应事实是否成立;二查产物是否正确;三查原子和电荷是否守恒;四查条件和符号是否规范。 ② 氧化还原型离子方程式的配平方法:先配电子守恒(化合价升降数相等),再配电荷守恒,最后配原子守恒。 ③ 热化学方程式的规范要求:必须标注物质的状态(s/l/g/aq),ΔH的”+-“号、数值和单位缺一不可。 ④ 缓冲体系的实质:弱酸/弱酸盐(或弱碱/弱碱盐)共存体系,能抵抗外加少量酸或碱对pH的影响。
【复习策略】 - 集中训练离子方程式正误判断题,建立”配平+事实+量+条件”的多维判断框架。 - 整理常见热化学方程式的ΔH数值和书写规范。 - 将人体中的化学平衡(血液缓冲、酸碱平衡)与选修1中的电离平衡、水解平衡整合复习。
7. 下列说法正确的是
A. 、K+最外层具有8电子稳定结构,钠、钾化合物均不易分解
B. 基态的d轨道全充满,可提供孤电子对与形成配位键
C. 易被氧化,补血剂常与维生素同服
D. 人体合成蛋白质需要氨基酸,主要依靠摄入蔗糖补充氨基酸
【答案】C
【解析】A.Na+、K+虽具8电子稳定结构,但其化合物如NaHCO3、KHCO3受热易分解,“均不易分解”表述错误,A错误;
B.Zn2+电子构型为[Ar]3d10,d轨道全满,作为中心离子接受NH3中N的孤对电子形成配位键,而非提供孤电子对,B错误;
C.Fe2+易被氧化为Fe3+,维生素C具还原性,可防止其氧化,故补血剂FeSO4常与维生素C同服,C正确
D.蔗糖(C12H22O11)不含氮元素,无法提供合成蛋白质所需的α-氨基酸,D错误
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:碱金属化合物稳定性、过渡金属离子的电子构型与配合物形成、的还原性与维生素C的抗氧化作用、蛋白质合成与氨基酸来源
▶链接教材:人教版必修第一册第二章《海水中的重要元素——钠和氯》第一节”钠及其化合物”、第三章《铁 金属材料》第一节”铁及其化合物”;选择性必修2第一章”原子结构与性质”中d区元素电子排布、第三章第四节”配合物与超分子”
▶命题分析:
(1)情境创设:在人体营养与健康的主题背景下,聚焦、、、等金属离子在人体中的作用,将元素化学知识与生命科学紧密联系。
(2)问题设计:四个选项分别涉及钠钾化合物的热稳定性、的电子构型与配位能力、的抗氧化和蛋白质合成中氨基酸的来源。
(3)考查目标:侧重”宏观辨识与微观探析”,要求学生从电子结构和元素性质角度理解生命必需元素的功能。
【易错点】 - 、化合物的热稳定性——虽然、本身具有8电子稳定结构,但、等酸式盐受热易分解,“均不易分解”说法绝对化,判断为错。 - 在配合物中的角色——(3d)d轨道全满,作为中心离子接受配体的孤对电子形成配位键,而非”提供孤电子对”。 - 蛋白质中氨基酸的来源——人体合成蛋白质需要α-氨基酸,主要依靠摄入蛋白质水解获得,蔗糖不含N元素,无法提供氨基酸。 - 与维生素C的协同作用——易被氧化为,维生素C具有还原性可保护,这是补铁剂与维生素C同服的化学原理。
【知识总结】 ① 碱金属化合物的热稳定性:碱金属碳酸正盐受热不易分解(除外),但酸式碳酸盐受热易分解。 ② 配合物中的电子给予-接受关系:中心离子(或原子)提供空轨道,配体提供孤对电子。 ③ 过渡金属离子的常见电子构型:(d轨道全满),,,。 ④ 人体必需氨基酸有8种(婴儿9种),必须从食物蛋白质中获取,不能由糖类或脂肪转化而来。
【复习策略】 - 将碱金属、碱土金属和常见过渡金属的化合物性质进行专题对比复习。 - 系统梳理配合物的基本概念:中心离子/原子、配体、配位数、配位键的形成条件。 - 结合生活实际(补铁剂、补锌剂、食盐加碘等)复习元素化合物知识的应用。
8. 镁锰干电池的结构如图所示,作电解质,干电池的总反应式:,该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是
A. 镁合金作负极,发生还原反应
B. 电池工作过程中,从负极向正极迁移
C. 引起“鼓包”的反应:
D. 参加反应,理论上外电路通过的电子总量为
【答案】D
【解析】A.镁合金作负极,但发生的是氧化反应,非还原反应,A错误;
B.Br⁻为阴离子,在原电池中应向负极迁移,而非从负极向正极迁移,B错误;
C.“鼓包”若因气体产生,该方程式生成O2,但是Mg是强还原剂,反应中Mg应该被氧化,O不会被氧化生成O2;鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2,C错误;
D.由总反应可知,2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子,故1 mol MnO2参与反应时,外电路通过电子总量为1 mol,D正确;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:原电池工作原理——电极判断、电极反应类型、离子迁移方向、副反应分析、电子转移计算
▶链接教材:人教版选择性必修1第四章《化学反应与电能》第一节”原电池”;必修第二册第六章”化学能转化成电能”实验活动6
▶命题分析:
(1)情境创设:以镁锰干电池为具体研究对象,考查学生对实际化学电源的结构分析和工作原理的理解。该电池”易鼓包”的缺点创设了一个需要分析副反应的探究点。
(2)问题设计:从负极反应类型、离子迁移方向、“鼓包”原因分析到电子转移定量计算,层层递进、由质到量。
(3)考查目标:侧重”变化观念与平衡思想”和”证据推理与模型认知”,要求学生能从总反应方程式出发,推理电池内部的微观过程。
【易错点】 - 负极反应类型判断——负极发生氧化反应而非还原反应,这是原电池的基本概念。 - 离子迁移方向——阴离子向负极迁移(阴→负),不能混淆阴阳离子的迁移方向。 - “鼓包”原因分析——C选项中给出的方程式是生成的氧化反应,但实际鼓包原因是Mg与水发生副反应生成。需结合Mg的强还原性来判断。 - 电子转移计算——由总反应式可知,2 mol 参与时转移2 mol电子,故1 mol 参与时转移1 mol电子。
【知识总结】 ① 原电池核心规则:“负氧正还”——负极发生氧化反应,正极发生还原反应;“阳正阴负”——阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移。 ② 分析电池”异常现象”的方法:从电极材料、电解质的化学性质出发,寻找可能的副反应。 ③ 电子转移计算的一般方法:标化合价→找变价元素→定电子转移数→按比例换算。 ④ 镁锰干电池中,Mg是活泼金属(强还原剂),不仅参与主反应,还能与水反应产生导致鼓包。
【复习策略】 - 建立”电池分析通用模型”:电极材料→电极反应→离子迁移→电子流动→定量计算。 - 整理常见化学电源(锌锰干电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池、锂离子电池等)的结构、反应和特点。 - 针对”异常现象分析”类设问进行专项训练,培养从副反应角度分析问题的意识。
9. 为研究的性质,实验操作及现象如下图所示。
已知:白色沉淀是;有较强的还原性,溶液为无色。
下列说法正确的是
A. 实验Ⅰ中发生复分解反应生成
B. 实验Ⅱ中无色溶液中的被氧化
C. 实验Ⅰ、Ⅱ反应后溶液中:
D. 实验Ⅰ、Ⅱ反应后溶液的均大于7
【答案】B
【解析】A.CuCl中Cu为+1价,转化为+1价Cu的过程中化合价降低,属于氧化还原反应,而复分解反应无元素化合价变化,因此不是通过复分解反应生成CuCl,A错误;
B.已知有较强还原性,Cu为+1价;实验Ⅱ中无色的迅速变为深蓝色,对应生成了+2价的铜氨配离子,是被空气中的氧化导致的,B正确;
C.实验Ⅰ中部分随CuCl白色沉淀进入滤渣,实验Ⅱ加浓氨水后,CuCl溶解转化为使得进入溶液,假设实验Ⅰ中完全转化为CuCl,将有一半的在实验Ⅱ中进入溶液,满足;但实际上实验Ⅰ反应后的溶液为浅蓝色,说明未完全转化为CuCl,所以实验Ⅰ中剩余的多于实验Ⅱ,即,C错误;
D.实验Ⅰ中溶液因水解本身呈弱酸性,加入Zn反应后溶液仍为偏酸性的浅蓝色铜盐溶液(产生气泡可证明此事溶液呈酸性),pH小于7,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:氧化还原反应与复分解反应的区分、的歧化与配合反应、溶液中离子浓度比较、盐类水解与溶液pH判断
▶链接教材:人教版必修第一册第一章第三节”氧化还原反应”、第三章第一节”铁及其化合物”(氧化还原与实验探究方法);选择性必修1第三章”水溶液中的离子反应与平衡”;选择性必修2第三章第四节”配合物与超分子”
▶命题分析:
(1)情境创设:以CuCl的性质探究实验为素材,通过两组对比实验(加水vs加浓氨水)展现的不同化学行为,考查学生基于实验现象推理反应本质的能力。
(2)问题设计:综合考查反应类型判断(复分解vs氧化还原)、氧化还原分析(被氧化为)、离子守恒和溶液pH判断。
(3)考查目标:侧重”科学探究与创新意识”和”证据推理与模型认知”,要求学生能读懂实验流程,从宏观现象推理微观反应过程。
【易错点】 - CuCl生成反应的类型判断——化合价降低,是氧化还原反应而非复分解反应。 - 实验Ⅱ中深蓝色溶液的成因——无色被空气氧化为深蓝色的,涉及的氧化。 - 实验Ⅰ和Ⅱ中c的比较分析——需要综合考虑CuCl沉淀带走部分和CuCl的溶解对离子浓度的影响。 - 溶液pH判断——溶液因水解呈弱酸性,加入Zn反应后溶液仍偏酸性,pH<7。
【知识总结】 ① 复分解反应与氧化还原反应的区分标准:是否有元素化合价变化。 ② 的化学特性:在溶液中不稳定,易发生歧化反应(2;与配体形成配合物可稳定存在。 ③ 实验探究题的一般分析方法:明确实验目的→分析操作与试剂→观察实验现象→推断化学反应→验证结论。 ④ 铜氨配合物的颜色:为深蓝色,为无色。
【复习策略】 - 以”铜及其化合物的化学行为”为小专题,系统整理和的性质、转化、配合物。 - 训练”实验现象→反应类型→离子变化”的递进推理能力。 - 注意过渡金属离子在水溶液中的行为复杂性(水解、配合、氧化还原等),培养学生的系统分析思维。
10. 净水剂高铁酸钾()在酸性条件下极不稳定。向含氰(以表示)废水中加入,转化过程如图所示,下列说法正确的是
A. 反应①②中Fe元素化合价均升高
B. 酸性条件下,转化为和
C. 理论投料比
D. 废水中的可被进一步氧化为
【答案】C
【解析】A.中Fe为+6价,反应①生成,其中Fe为+5价,反应②最终生成,其中Fe为+3价,两个反应中Fe元素化合价均降低,作氧化剂,A错误;
B.酸性条件下极不稳定,因为是碱性氧化物,会与酸反应,所以产物不可能为,且还原产物最终为含水体系中稳定的,B错误;
C.用得失电子守恒计算,1 mol 中Fe从+6价降到+3价,共得到3 mol电子;1 mol HCN(C为+2价、N为-3价)最终被氧化为(C为+4价)和(N为+5价),共失去电子; 氧化还原反应总得失电子守恒,则有,C正确;
D.中N为+5价,是N元素的最高价态,无法被氧化,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:氧化还原反应中化合价变化的分析、基于电子守恒的计算、氧化剂/还原剂的判断、元素最高价态的判断
▶链接教材:人教版必修第一册第一章第三节”氧化还原反应”;必修第二册第五章”化工生产中的重要非金属元素”(氮及其化合物中的化合价变化)
▶命题分析:
(1)情境创设:以高铁酸钾处理含氰废水为背景,将氧化还原反应原理应用于环境污染治理,体现绿色化学理念。
(2)问题设计:围绕Fe元素化合价变化、产物判断、理论投料比计算和N元素化合价后续变化可能性展开。
(3)考查目标:侧重”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生在多步氧化还原过程中准确进行化合价分析和电子守恒计算。
【易错点】 - Fe元素化合价变化的判断——中Fe为+6价,反应①②中均降低(被还原),而非升高。 - 酸性条件下产物的判断——在酸性条件下极不稳定,Fe(VI)被还原最终生成,且是碱性氧化物会与酸反应,故产物应为而非。 - 投料比的理论计算——需正确计算HCN被氧化为和的总失电子数:C(+2→+4,失2)+N(-3→+5,失8)=10。中Fe(+6→+3)得3,由得失电子守恒得n:n(HCN)=10:3。 - N的最高价态判断——中N为+5价(最高价),不能被进一步氧化。这是判断D选项的关键。
【知识总结】 ① 化合价升降法在氧化还原计算中的应用:总升价数=总降价数→物质的量之比等于电子转移数之反比。 ② 常见元素的最高/最低价态:N(V/-3)、S(VI/-2)、Cl(VII/-1)、Fe(VI/0,常见+3和+6)、Mn(VII/0,常见+7和+2)。 ③ 氧化还原反应中产物的判断要综合考虑:化合价变化趋势、溶液酸碱性、产物稳定性。 ④ 高铁酸盐是重要的绿色氧化剂和水处理剂,其强氧化性来源于+6价Fe。
【复习策略】 - 系统练习化合价升降法在氧化还原计算中的应用,特别是多步反应和多变价元素的电子守恒分析。 - 整理常见氧化剂和还原剂在水溶液中的反应产物规律,分”酸性/中性/碱性”三种介质。 - 将氧化还原反应与STSE情境(废水处理、消毒、电池等)结合训练。
11. 化合物是一种甾类激素药物的中间体,可由下列反应制得。
下列说法正确的是
A. X和Z均能使Br2的CCl4溶液褪色
B. 1 mol X最多能和4 mol H2发生加成反应
C. Y分子中所有碳原子均在同一个平面上
D. Z分子中只含有1个手性碳原子
【答案】A
【解析】A.含有碳碳三键,也含有碳碳三键,均能与发生加成反应使的溶液褪色,A正确;
B.中1mol苯环最多与3mol 加成,1mol碳碳三键最多与2mol 加成,故1mol 最多消耗5mol ,B错误;
C.分子中含有多个杂化的饱和碳原子,为四面体结构,所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.分子中除连接羟基的碳原子为手性碳外,稠环结构中还有多个手性碳原子,手性碳原子数大于1,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:碳碳三键的加成反应、苯环与三键的催化加氢、碳原子杂化方式与共平面判断、手性碳原子的识别
▶链接教材:人教版选择性必修3第二章《烃》第一节”脂肪烃”(炔烃的加成)、第二节”芳香烃”;第二章《分子结构与性质》第二节”分子的空间结构”;有机化学基础中手性碳的概念
▶命题分析:
(1)情境创设:以甾类激素药物中间体的合成为背景,考查学生对有机化合物结构的综合分析能力。
(2)问题设计:四个选项分别针对反应物X和产物Z的结构特征——碳碳三键的加成、催化加氢饱和量、碳原子共平面性和手性碳计数。
(3)考查目标:侧重”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生从有机分子结构出发推理其化学性质。
【易错点】 - 溶液褪色条件——只要分子中含有碳碳不饱和键(三键、双键)即可发生加成反应使褪色,X和Z均含碳碳三键。 - 催化加氢量计算——X中苯环(3 mol 碳碳三键(2 mol ,完全加成至单键)=5 mol ,而非4 mol。 - 碳原子共平面判断——Y中含有杂化的饱和碳原子(四面体结构),所有碳原子不可能共平面。 - 手性碳原子计数——Z分子中除—OH连接的碳外,甾体稠环结构中还有多个手性碳,注意逐一判断。
【知识总结】 ① 碳碳三键的加成反应:与发生亲电加成使褪色;催化加氢可分步进行,完全加氢至单键消耗2 mol 。 ② 苯环的催化加氢:1 mol苯环最多与3 mol 加成生成环己烷。 ③ 碳原子共平面的判断方法:/sp碳及与其直接相连的原子共平面;碳连接的四个原子最多3个共平面。 ④ 手性碳的识别标准:杂化的饱和碳原子,连接4个互不相同的原子或基团。
【复习策略】 - 建立有机分子结构分析的”三步法”:官能团识别→结构特征分析(杂化/共面/手性)→化学性质推断。 - 分类整理常见有机反应中的定量关系:加成(、、HX等)、取代、消去。 - 专项训练手性碳和共平面/共线碳原子的判断。
12. 室温下,和磷酸浓度均为的混合溶液用调节。随增大,先产生沉淀,后逐渐转化为沉淀。溶液中和(含物种)随溶液的变化如图所示。已知含物种包括、、和:的,,。下列说法正确的是
A. 溶液中
B. 时,溶液中
C. 时,溶液中
D. 由1.5增大至5,溶液中逐渐增大
【答案】D
【解析】A.纯溶液中,根据电荷守恒,带正电微粒的浓度等于带负电微粒的浓度之和,正确的关系式为,A错误;
B.由题干可知,pH增大到一定程度,先产生沉淀,pH=4.5时,含P物种未完全进入溶液,体系中存在沉淀,此时溶液为的饱和状态,满足沉淀溶解平衡,B错误;
C.根据磷酸解离常数推导,,,可得;pH=5时,代入,,可得,即,C错误;
D.由1.5增大至5,体系中存在沉淀溶解平衡,溶液中满足,随着pH增大,c(Fe3+)减小,溶液中的逐渐增大,D正确;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:溶液中的电荷守恒、沉淀溶解平衡及其与pH的关系、多元弱酸各级分布系数与pH的关系、沉淀转化
▶链接教材:人教版选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》——第三节”盐类的水解”、第四节”沉淀溶解平衡”
▶命题分析:
(1)情境创设:以磷酸盐体系中与的沉淀溶解平衡转化为主线,结合磷酸三级电离和pH变化,考查水溶液中的离子平衡综合运用。
(2)问题设计:通过A→D依次考查电荷守恒书写、pH=4.5时溶液中沉淀溶解平衡状态判断、pH=5时分布系数推算和沉淀溶解平衡中浓度随pH的变化趋势。
(3)考查目标:侧重”变化观念与平衡思想”和”证据推理与模型认知”,要求学生能综合运用多重平衡原理和图像信息进行推理判断。
【易错点】 - 纯溶液中的电荷守恒——需写出全部离子的电荷守恒:3c,A选项遗漏了和项。 - pH=4.5时溶质状态的判断——需从图像中判定此时含P物种的分布情况及体系中是否有沉淀存在。 - pH=5时分布系数的推算——利用磷酸各级电离常数、、推导c,代入数据计算。 - 浓度随pH变化的分析——pH从1.5增大至5,逐渐沉淀,溶液中c减小,由可知c逐渐增大。
【知识总结】 ① 溶液中电荷守恒的书写方法:溶液中所有阳离子所带正电荷总量=所有阴离子所带负电荷总量,每种离子的浓度乘以其电荷数的绝对值。 ② 分布系数与pH的关系:对于多元弱酸,pH增大时酸式根→正酸根离子浓度增大。 ③ 沉淀溶解平衡与pH:当金属离子与弱酸根形成沉淀时,pH通过影响弱酸根的存在形态进而影响沉淀的生成和溶解。 ④ 由Ksp和各级Ka可推导特定pH下各物种的浓度比例关系。
【复习策略】 - 系统训练”分布系数图”的读图能力:曲线的交叉点对应的pH=pKa。 - 专项练习电解质溶液中多重平衡的综合应用题(沉淀溶解+电离+水解+配合)。 - 掌握由已知Ksp和Ka推导未知浓度的基本计算方法。
13. 二氧化碳加氢制乙烯过程中的主要反应有:
在密闭容器中,时,、压强下的平衡转化率和压强下的实际转化率(催化剂作用下反应相同时间,且)随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A. 压强不变,温度从200℃升高至300℃,平衡时减小
B. 300℃时,增大反应压强,平衡时减小
C. 200℃升高至300℃,下平衡转化率变化值大于下平衡转化率变化值
D. 其他条件不变,延长点实际反应时间,转化率不变
【答案】B
【解析】A.温度从200℃升高至300℃,反应,,平衡逆向移动,消耗的量减小;反应,,平衡正向移动,消耗的量增加,200~300℃范围内,平衡转化率随温度升高降低,说明总消耗的量减少,平衡体系中增大,A错误;
B.300℃时,增大压强,则生成乙烯反应平衡正向移动,减小;由生成CO的反应的平衡常数可得,温度不变时平衡常数不变,可知最终平衡时减小,B正确;
C.从图中可看出,200℃到300℃,曲线的下降幅度远大于,即下平衡转化率的变化值更大,C错误;
D.X点是实际转化率曲线和平衡曲线的交点,,由曲线可知,X点的实际转化率还未达到下的平衡转化率,则可说明与X点同温度下,的平衡转化率高于的平衡转化率,延长反应时间,反应会继续正向进行,转化率会升高,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:化学平衡移动原理——温度、压强对化学平衡的影响;平衡转化率的分析与计算
▶链接教材:人教版选择性必修1第二章《化学反应速率与化学平衡》——第二节”化学平衡”、第四节”化学反应的调控”
▶命题分析:
(1)情境创设:以加氢制乙烯(碳资源化利用)为背景,呼应”双碳”目标。两个竞争反应——生成(放热、分子数减少)vs生成CO(吸热、分子数不变)形成一对典型对比。
(2)问题设计:通过转化率-温度曲线图,考查温度对平衡转化率的影响方向、压强对平衡的影响、不同条件下转化率变化幅度比较和实际转化率与平衡转化率的关系。
(3)考查目标:侧重”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生在多反应竞争体系中分析各个因素对平衡的综合影响。
【易错点】 - 平衡时n随温度的变化方向——需综合考虑反应Ⅰ(放热,升温逆向)和反应Ⅱ(吸热,升温正向)对消耗量的净影响。 - 增大压强对n的影响——反应Ⅰ分子数减少,加压正向移动,n减小;同时反应Ⅱ的Kp不变,但CO减少导致n进一步减少。 - 转化率变化值的比较——从图中读出曲线下降幅度的大小,需排除曲线视觉误差。 - X点实际转化率与平衡转化率的区别——X点在平衡线下方,说明尚未达平衡,延长反应时间转化率将继续增大。
【知识总结】 ① 竞争反应体系的分析方法:分别分析每个反应受温度和压强的影响方向,再结合的总转化率数据判断净效应。 ② 温度对化学平衡的影响:升温有利于吸热反应方向,降温有利于放热反应方向。 ③ 压强对化学平衡的影响:加压有利于气体分子数减少的方向。 ④ 实际转化率低于平衡转化率的原因:反应时间不足未达平衡,或催化剂活性、扩散等因素限制。
【复习策略】 - 专项训练多反应体系的平衡综合分析——建立”逐个反应分析→因素影响汇总→净效应判断→图像数据验证”的分析模型。 - 整理温度、压强、浓度、催化剂等因素对化学平衡影响的完整知识框架。 - 关注”实际转化率vs平衡转化率”、“不同条件下转化率变化幅度”等精细考点。
14. 含铷(Rb,ⅠA族元素)矿物黑云母生产的RbCl,可用于航空航天领域。黑云母化学式为,其中为或。
(1)浮选分离。黑云母与十二胺()结合后会上浮,与其他矿物分离后回收,浮选示意如图。
已知:黑云母在水中表面带负电荷。
①黑云母上浮,是因为十二胺中的___________(填“烃基”或“氨基”)具有疏水性。
②黑云母的回收率随浮选时水的变化如图所示。酸性条件下浮选时,越低黑云母回收率越大的原因是______________________________________________________。
(2)硫酸酸浸。黑云母具有层状结构,与硫酸反应得到硫酸盐和,酸浸时加入等金属离子进入层间,能将交换出来,产生的空隙有利于进入,提升酸浸效果。
①某黑云母的化学式中,酸浸液中主要金属阳离子有、K+、、Mg2+、_____(填离子符号)。
②其他条件不变,酸浸时添加同浓度的比浸出效果好,可能的原因是_______________________________________。
(3)结晶焙烧。浸出液除杂后得到含、K+、、的混合溶液,蒸发浓缩、冷却结晶获得晶体(相关物质的溶解度曲线如图所示),焙烧后获得。
①为提高的回收率和纯度,结晶后,趁热过滤的适宜温度为_____℃。
②将在700℃进行焙烧,分解仅得到和两种氧化物,该反应的化学方程式为__________________________。
(4)萃取转化。将含和的混合溶液多次萃取转化,获得RbCl和混合溶液。已知:元素回收率为96%,K元素回收率为40%[回收率]。计算萃取转化所得溶液中的________(写出计算过程)。
【答案】(1) ①. 烃基 ②. 溶液中pH越低,浓度越大,会和结合形成,带正电的更容易通过静电作用与表面带负电的黑云母结合,使其上浮从而提高黑云母的回收率;
(2) ①. 、 ②. 酸性条件下可以将氧化成,促进的交换,有利于进入,提升酸浸效果
(3) ①. 40℃ ②.
(4)0.6
【解析】
【小问1详解】
①十二胺中的烃基()属于长链烃基,属于疏水性基团,而氨基()属于亲水基团,因此十二胺中烃基具有疏水性;
②溶液中pH越低,浓度越大,十二胺中的会和结合形成,为带正电的阳离子,而已知黑云母在水中表面带负电荷,带正电的更容易通过静电作用与表面带负电的黑云母结合,使其上浮从而提高黑云母的回收率;
【小问2详解】
①当x=3时,黑云母的化学式为,根据化合价代数和为0计算,M为+1价,Si为+4价,Al为+3价,O为-2价,OH为-1价,因此三个Fe的化合价之和为+7,因此说明三个Fe中有两个和一个,因此溶液中金属阳离子除了、K+、、Mg2+,还有和;
②酸性条件下可以将氧化成,根据已知可知,金属离子进行层间能将交换出来,使更多的离子交换出来,产生的孔隙有利于进入,提升酸浸效果;
【小问3详解】
①由图可知,在10℃-40℃时的溶解度较小,在40℃后溶解度提高,因此温度继续提高不能保证的回收率和纯度,并且的溶解度在40℃时的溶解度较大,为提高的回收率和纯度,选择的趁热过滤的温度应为40℃;
②在700℃焙烧时,分解得到除了,两种氧化物应为和,因此化学方程式为;
【小问4详解】
的物质的量为,根据元素守恒,,由于元素回收率为96%,可以求出萃取转化后溶液中;的物质的量为,根据元素守恒,,由于K元素回收率为40%,可以求出萃取转化后溶液中,因此同一溶液中。
【命题透视】
▶核心考点:浮选分离原理(表面化学与疏水性)、矿物酸浸反应的离子推断与氧化还原分析、溶解度曲线应用与结晶条件选择、焙烧反应方程式书写、元素守恒与回收率计算
▶链接教材:人教版必修第一册第一章(混合物分离)、第二章(钠及其化合物——溶解度曲线);选择性必修1第三章第四节”沉淀溶解平衡”中的沉淀转化;必修第二册第五章(化工生产中的重要非金属元素——硅酸盐)
▶命题分析:
(1)情境创设:以航空航天领域关键材料RbCl的工业化生产为主线,从黑云母矿物出发,经浮选→酸浸→结晶→焙烧→萃取转化,完整呈现化工生产全流程,呼应国家新材料战略。
(2)问题设计: - 第(1)问:浮选原理分析——十二胺中疏水基团判断、pH影响机理阐述(开放性问答)。 - 第(2)问:酸浸过程的离子分析——电荷守恒推比例、不同氧化剂浸出效果比较。 - 第(3)问:溶解度曲线应用——据图选择最佳过滤温度、书写焙烧化学方程式。 - 第(4)问:萃取回收率计算——要求写出完整计算过程。
(3)考查目标:侧重”科学探究与创新意识”和”证据推理与模型认知”,要求学生具备化工流程的综合分析能力和定量计算能力。
【易错点】 - 第(1)问②中pH影响机理表述不完整——需写出十二胺中—结合生成—,带正电后静电吸附在带负电的黑云母表面。 - 第(2)问①中的推断——需根据化合物化合价代数和为0,推算x=3时三个Fe的总化合价为+7,得出含两个和一个。 - 第(2)问②中比浸出效果好的原因——不仅能氧化,还能参与层间交换,双功能叠加。 - 第(3)问①趁热过滤温度选择40℃——需综合的低温低溶解度和在40℃附近的高溶解度两个因素。 - 第(4)问回收率计算中——需分别用Rb元素和K元素的回收率计算萃取后溶液中的物质的量,再求比值。
【知识总结】 ① 浮选分离的化学原理:利用表面活性剂改变矿物表面的亲水/疏水性,使目标矿物上浮。 ② 硅酸盐矿物的酸浸原理:进入层间交换金属阳离子,产生的空隙促进酸进一步渗透。 ③ 溶解度曲线在结晶分离中的应用:选择”目标物溶解度最小、杂质溶解度最大”的温度点。 ④ 回收率计算的一般方法:回收后的物质量=初始物质量×回收率。 ⑤ 矿物化学式中变价金属离子的确定方法:化合价代数和为零。
【复习策略】 - 建立”工艺流程题通用分析模型”:原料预处理→核心反应→条件控制→分离提纯→产品评价→循环利用。 - 专项训练溶解度曲线的综合应用——结晶方式选择、最佳温度确定、提纯效率比较。 - 强化”书写计算过程”类题型训练——包括守恒法、比例法、关系式法等多种计算方法的规范表达。
【答题模板】 化工流程题答题模板: 步骤一:明确流程目的(原料→产品)。 步骤二:分析每个环节的操作目的和原理。 - 预处理(研磨/焙烧/浮选等):增大接触面积、改变物质形态、改变表面性质。 - 酸浸/碱浸:利用酸/碱与矿物反应,使目标元素进入溶液。 - 氧化/还原:改变变价元素的价态以利于后续分离。 - 沉淀分离:通过调节pH或加沉淀剂选择性沉淀。 - 萃取/离子交换:利用溶解度或分配比差异分离。 - 蒸发浓缩/冷却结晶:利用溶解度差异获得目标晶体。 步骤三:结合题给信息(溶解度曲线、Ksp数据等)进行计算和条件选择。 步骤四:用规范化学用语书写方程式和计算过程。
15. 有机合成路线如图:
(1)A中杂化的C数目_____________。
(2)向A、B的混合液中加入饱和溶液,可观察到的现象是:__________。
(3)B→C发生加成反应C的结构简式是_________________。
(4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体:_________________。
①碱性条件下水解后酸化,生成、和三种有机产物;
②X、Y都含有六元环结构且都具有酸性;
③X能与FeCl3溶液发生显色反应;
④Y分子中不同化学环境的氢原子个数之比是4:1:1。
(5)已知(R表示烃基),写出以、为原料,制备的合成路线流程图_______________。(无机试剂、有机溶剂任用)
【答案】(1)3 (2)液体分层,有气泡产生
(3) (4) (5)
【解析】
【分析】简要分析合成路线:A的系统命名法为丙烯酸,和乙醇在离子交换树脂作用下生成B,B和苯乙胺反应生成C,C的分子式为C17H25NO4,B的分子式为C5H8O2,根据小问(3)可知发生的是加成反应,可以推断出C是由两分子B和苯乙胺反应生成,故C的结构简式为,C在乙醇钠催化下发生分子内环化生成D,D在酸性条件下加热脱酯基生成E,E和对氯苯基溴化镁发生加成反应,酸化后得到F,据此回答;
【小问1详解】
A的结构是CH2=CH-COOH,分析每个碳原子的杂化方式:双键上的两个碳均为sp2杂化。羧基中的碳为sp2杂化,总共有3个sp2杂化的碳原子。
【小问2详解】
丙烯酸具有酸性,可与Na2CO3反应生成CO2气体,同时易溶于水。丙烯酸乙酯不溶于水,密度比水小,会浮在上层。加入饱和Na2CO3溶液后,丙烯酸会与Na2CO3反应生成CO2(有气泡),同时A溶于水,而B不溶于水,会分层。故现象为液体分层,有气泡产生。
【小问3详解】
根据分析,C的结构简式为。
【小问4详解】
D的分子式为C15H19NO3,不饱和度为7,碱性条件下水解酸化,生成X、Y、Z三种产物,说明含有两个可以水解的基团,因只含有三个氧原子,故可以考虑有酰胺基和酯基的存在,占用两个不饱和度,X含有六元环并能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,Y也含有六元环,显酸性,应含有羧基,因不饱和度为7,苯环和酰胺基、酯基占用6个不饱和度,故Y的六元环不是苯环,应为环己烷环,Y中不同化学环境的氢个数之比为4:1:1,扩大一倍为8:2:2,应含有四个亚甲基,故Y的结构简式为,结合X的结构简式为,推测出D的一种同分异构体为。
【小问5详解】
采用逆合成法合成目标产物,分析产物结构,结合已知条件以及合成路线E到F的反应条件,可由和合成,可由氧化得到,可由和Mg反应获得,可由和HBr反应得到,由消去反应生成,故合成路线为。
【命题透视】
▶核心考点:碳原子的杂化方式判断、有机化学反应现象分析、加成反应产物结构推断、限定条件下同分异构体的书写、有机合成路线的逆合成分析与设计
▶链接教材:人教版选择性必修3第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》、第二章《烃》、第三章《烃的衍生物》中”醇、酚、醛、羧酸、酯”和第四节”有机合成”
▶命题分析:
(1)情境创设:以一条完整的多步有机合成路线图呈现,从丙烯酸出发,经酯化→加成→环化→脱酯基→格氏反应→酸化,最终获得目标产物。
(2)问题设计: - 第(1)问:A分子(丙烯酸)中杂化碳原子计数——需识别三种不同环境的碳。 - 第(2)问:A和B混合液加溶液的现象——丙烯酸与反应生成,同时丙烯酸乙酯不溶于水分层。 - 第(3)问:B→C加成反应产物结构简式的推断——由C的分子式和”加成反应”信息反推。 - 第(4)问:限定条件下D的同分异构体书写——四重限定条件,需逐条满足。 - 第(5)问:给定原料的合成路线设计——逆合成分析法。
(3)考查目标:侧重”证据推理与模型认知”核心素养,从结构推断到逆向设计,体现有机化学核心能力的递进考查。
【易错点】 - 第(1)问杂化碳原子计数——丙烯酸中,双键两个碳和羧基碳均为杂化,共3个。 - 第(2)问现象描述不完整——需同时描述”气泡产生”()和”液体分层”两个现象及其原因。 - 第(4)问同分异构体书写——四条限制条件需同时满足,最关键的是从D的分子式出发,正确推断两个水解基团(酰胺基+酯基)、两个六元环(苯环+环己烷环)的结构。 - 第(5)问合成路线设计——采用逆合成分析法,目标产物→拆分→前体→…→原料。
【知识总结】 ① 碳原子杂化方式的快速判断:4条单键→;1条双键→;1条三键或2条双键→sp。 ② 丙烯酸的化学性质:含—COOH(酸性,可与反应);含C=C(可加成、可聚合)。 ③ 限定条件下同分异构体的书写策略:先算不饱和度→确定官能团→拼接骨架→验证条件。 ④ 逆合成分析法:目标分子→切断→合成子→等价试剂→重复至原料。
【复习策略】 - 完整训练有机合成推断的五种核心能力:官能团识别、反应类型判断、结构推断、同分异构体书写、合成路线设计。 - 整理常见有机反应条件与产物对应关系速查表。 - 专项训练限定条件下的同分异构体书写,特别是多官能团共存的情况。
【答题模板】 有机合成路线设计答题模板: 步骤一:分析目标分子结构,识别官能团和碳骨架特征。 步骤二:逆合成分析——从目标分子出发,逆向切断关键的C—C键或C—O键,找出合适的前体。 步骤三:将前体与给定原料比较,设计转化路线。 步骤四:正向书写合成路线,每一步注明必要的反应条件和试剂。 步骤五:检查每一步反应是否合理(官能团兼容性、区域选择性、立体选择性)。
同分异构体书写检查清单: ① 不饱和度是否一致? ② 官能团是否满足限制条件? ③ 碳骨架是否合理? ④ 取代基位置是否满足对称性要求? ⑤ 有无重复计数?
16. 实验探究。
(1)粗盐水的检验和精制。
①用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验,焰色为黄色,没有观察到(Ca2+)的砖红色,不能确定粗盐水中是否有理由______________________________________________。
②准确量取浓度约的粗盐水置于锥形瓶中,调节至碱性,加入指示剂用标准溶液滴定至终点(),如图所示,用EDTA标准溶液浓度应选择__________。
A.0.0100 mol·L-1 B.0.0200 mol·L-1
③用和作沉淀剂可将粗盐水中的、转化为和除去,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比为1:2,则沉淀剂中与物质的量比为__________。
(2)离子膜法电解食盐水模拟氯碱工业生产进行的实验图如图。
①一段时间后,阴极室溶液浓度增大,从电解原理角度分析原因_______________。
②相同电压下,电解相同时间,饱和粗盐水溶液比精制食盐水的电流表读数下降更多,可能原因是_________________________________。
(3)净化粗盐水和测定。用溶液除去电解后食盐水()中含有的和并测定处理后溶液中的,实现的循环使用。
①与反应的离子方程式:__________________________________。
②请补充完实验方案:取100 mL电解后食盐水,边搅拌边缓慢滴加稀溶液__________________,冷却,恒重后标量质量,计算得到。已知:800℃灼烧定量滤纸不留任何残渣;不分解。(需使用的试剂:溶液,淀粉试纸,定量滤纸,已知质量的坩埚)
【答案】(1) ①. 钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰 ②. B ③. 2:3
(2) ①. H2O分子在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH-,Na+从阳离子交换膜进入阴极区 ②. 粗盐水中的Mg2+和Ca2+通过阳离子交换膜,与OH- 反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2附着在阳离子交换膜表面,影响阳离子的移动
(3) ①. HClO + SO = SO+ H++Cl- ②. 用玻璃棒蘸取反应溶液滴在KI-淀粉试纸上,若不变色,停止滴加Na2SO3溶液;边搅拌边滴加0.5mol·L-1 BaCl2溶液有大量白色沉淀产生,静置,在上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生;用定量滤纸过滤,用水洗净滤渣,将滤渣与滤纸移至坩埚,800℃灼烧完全
【解析】
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是设计实验完成粗盐水的检验和精制,并模拟氯碱工业生产。
【小问1详解】
①钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰,粗盐水中含有钠离子,所以用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验时焰色为黄色,不能观察到钙元素的砖红色;
②由题意可知,粗盐水中钙离子浓度为:=0.004 mol/L,由方程式可知,若100 mL溶液中钙离子与25.00 mLEDTA标准溶液完全反应,标准溶液的浓度为:=0.016 mol/L,所以实验时EDTA标准溶液浓度为0.02 mol/L,故选B;
③向粗盐水中加入氧化钙发生的反应为:CaO+H2O+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+,加入碳酸钠发生的反应为:Ca2++CO=CaCO3↓,由题意可知,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比1:2,则沉淀剂中氧化钙和碳酸钠的物质的量之比为:2:(2+1)=2:3;
【小问2详解】
①一段时间后,阴极室氢氧化钠溶液浓度增大的原因是阴极区中的水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,阳极区的钠离子从阳离子交换膜进入阴极区,使得阴极区氢氧化钠溶液的浓度增大;
②相同电压下,电解相同时间,饱和粗盐水溶液比精制食盐水的电流表读数下降更多,可能原因是粗盐水中的Mg2+和Ca2+通过阳离子交换膜,与OH- 反应生成难溶的Mg(OH)2、Ca(OH)2附着在阳离子交换膜表面,影响阳离子的移动;
【小问3详解】
①亚硫酸钠具有还原性,能与溶液中的次氯酸反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:HClO + SO= SO+ H++Cl-;
②由题给信息可知,实现氯化钠循环使用的实验方案为取100 mL电解后食盐水,用玻璃棒蘸取反应溶液滴在KI-淀粉试纸上,若不变色,停止滴加Na2SO3溶液;边搅拌边滴加0.5mol·L-1 BaCl2溶液有大量白色沉淀产生,静置,在上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生;用定量滤纸过滤,用水洗净滤渣,将滤渣与滤纸移至坩埚,800℃灼烧完全,干燥、高温灼烧,冷却,恒重后称量质量,计算得到硫酸根离子的质量。
【命题透视】
▶核心考点:焰色试验原理与干扰分析、EDTA配位滴定的浓度选择与计算、沉淀剂配比的化学计量计算、电解池工作原理与离子膜的作用、电极反应与离子迁移、氧化还原反应在物质转化中的应用、实验方案的设计与完整表述
▶链接教材:人教版必修第一册第二章第一节”钠及其化合物”(焰色试验)、第三章第一节”铁及其化合物”;必修第二册第五章”化工生产中的重要非金属元素”;选择性必修1第四章《化学反应与电能》第二节”电解池”;实验活动”用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子”
▶命题分析:
(1)情境创设:以氯碱工业的完整生产链——粗盐水的检验精制→离子膜电解→废液处理与循环利用——为线索,再现真实的化工生产过程,体现”科学探究与工程实践”的融合。
(2)问题设计: - 第(1)问:焰色试验干扰分析(开放性)、EDTA标准溶液浓度选择(计算型)、沉淀剂配比的计算(CaO与物质的量比)。 - 第(2)问:电解原理分析——阴极室NaOH浓度增大的原因、粗盐水电流下降的原因(开放性分析)。 - 第(3)问:除HClO的离子方程式、测定的完整实验方案补充设计。
(3)考查目标:侧重”科学探究与创新意识”——特别是第(3)问②要求补充完整的实验操作方案,包括试剂选择、终点判断、操作步骤、灼烧恒重等,是江苏卷最典型的实验探究题型。
【易错点】 - 焰色试验中Na的黄色干扰——Na的黄色火焰会掩盖Ca的砖红色,这是检验化学中的常见干扰问题。 - EDTA滴定中标准溶液浓度的选择——需先估算待测的浓度(约0.004 mol/L),再根据消耗体积(25 mL左右)反推适宜的EDTA浓度(0.016 mol/L→选0.02 mol/L)。 - 沉淀剂配比计算——(每mol 消耗1mol CaO并生成1mol ),除去原有和由转化来的。若::2,则CaO::(2+1)=2:3。 - 电解原理——阴极得电子生成和,从阳极区经阳离子交换膜进入阴极区,与结合使NaOH浓度增大。 - 粗盐水电流下降的原因——、通过阳离子交换膜后在阴极区与生成沉淀附着在膜表面,阻碍的迁移。 - 实验方案补充设计中易遗漏:KI-淀粉试纸检测HClO是否除尽、沉淀完全性的验证、沉淀的洗涤和灼烧条件。
【知识总结】 ① 焰色试验:Na(黄色)、K(紫色,需蓝色钴玻璃)、Ca(砖红色)、Cu(绿色)、Sr(洋红色)。 ② EDTA滴定法:利用EDTA与金属离子1:1配位的性质,用指示剂显示终点。 ③ 离子膜电解食盐水:阳极;阴极;从阳极区通过阳离子交换膜进入阴极区。 ④ 离子交换膜的污染:高价阳离子(、等)与生成的沉淀会堵塞离子膜。 ⑤ 重量分析法测定:加沉淀→过滤→洗涤→灼烧→恒重→称量→计算。
【复习策略】 - 专题复习离子膜法电解食盐水工艺——从粗盐精制到电解到产品分离的完整流程。 - 强化”实验方案补充设计”类题型的训练——注意操作描述的科学性、完整性和顺序性。 - 整理化学实验中的”检验是否完全”操作方法汇总——如沉淀完全、反应完全、洗涤干净等的检验方案。
【答题模板】 实验方案补充设计答题模板: ① 明确实验目的(测定什么,除去什么)。 ② 试剂选择与用量(滴加至……为止)。 ③ 反应完全性的检验方法(用……试纸/指示剂检测)。 ④ 分离操作(过滤/萃取/蒸馏等)。 ⑤ 洗涤操作(用什么洗、洗几次、检验洗涤是否干净)。 ⑥ 干燥/灼烧/恒重操作(温度、时间、条件)。 ⑦ 数据记录与计算。
化学实验操作描述规范用语: - 滴加:“边搅拌边缓慢滴加……” - 检验完全:“用玻璃棒蘸取……滴于……上,若……则……” - 沉淀洗涤:“用水洗涤沉淀至……” - 灼烧:“将……置于坩埚中,在……温度下灼烧至恒重” - 过滤:“用定量滤纸过滤……”
17. 碳循环是地球生物圈主要的物质循环。
(1)自然界中的主要碳循环过程如图所示。数百万年前,大气中的经碳循环后,会存在于_____(填字母序号)。
A.水体中的 B.淀粉 C.石灰石
(2)碱液捕集。一定温度下,用浓氨水吸收含的模拟烟气,常加入一定浓度的溶液,生成一种空间构型为正八面体的镍氨配合物离子,位于正八面体中心,如图所示,生成镍氨配合物的离子方程式为___________________________________________,加入溶液的作用是_______________________。
(3)金属有机骨架(简称MOFs)材料在资源利用中有重要应用。MOFs材料具有一定数量孔隙,热稳定性不高。
①一定条件下,利用一种基材料催化电解与碱性混合液制备尿素,阴极区、生成的电极反应式为________________________________。
②某Al基MOFs材料Al(HCOO)3可吸附CO2,结构如图所示,Al、C、O形成_____(填数字)元环状结构。为检测其吸附能力,将吸附至饱和的(不含其他气体和杂质)在空气中加热,350℃时完全分解生成。
的饱和吸附量
则该材料对的饱和吸附量为__________。
③一定条件下,密闭体系中发生反应。不改变其他条件,反应相同时间,加入能显著提升产率。已知:分子碳氧键键能大、结构稳定。从结构和反应原理角度分析产率增大的可能原因:_________________________________________。
④已知:孔隙尺寸0.41~0.46 nm,分子直径。为实现的高效捕集和资源利用,结合相关结构和性质,综合分析Al基材料的优化方向是______________________。
【答案】(1)ABC (2) ①. ②. 减少氨气受热挥发,提高氨气的利用率,增加吸收二氧化碳的量和稳定性
(3) ①. ②. 16 ③. ④. 中带正电的H会和中带负电的O结合,从而使分子碳氧键的键能减小,稳定性降低;可以使催化剂的活性增强;可以吸附,可以使表面的局部浓度提高,从而提高产率; ⑤. 减小孔隙尺寸与匹配、增加孔隙数量、提高材料热稳定性
【解析】
【小问1详解】
A.大气中的可以直接溶于水体,因此水体中的会存在,A符合题意;
B.在太阳能的作用下,会通过光合作用被生物固定,转化为淀粉,因此淀粉中会存在,B符合题意;
C.水体中溶解的可以转化为无机碳酸盐,而石灰石的主要成分是碳酸钙,因此石灰石中也会存在,C符合题意;
故选ABC;
【小问2详解】
根据已知镍氨配合物离子的空间结构为正八面体,位于正八面体的中心,配体数目为6,该配合物离子为,该过程为与氨水反应生成镍氨配合物离子,因此离子方程式为;碱液捕集的过程为中和反应,该过程放热会导致浓氨水中氨气挥发,降低的吸收效率,加入后,可以与氨气结合生成稳定的,可以减少氨气受热挥发,提高氨气的利用率,增加吸收二氧化碳的量和稳定性;
【小问3详解】
①阴极区应发生还原反应,反应物应为、,产物为、水和,因此电极反应为;
②根据图可知,Al、C、O组合的环形结构中,有Al原子4个,O原子8个,C原子4个,因此组成的结构为16元环;生成的物质的量为,根据Al元素守恒,对应的的物质的量为,其质量为,吸附的的质量为
,对应的物质的量为,代入饱和吸附量公式,的饱和吸附量为;
③从结构角度:中的H带正电,而中O带负电,因此中带正电的H会和中带负电的O结合,从而使分子碳氧键的键能减小,稳定性降低,从而提高产率;
从反应原理的角度:可以使催化剂的活性增强,同时可以吸附,可以使表面的局部浓度提高,加快反应速率,从而提高产率;
④从结构角度:可以适当的减小孔隙尺寸,使其与的分子直径接近,减少其他分子的进入;并且材料具有一定数量的孔隙,可以适当的增加孔隙的数量;从性质角度:根据已知材料热稳定性不高,因此可以提高材料的热稳定性,因此优化方向为适当减小孔隙尺寸、增加孔隙数量、提高材料热稳定性。
【命题透视】
▶核心考点:自然界中的碳循环路径、配合物空间构型(正八面体)与配位键形成、电解池阴极电极反应式的书写、晶体结构中的环状结构计数、热重分析与饱和吸附量的计算、化学键能与分子活化、MOFs材料的孔径与选择性吸附原理
▶链接教材:人教版必修第二册第八章《化学与可持续发展》第一节”自然资源的开发利用”(碳循环);选择性必修1第四章”电解池”;选择性必修2第二章第二节”分子的空间结构”(VSEPR与配合物构型)、第三章第四节”配合物与超分子”
▶命题分析:
(1)情境创设:以”碳循环——地球生物圈的主要物质循环”为核心主题,从自然界碳循环→碱液捕集材料催化/吸附,构建从宏观到微观、从基础到前沿的完整碳主题知识链。
(2)问题设计: - 第(1)问:碳循环产物判断——多选题,可转化为水体碳酸盐、生物体淀粉和无机碳酸盐(石灰石)。 - 第(2)问:镍氨配合物离子方程式书写(正八面体构型→配位数为6)、加入的作用分析。 - 第(3)问:①阴极还原与生成尿素的电极反应式书写;②晶体结构中环状结构计数(16元环)与饱和吸附量计算;③从结构角度和反应原理角度分析提升转化率的原因(开放性);④综合分析MOFs材料的优化方向。
(3)考查目标:侧重”宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”和”科学态度与社会责任”的综合考查,是整卷难度最大、思维容量最丰富的压轴题。
【易错点】 - 第(1)问——可以溶解于水体、通过光合作用转化为淀粉、转化为无机碳酸盐(石灰石),三条路径均正确,需全部选出。 - 第(2)问配合物离子方程式——,正八面体对应6个配体。的作用需完整表述:与生成沉淀,促进吸收;同时减少挥发,提高吸收效率。 - 第(3)问①电极反应式——阴极发生还原反应,反应物为,需注意N的化合价变化和电荷配平。 - 第(3)问②环数计数——需仔细观察结构图中Al、C、O的连接方式,数出16元环。饱和吸附量计算需由热重数据反推的质量和物质的量。 - 第(3)问③——从结构角度:中带正电的H与中带负电的O有静电作用,削弱C=O键键能。从反应原理角度:增强催化剂活性、增大在催化剂表面的局部浓度、加快反应速率。 - 第(3)问④优化方向——减小孔径以匹配分子尺寸(提高选择性)、增加孔隙数量(提高吸附容量)、提高材料热稳定性(拓展使用条件)。
【知识总结】 ① 自然界碳循环的三条主要路径:大气溶解→水体碳酸盐→沉积→碳酸盐岩;大气光合作用→有机物→化石燃料→燃烧→;大气溶解→水体→生物作用→碳酸盐沉积。 ② 正八面体配合物的特征:配位数为6,配体位于八面体的六个顶点。 ③ MOFs(金属有机骨架)材料:由金属离子/簇与有机配体通过配位键自组装形成的多孔晶体材料,具有高比表面积和可调控的孔径。 ④ 饱和吸附量的计算公式:饱和吸附量 = n材料)。 ⑤ 催化反应中的协同作用:活化反应物(削弱键能)、增强催化剂活性、富集反应物。
【复习策略】 - 以”碳”元素为核心,打破教材模块边界,构建”碳及其化合物的化学”完整知识框架。 - 关注新型材料(MOFs、COFs等)在气体吸附和催化领域的应用,积累前沿素材。 - 强化”多因素综合分析”类开放性问题的答题训练——从结构、原理、工艺等多维度展开,每个维度给出基于化学原理的具体分析。 - 热重分析与吸附量计算的专题整合训练。
【答题模板】 多维度综合分析答题模板(如”原因分析”类开放性设问): 步骤一:审题——明确分析对象和角度限制。 步骤二:结构角度分析——从分子/晶体结构、化学键、电子效应等微观层面解释。 步骤三:原理角度分析——从热力学(平衡移动、ΔH/ΔS/ΔG)和动力学(活化能、速率影响因素)方面解释。 步骤四:综合协调——将不同角度的分析整合为一个逻辑连贯的完整答案。
材料优化方向分析模型: ① 结构层面:孔径调节、孔隙率优化、官能团修饰。 ② 性质层面:热稳定性、化学稳定性、选择性。 ③ 工艺层面:制备成本、重复使用性、规模化潜力。
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