2026年高考化学真题完全解读(甘肃卷)
2026-08-26
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精品
摘要:
该高中化学高考复习资料覆盖物质结构与性质、反应原理等核心模块,按题型与情境梳理考点,通过试题分析、复习策略、真题解读三环节,结合考点细目表与分层训练,帮助学生系统构建知识网络,突破晶胞计算、平衡图像等难点。
资料以真实情境与综合考查为特色,通过钍基熔盐堆等地方科技案例培养科学态度与责任,设计晶胞密度计算步骤、平衡常数联立方法等策略突破定量难点,结合分层练习与答题模板,助力学生提升科学思维与探究能力,为教师把控复习节奏提供清晰路径。
内容正文:
2026年高考甘肃卷化学高考真题
试卷总评·考情分析·复习策略·真题解读
【试题分析】
2026 年高考甘肃卷化学试题,题型结构为选择题 14 题(每题 3 分,共 42 分)+ 非选择题 4 题(共 58 分),总分 100 分,考查范围覆盖必修与选择性必修全部模块,体现新课标素养立意、情境载体、真实问题解决的命题导向。
从难度看,选择题以基础概念与中等综合为主,第 1、4、5 题为送分题,第 13(晶胞密度与最短距离计算)、第 14(三元酸分布分数图像与多重平衡)为拔高题;非选择题中第 15 题(钛白工艺流程 + 盖斯定律)为常规难度,第 16 题(白云石钙含量测定)和第 17 题(加氢制甲烷反应原理)设问层次分明、区分度明显,第 18 题(恩那度司他有机合成)为综合压轴。
知识模块分布均衡:化学与 STSE/材料(第 1、2 题)、物质结构与性质(第 2、8、13 题)、有机化学(第 3、4、18 题)、化学反应原理(第 5、14、17 题)、电化学(第 12 题)、元素推断(第 8 题)、工艺流程(第 9、15 题)、实验探究(第 10、11、16 题)全覆盖,其中「结构与性质」「反应原理」两大模块分值占比最高,体现新高考对学科核心概念与定量分析的重视。
全卷以甘肃地域与科技前沿真实情境贯穿——钍基熔盐堆(第 2 题)、岷县当归(第 3 题)、治镁白云岩矿床(第 16 题)、钛白生产(第 15 题)等情境使试题具有鲜明的「地方特色 + 科技前沿」色彩,要求学生在真实情境中调用化学观念解决问题。
【试题亮点】
情境创设真实化:第 2 题以甘肃建成第四代核裂变反应堆(钍基熔盐堆)为背景,第 3 题以岷县当归提取物 5-羟基麦芽酚为素材,第 15 题以钛白厂建设完善绿色化工布局为情境,第 16 题以甘肃探获超大型冶镁白云岩矿床为载体,将地方产业与化学知识深度融合,体现「从解题走向解决问题」的命题理念。
考查方式综合化:第 14 题将三元酸电离平衡与配位平衡置于同一图像体系,综合考查分布分数、多重平衡常数计算;第 17 题将平衡产率判断、平衡常数表达式、平衡分压图像、反应历程能量图(决速步判断)四类问题融于一体,一题多问、层层递进,凸显反应原理模块的综合性与能力层次。
能力考查层次化:从第 1 题的识记判断,到第 9 题的流程分析推理,到第 13 题的晶胞空间想象与定量计算,到第 16 题的实验误差归因与对照实验设计,再到第 18 题的有机推断与结构书写,能力要求呈阶梯式上升,较好地区分了不同层次学生。
【命题趋势】
情境命题常态化:新材料、新能源、地方产业、药物合成等真实情境成为试题的必然载体,要求学生具备「从情境中提取化学信息、建模求解」的能力,传统脱离情境的纯知识考查逐步退场。
物质结构模块权重上升:第 2、8、13 题集中考查电子式、价层电子排布、元素推断、晶胞结构,第 6、7 题将配位化学(配位数、配体、手性碳、价态)纳入选择题,结构化学的深度与广度均有提升。
反应原理定量化、图像化:第 5、14、17 题均涉及平衡常数、分布分数、平衡分压、能量态势图等定量图像分析,要求学生既能定性判断又能定量计算,图像信息解读能力成为核心得分点。
实验探究突出证据推理与误差分析:第 10、11 题考查萃取、蒸馏、抽滤等基本操作规范,第 16 题通过「对照实验 + 数据比较」考查误差归因与猜想验证,实验题从「背操作」转向「析证据、推结论」。
核心素养全面渗透:宏观辨识与微观探析(晶胞、结构)、证据推理与模型认知(平衡图像、有机推断)、科学探究与创新意识(实验设计)、科学态度与社会责任(绿色化工、能源安全)在卷中均有明确落脚点。
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
清洁能源设备核心部件材料
材料的分类/金属材料的判断
涉及基础知识:金属材料与合金、复合材料、无机非金属材料
2
选择题
钍基熔盐堆核裂变堆材料
电子式/原子结构示意图/价层电子排布/核素与同位素
涉及基础知识:电子式书写、原子结构、价层电子排布、同位素
3
选择题
当归提取物 5-羟基麦芽酚
官能团性质/分子极性
涉及基础知识:烯烃加成、极性分子判断、羟基取代反应、醇与钠反应
4
选择题
长余辉发光材料尿素
尿素的性质/晶体与氢键
涉及基础知识:尿素合成、缩聚反应、分子间氢键、X 射线衍射
5
选择题
可逆反应平衡状态
平衡状态判断/平衡移动/活化分子
涉及基础知识:化学平衡标志、勒夏特列原理、活化分子数、平衡常数
6
选择题
奥沙利铂前药分子
配位数/配体种类/电离能与原子半径
涉及基础知识:配合物组成、配位原子、第一电离能递变、原子半径递变
7
选择题
奥沙利铂分子
环状结构/电负性/手性碳/中心原子价态
涉及基础知识:环结构、电负性比较、手性碳判断、配合物价态
8
选择题
文物修复仿生材料
元素推断/元素化合物性质
涉及基础知识:核外电子排布、元素周期律、常见元素单质性质
9
选择题
硅电池碎片分离回收
工艺流程分析/离子方程式/氧化还原
涉及基础知识:浸出、沉银、氨浸、离子方程式书写、氧化还原
10
选择题
苯甲醛实验操作
萃取振摇/抽滤/pH 测定
涉及基础知识:分液漏斗使用、抽滤操作、pH 试纸使用
11
选择题
苯甲醛萃取实验
萃取效率/蒸馏目的/红外光谱鉴定
涉及基础知识:醛基还原性、多次萃取、蒸馏分离、红外光谱
12
选择题
处理含硫污水的尿素燃料电池
原电池原理/电极判断/离子交换膜
涉及基础知识:电极反应、电子流向、pH 变化、离子交换膜
13
选择题
催化剂晶胞结构
晶胞结构/密度计算/最短距离
涉及基础知识:晶胞均摊、投影图、晶体密度、几何距离
14
选择题
三元酸与金属离子配位
分布分数图像/多重平衡常数
涉及基础知识:电离平衡、配位平衡、分布分数、平衡常数计算
15
非选择题
钛白生产与金属钛制备
工艺流程/盖斯定律/氧化还原
涉及基础知识:硫酸制备、冷却结晶、还原剂用量、盖斯定律、反应自发性
16
非选择题
白云石中钙含量测定
实验方案设计/滴定误差分析
涉及基础知识:样品预处理、沉淀洗涤、滴定操作、对照实验、误差归因
17
非选择题
加氢制甲烷与水煤气
平衡产率/平衡常数/反应历程能量图
涉及基础知识:勒夏特列原理、平衡常数表达式、分压图像、决速步与活化能
18
非选择题
恩那度司他药物合成
有机推断/官能团/同分异构体
涉及基础知识:官能团名称、同分异构体、分子式推断、杂化与配位
核心复习策略
夯实结构与性质基础:针对第 2、8、13 题暴露的结构化学高频考点,系统梳理电子式、原子结构示意图、价层电子排布、第一电离能与电负性递变规律、晶胞均摊与密度计算,做到「概念辨析零失误、定量计算有套路」。
强化反应原理图像与定量训练:以第 5、14、17 题为蓝本,专项训练平衡状态判断、分布分数曲线、平衡分压图、反应历程能量态势图的读取与计算,重点突破「多重平衡 + 图像交点 + 常数联立」类综合题。
规范工艺流程与实验探究答题:紧扣第 9、15、16 题的设问方式,掌握「原料预处理 → 核心反应 → 条件控制 → 分离提纯 → 产品评价」的流程分析框架,规范实验操作、误差归因与对照实验设计的表述。
建立有机推断的思维链条:以第 3、4、18 题为载体,熟练运用「分子式 → 不饱和度 → 官能团特征反应 → 结构片段 → 转化关系 → 目标产物」的推断路线,强化手性碳、杂化轨道、官能团名称等易错点的精准书写。
回归教材、规范表达:本卷多处设问直接对接教材(电子式书写、抽滤装置、滴定终点操作、盖斯定律),复习中要回归教材实验与基本操作,杜绝「会做不会写、会写不规范」的失分。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.“十五五”规划指出要“加快构建清洁低碳安全高效的新型能源体系”。下列清洁能源设备核心部件的主要材料属于金属材料的是
A.水力发电:水轮发电机组(不锈钢)
B.风力发电:叶片(碳纤维增强塑料)
C.光伏发电:太阳能电池板(单晶硅)
D.光热发电:集热塔(混凝土)
【答案】A
【解析】A.不锈钢属于铁合金,合金属于金属材料,A正确;
B.碳纤维增强塑料属于复合材料,不属于金属材料,B错误;
C.单晶硅是硅单质,属于无机非金属材料,不属于金属材料,C错误;
D.混凝土属于无机非金属材料,不属于金属材料,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:金属材料、合金与复合材料的分类判断
▶链接教材:人教版化学必修第一册「物质的分类及转化」「金属材料」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以「十五五」规划构建清洁低碳安全高效新型能源体系为背景,考查清洁能源设备核心部件材料分类。
(2)问题设计:给出四种能源设备及其核心部件材料,要求判断属于金属材料的选项,实质考查金属材料、复合材料、无机非金属材料的界定。
(3)考查目标:宏观辨识与科学态度,考查学生对常见材料类别的识记与辨析能力。
【易错点】 学生易将「碳纤维增强塑料」误判为金属材料——碳纤维是含碳纤维增强的树脂基复合材料,不属于金属;也易忽略「单晶硅」属于无机非金属材料(非金属单质),而把硅单质与硅酸盐材料混为一谈。另需注意「合金属于金属材料」这一基本归类,不锈钢是铁合金。
【知识总结】 1. 金属材料包括纯金属与合金;合金的硬度、强度一般优于其成分金属,熔点一般低于其成分金属。 2. 复合材料由基体(如树脂)与增强体(如碳纤维、玻璃纤维)复合而成,碳纤维增强塑料、玻璃钢均属复合材料。 3. 传统无机非金属材料(水泥、玻璃、陶瓷)与新型无机非金属材料(单晶硅、光导纤维)均不属于金属材料。
【复习策略】 整理「材料分类」思维导图:金属材料 / 无机非金属材料 / 有机高分子材料 / 复合材料四类,每类配 2—3 个典型实例(不锈钢、铝合金、玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、碳纤维复合材料等),并针对「合金与纯金属性质差异」「新型无机非金属材料」设置对比判断题。
【答题模板】 材料分类判断:先看是否含金属单质或合金(是 → 金属材料);再看是否为无机非金属(硅、玻璃、陶瓷等);再看是否有机高分子;若由两种或以上不同性质材料复合而成 → 复合材料。
2.基于我国在制备高纯氟化物熔盐、核级石墨和耐腐蚀镍基合金等领域的技术突破,第四代核裂变反应堆(钍基熔盐堆)在甘肃建成,并于2025年首次实现堆内钍铀转化。下列说法错误的是
A.NaF电子式
B.碳原子结构示意图
C.基态Ni原子价层电子排布图
D.元素钍(Th)有和等核素
【答案】A
【解析】A.为离子化合物,电子式为:,A错误;
B.碳原子的质子数为6,核外电子分两层排布,K层2个电子、L层4个电子,结构示意图符合碳原子的核外电子排布规律,B正确;
C.基态原子价层电子排布为,图示符合基态Ni原子核外电子排布规则,C正确;
D.和质子数均为90、中子数不同,互为同位素,属于钍元素的不同核素,D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:电子式、原子结构示意图、价层电子排布图、核素与同位素
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「原子结构与性质」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以甘肃建成第四代核裂变反应堆(钍基熔盐堆)、2025 年实现堆内钍铀转化为背景。
(2)问题设计:围绕 NaF 电子式、碳原子结构示意图、基态 Ni 原子价层电子排布图、钍核素四组表述,判断说法错误的选项。
(3)考查目标:宏观辨识与微观探析,考查化学用语的规范表达与原子结构、同位素概念。
【易错点】 NaF 是离子化合物,电子式应写成 (氟离子带方括号并标负电荷),学生常漏写离子电荷或方括号;基态 Ni 价层电子排布图需注意 3d 能级电子排布规则;核素与同位素概念易混——同种元素质子数相同、中子数不同的不同核素互为同位素,而非「同种核素」。
【知识总结】 1. 电子式书写要点:离子化合物阴离子需加方括号并标电荷,阳离子直接写离子符号。 2. 原子结构示意图:核电荷数 = 质子数,核外电子分层排布(K 层最多 2 个,L 层最多 8 个)。 3. 价层电子排布遵循洪特规则;同种元素不同核素质子数相同、中子数不同,互为同位素。
【复习策略】 对照教材逐项规范三类化学用语(电子式、原子结构示意图、电子排布图),尤其加强离子化合物电子式与基态原子价层电子排布图的书写训练;设计「核素—同位素—同素异形体」概念辨析题组,避免基本概念失分。
【答题模板】 化学用语正误判断:①核对微粒种类(原子/离子/分子)与电子式书写规则;②核对结构示意图的核电荷数与分层排布;③核对电子排布图的能级符号、电子数与自旋方向;④核对同位素判断(同质子、异中子)。
3.甘肃岷县被誉为“中国当归之乡”,从当归中提取的5-羟基麦芽酚具有抗炎活性。下列说法错误的是
A.该物质能使溴水褪色 B.该分子是非极性分子
C.该物质可发生取代反应 D.该物质能与金属钠反应
【答案】B
【解析】A.该物质含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴水褪色,A正确;
B.该分子结构不对称,且含有羟基、羰基等极性基团,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.该物质含有羟基,可发生酯化等取代反应,C正确;
D.该物质含有羟基,可与金属钠反应生成氢气,D正确;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:有机官能团性质、分子极性判断
▶链接教材:人教版化学选择性必修3「有机化学基础」官能团性质主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以甘肃岷县「中国当归之乡」提取物 5-羟基麦芽酚具有抗炎活性为素材。
(2)问题设计:围绕该物质能否使溴水褪色、分子极性、取代反应、与钠反应四方面判断说法错误的选项。
(3)考查目标:宏观辨识与微观探析,考查官能团性质与分子极性判断能力。
【易错点】 学生易误判「极性分子」——该分子结构不对称且含羟基、羰基等极性基团,正负电荷中心不重合,属于极性分子;「极性分子」判断不能只看是否含极性键,要看分子空间结构是否对称。另需注意羟基既能发生酯化等取代反应,又能与金属钠反应放出氢气。
【知识总结】 1. 含碳碳双键可使溴水因加成反应褪色;醛基等还原性基团可使溴水因氧化还原褪色。 2. 分子极性判断:含极性键且空间结构不对称 → 极性分子;空间结构对称、正负电荷中心重合 → 非极性分子。 3. 羟基(醇/酚)可发生取代(酯化)、与活泼金属(Na)反应等。
【复习策略】 归纳「使溴水褪色」的常见情形(加成、氧化还原、萃取)并对比条件差异;训练「键的极性 + 空间对称性 → 分子极性」的完整判断链条;梳理羟基、羧基、碳碳双键、醛基等官能团的典型性质对照表。
【答题模板】 有机物性质判断:先定位官能团 → 再逐项判断(双键/醛基的褪色反应、羟基的取代与钠反应、羧基的酸性与酯化、苯环的取代)→ 注意「分子极性」需结合空间结构对称性判断。
4.我国科研人员使用尿素()等合成了一种长余辉发光材料。关于尿素下列说法错误的是
A.可通过加热无机化合物获得 B.可与甲醛反应生成脲醛树脂
C.尿素晶体中不存在分子间氢键 D.射线衍射可测定其晶体结构
【答案】C
【解析】A.1828年维勒通过加热无机化合物氰酸铵成功合成尿素,该说法正确;
B.尿素含氨基,可与甲醛发生缩聚反应生成脲醛树脂,该说法正确;
C.尿素分子中存在电负性大的原子和键,分子间可形成氢键,该说法错误;
D.X射线衍射是测定晶体结构的常用方法,可测定尿素晶体结构,该说法正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:尿素的合成与性质、晶体中的氢键、晶体结构测定方法
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「分子间作用力」与选择性必修3「有机物」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以我国科研人员使用尿素合成长余辉发光材料为背景。
(2)问题设计:围绕尿素能否由加热无机化合物获得、与甲醛生成脲醛树脂、晶体中是否存在分子间氢键、X 射线衍射测定晶体结构四方面判断错误选项。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查化学史实、有机物反应与晶体结构测定方法。
【易错点】 学生易忽略「维勒 1828 年加热氰酸铵合成尿素」这一化学史实,误判 A 为错误;或对「尿素分子间氢键」判断失误——尿素分子含 N—H 键、C=O 键,N、O 电负性大,分子间可形成氢键。需注意「尿素晶体中不存在分子间氢键」是错误的。
【知识总结】 1. 尿素 是最早由无机物合成的有机物(维勒,1828,氰酸铵加热)。 2. 尿素含氨基,可与甲醛发生缩聚反应生成脲醛树脂。 3. 分子间氢键形成条件:分子中含电负性大的原子(N、O、F)且连有氢;X 射线衍射是测定晶体结构的常用方法。
【复习策略】 梳理「有机物合成化学史」关键节点(维勒合成尿素等);对比尿素与甲醛的缩聚反应;整理氢键的形成条件、对熔沸点与溶解性的影响;明确 X 射线衍射实验在晶体结构测定中的应用。
【答题模板】 晶体与分子间作用力判断:①看分子中是否有 N—H/O—H/F—H 等键 → 判氢键;②看晶体类型 → 判分子间作用力种类;③X 射线衍射实验 → 测定晶体结构。
5.对于反应,其他条件不变时,下列说法错误的是
A.当时,反应达到化学平衡
B.恒容下,向平衡体系中充入惰性气体、平衡不移动
C.升高反应温度,体系活化分子数增加
D.增大浓度,平衡常数不变
【答案】A
【解析】A.反应速率之比等于化学计量数之比是反应任意时刻都满足的规律,该式未指明速率对应正反应方向还是逆反应方向,无法判断反应是否达到平衡,A错误;
B.恒容下充入惰性气体,反应体系中各气态物质的浓度均不发生改变,正、逆反应速率不变,平衡不移动,B正确;
C.升高温度,普通分子吸收能量转化为活化分子,体系中活化分子总数增加,C正确;
D.平衡常数仅与温度有关,温度不变时,增大反应物的浓度,平衡常数不发生改变,D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:化学平衡状态判断、勒夏特列原理、活化分子数、平衡常数
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「化学反应速率与化学平衡」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以某可逆反应在其他条件不变时的平衡状态判断为背景。
(2)问题设计:判断「速率比等于计量数比即达到平衡」「恒容充惰性气体平衡不移动」「升温活化分子数增加」「增大浓度平衡常数不变」四项说法的正误。
(3)考查目标:变化观念与平衡思想,考查平衡状态的本质与平衡移动规律。
【易错点】 A 项是典型陷阱:反应速率之比等于化学计量数之比是反应任意时刻都成立的关系,未指明正逆方向不能作为平衡标志,学生常将其与「正逆反应速率相等」混淆。另需明确恒容充入惰性气体时各组分浓度不变、平衡不移动;平衡常数仅与温度有关。
【知识总结】 1. 平衡状态判断:正逆反应速率相等、各组分的浓度/百分含量不再变化是根本标志;速率比等于计量数比非平衡标志。 2. 恒容充入惰性气体 → 各气体浓度不变 → 平衡不移动;恒压充入惰性气体 → 体积增大、浓度减小 → 视反应方向而定。 3. 升高温度普通分子转化为活化分子,活化分子总数增加;平衡常数只随温度变化。
【复习策略】 整理「化学平衡状态判断标志」清单,区分「任何时刻均成立的关系」与「平衡时特有的关系」;专项训练充入惰性气体、改变浓度、改变温度、改变压强对平衡与平衡常数的影响;强化活化分子、活化能、有效碰撞等概念辨析。
【答题模板】 平衡判断三步法:①明确变量与不变量;②判断该量是否随反应进行而变;③只有「随反应进行而变、达到平衡后不变」的量才能作为平衡标志。
奥沙利铂是第三代铂类抗癌药物,可由Pt前药转化而成。据此完成下面小题,
6.关于前药分子,下列说法正确的是
A.配位数为4 B.含有多种配体
C.第一电离能 D.原子半径
【答案】B
【解析】A.Pt前药中Pt的配位原子为2个、2个的O、2个草酸根的O,配位数为6,A错误;
B.Pt前药的配体包含1,2-环己二胺、、草酸根,共3种不同配体,B正确;
C.同周期元素从左往右第一电离能增大(ⅡA与ⅤA出现反常),第一电离能,C错误;
D.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径,D错误;
故选B;
【命题透视】
▶核心考点:配合物的组成(配位数、配体)、第一电离能与原子半径递变
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「配合物」「元素周期律」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以第三代铂类抗癌药物奥沙利铂可由 Pt 前药转化为背景,引入配位化合物结构分析。
(2)问题设计:围绕 Pt 前药分子的配位数、配体种类、第一电离能大小、原子半径大小判断正确选项。
(3)考查目标:宏观辨识与微观探析,考查配合物组成分析与元素周期律的应用。
【易错点】 配位数判断易错:Pt 前药中 Pt 的配位原子为 2 个 N、2 个草酸根的 O、2 个另一配体的 O,配位数为 6(而非 4);配体种类需完整识别(1,2-环己二胺、草酸根等共 3 种)。第一电离能注意ⅡA、ⅤA 反常;原子半径按同周期从左到右减小判断。
【知识总结】 1. 配位数 = 中心原子(离子)直接结合的配位原子总数,需逐一统计所有配位原子。 2. 配体种类按不同配体分子/离子计数,同一配体中的多个配位原子不重复计为不同配体。 3. 同周期元素第一电离能总体增大(ⅡA 与ⅤA 反常),原子半径从左到右递减。
【复习策略】 专项训练配合物「配位数 + 配体种类 + 中心原子价态」的识别,画出配位原子逐一计数;结合周期表复习第一电离能、电负性、原子半径的递变规律及反常点。
【答题模板】 配合物组成分析:①找中心原子(过渡金属);②逐一找出直接配位的原子(配位原子)并计数 → 配位数;③按不同配体分子/离子归类 → 配体种类;④由配体电荷反推中心原子价态。
7.关于奥沙利铂分子,下列说法错误的是
A.分子结构中含有五元环 B.分子中电负性最大的是O
C.每个分子中含两个手性碳原子 D.与前药分子中的价态相同
【答案】D
【解析】A.奥沙利铂中Pt与两个、两个相邻C形成五元环,草酸根与Pt也形成五元环,分子含五元环结构,A正确;
B.分子所含元素为C、、、O、Pt,电负性顺序为,电负性最大的是O,B正确;
C.分子中与氨基直接相连的两个环己烷碳原子均连接4种不同基团,均为手性碳原子,共2个,如图(带*号),C正确;
D.由图知,草酸根显-2价,氢氧根显-1价,则Pt前药中Pt为价,奥沙利铂中Pt为价,二者价态不同,D错误;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:环状结构、电负性、手性碳、配合物中心原子价态
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「配合物」、选择性必修3「手性」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:延续奥沙利铂分子结构,进一步考查空间结构与微观性质。
(2)问题设计:判断奥沙利铂分子是否含五元环、电负性最大元素、手性碳个数、与前药分子中 Pt 价态是否相同。
(3)考查目标:宏观辨识与微观探析,考查复杂配合物的结构与性质综合分析。
【易错点】 手性碳判断需注意「与氨基直接相连的两个环己烷碳原子均连 4 种不同基团」——要在结构图中逐一检查碳原子连接基团;Pt 价态判断易错:由配体草酸根(-2 价)、氢氧根(-1 价)及整体电中性反推,前药与奥沙利铂中 Pt 价态不同,不可想当然认为相同。
【知识总结】 1. 手性碳:连接 4 个不同原子或基团的饱和碳原子。 2. 电负性比较:同周期从左到右增大,O 的电负性在 C、N、O、Pt 中最大。 3. 中心原子价态:由配体所带电荷与配合物整体电荷守恒反推。
【复习策略】 强化手性碳识别(在结构简式中逐碳检查「四个连接基团是否各不相同」);训练配合物中心原子价态的电荷守恒计算;对比常见环系(五元环、六元环)在配合物中的形成。
【答题模板】 手性碳判断:对每个饱和碳原子检查其连接的 4 个原子或基团是否互不相同,是 → 手性碳;连接双键或相同基团的碳不是手性碳。
8.是文物修复中使用的一种仿生材料,、、、为依次位于第一至第四周期的主族元素。其中,原子核外电子只有一种自旋取向,基态原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。的单质能在空气中自燃,基态原子价层电子数为的2倍。下列说法错误的是
A.和的单质均具有还原性 B.化合物WY可作干燥剂
C.X和Y的单质均可在空气中燃烧 D.化合物的水化物具有酸性
【答案】C
【分析】原子核外电子只有一种自旋取向,位于第一周期,核外仅1个电子,只有1种自旋取向,则X为H,基态原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,位于第二周期,核外电子排布为,s能级总电子数等于p能级,则Y为O,的单质能在空气中自燃,白磷可在空气中自燃,则Z为P,基态原子价层电子数为的2倍,位于第四周期第ⅡA族,价层电子数为2,是价层电子数的2倍,则W为Ca,据此回答。
【解析】A.的单质、的单质磷均能失电子被氧化,具有还原性,A正确;
B.WY为,具有吸水性,常用作干燥剂,B正确;
C.的单质可在空气中燃烧,的单质是助燃剂,本身不能燃烧,C错误;
D.为,其水化物为亚磷酸,属于弱酸,具有酸性,D正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:元素推断(核外电子排布)、元素周期律与元素化合物性质
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「原子结构与元素的性质」、必修「硫及其化合物」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以文物修复用仿生材料为引,给出 X、Y、Z、W 四种主族元素的电子排布线索。
(2)问题设计:根据「一种自旋取向」「s 与 p 电子总数相等」「单质自燃」「价层电子数为某元素 2 倍」推断元素,再判断单质性质、化合物性质的正误。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查元素推断与元素化合物性质的综合运用。
【易错点】 推断关键:核外电子只有一种自旋取向 → H(X);s 能级电子总数等于 p 能级 → O(Y);单质在空气中自燃 → 白磷 P(Z);价层电子数为 O 的 2 倍 → Ca(W)。易错点在于「O 单质是助燃剂,本身不能燃烧」,学生易误判「X 和 Y 的单质均可在空气中燃烧」为正确。
【知识总结】 1. 元素推断线索:电子自旋取向、s/p 能级电子数关系、单质特殊性质(白磷自燃)、价层电子数关系。 2. 氢单质、磷单质具有还原性;CaO 可作干燥剂;O 单质助燃但不能燃烧。 3. 白磷易自燃,需保存在冷水中。
【复习策略】 整理「元素推断」常见突破口(电子排布、特殊性质、化合物用途)并形成推断流程;复习 H、O、P、Ca 及其化合物的典型性质;设计「元素推断 + 性质判断」综合题组。
【答题模板】 元素推断:①从电子排布线索定元素;②从特殊性质(自燃、助燃、还原性)验证;③逐一判断选项涉及的元素化合物性质,注意「助燃剂 ≠ 可燃物」等易混点。
9.某研究小组对硅电池碎片中的、、进行分离回收的流程如下:
下列说法错误的是
A.适当搅拌可提高“浸出”效率
B.“操作Ⅰ”中主要反应的离子方程式为
C.“氨浸”操作后,溶液含有
D.“操作Ⅱ”中、作还原剂
【答案】B
【分析】硅电池碎片中的、、,加入浸出剂,不反应,、转化为、,加入盐酸进行“沉银”,得到,过滤,滤渣为,加入,转化为,再加入,将还原为;向滤液中加入,转化为沉淀,过滤得到,据此回答。
【解析】A.适当搅拌能增大反应物接触面积,加快反应速率,提高“浸出”效率,A不符合题意;
B.操作Ⅰ加入的是弱电解质,离子方程式中不可拆分为,正确的离子方程式为,B符合题意;
C.“沉银”步骤得到的滤渣为,氨浸时与氨水反应生成可溶性的,因此溶液中含有,C不符合题意;
D.操作Ⅱ中中+1价的Ag被还原为0价Ag单质,中元素化合价升高失电子,作还原剂,D不符合题意;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:工艺流程分析、离子方程式书写、氧化还原与物质分离
▶链接教材:人教版化学必修第一册「金属材料」、选择性必修1「离子反应」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以硅电池碎片中 Ag、Al、Fe 的分离回收工艺流程为载体。
(2)问题设计:判断搅拌提高浸出效率、操作Ⅰ离子方程式正误、氨浸后溶液成分、操作Ⅱ还原剂判断四方面正误。
(3)考查目标:证据推理与科学探究,考查流程分析、离子方程式规范书写与氧化还原分析。
【易错点】 操作Ⅰ中「沉银」加入的是弱电解质盐酸,离子方程式中 HCl 应写化学式不可拆分,学生易将其拆成 与 ;「氨浸」后银以 形式存在于溶液,需明确滤渣与滤液成分;操作Ⅱ中 Ag 由 +1 价被还原为 0 价,作还原剂的物质判断需结合化合价升降。
【知识总结】 1. 工艺流程主线:浸出 → 沉银 → 氨浸 → 还原,抓住「滤渣/滤液成分变化」理解各步目的。 2. 离子方程式书写:弱电解质、难溶物、气体写化学式,只有强酸、强碱、可溶性盐拆写。 3. 氧化还原:化合价升高失电子被氧化 → 作还原剂;化合价降低得电子被还原 → 作氧化剂。
【复习策略】 精选「金属回收类」工艺流程题,训练「试剂作用 + 离子方程式 + 产物成分 + 氧化还原角色」四问组合;强化弱电解质在离子方程式中不拆分的规范书写;复习银氨溶液()的生成与性质。
【答题模板】 工艺流程题分析:原料预处理 → 核心反应 → 条件控制 → 分离提纯 → 循环/产品评价;判断离子方程式正误先看「拆写是否规范」,再看电荷、原子守恒。
苯甲醛中加入溶液,静置,加适量蒸馏水后使用萃取剂萃取。有机相干燥后蒸馏得苯甲醇;水相酸化后抽滤得苯甲酸。据此完成下面小题。
10.下列实验操作错误的是
A.溶解KOH固体时,加入蒸馏水
B.萃取过程中,振摇分液漏斗后排气
C.酸化水相时,测量溶液pH
D.抽滤获得苯甲酸固体
11.下列说法错误的是
A.醛基具有还原性,久置的苯甲醛可能含有苯甲酸杂质
B.萃取时,应取适量萃取剂多次萃取后合并有机相
C.蒸馏有机相是为了去除苯甲醇产品中的苯甲酸
D.苯甲醇和苯甲酸可通过红外光谱鉴定
【答案】10.B 11.C
【解析】10.A.溶解KOH固体时,向盛有KOH的烧杯中加适量蒸馏水溶解,A正确;
B.萃取振摇分液漏斗后,倒置分液漏斗打开活塞排气,可平衡分液漏斗内外压强,避免液体喷出,B错误;
C.测量溶液时,将试纸置于干燥表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上,再与标准比色卡对比,C正确;
D.抽滤可加快过滤速率,适用于分离苯甲酸这类固体沉淀,装置符合抽滤操作要求,D正确;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:溶解、萃取振摇、抽滤、pH 测定等实验基本操作
▶链接教材:人教版化学必修第一册「化学实验基本方法」、选择性必修3「分离提纯」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以苯甲醛经 Cannizzaro 反应制备苯甲醇与苯甲酸的实验流程为背景。
(2)问题设计:判断溶解 KOH、萃取振摇排气、pH 试纸使用、抽滤装置四幅实验操作图的正误。
(3)考查目标:科学探究与创新意识,考查实验基本操作规范。
【易错点】 萃取振摇分液漏斗后需「倒置分液漏斗、打开活塞排气」以平衡内外压强,防止液体喷出,学生常忽略此操作;pH 测定应将试纸置于干燥表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点滴;抽滤适用于固体沉淀分离,装置需符合减压过滤要求。
【知识总结】 1. 分液漏斗使用:振荡后倒置、打开活塞放气,静置分层后下层液体从下口放出、上层液体从上口倒出。 2. pH 试纸使用:干燥表面皿 + 玻璃棒蘸取 + 与标准比色卡对比,不能润湿(测气体/溶液另有规定)。 3. 抽滤(减压过滤)可加快过滤速率,适用于分离固体与液体。
【复习策略】 回归教材实验装置图,逐项复习分液漏斗、pH 试纸、抽滤装置的操作要领与易错点;以「操作目的 + 规范动作 + 错误后果」三要素整理实验基本操作清单。
【答题模板】 实验操作正误判断:①看仪器选择是否匹配;②看操作步骤是否符合规范(排气、润湿、蘸取等);③看装置是否满足实验要求(减压、密封、防倒吸等)。
11.A.醛基具有还原性,可被空气中的氧化为羧基,因此久置的苯甲醛会被氧化生成苯甲酸杂质,A正确;
B.相同萃取剂总量下,多次萃取可提高溶质的萃取率,合并有机相可减少苯甲醇的损失,B正确;
C.生成的苯甲酸钾为离子化合物,仅存在于水相,有机相中含有苯甲醇、萃取剂及少量未反应的苯甲醛,不存在苯甲酸,蒸馏有机相是为了分离苯甲醇和萃取剂等低沸点杂质,C错误;
D.红外光谱可检测分子中的官能团,苯甲醇含羟基,苯甲酸含羧基,二者官能团特征峰不同,可通过红外光谱鉴定,D正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:醛基还原性、多次萃取、蒸馏目的、红外光谱鉴定
▶链接教材:人教版化学选择性必修3「醛」「有机物结构测定」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:延续苯甲醛制备苯甲醇、苯甲酸的分离提纯实验。
(2)问题设计:判断醛基还原性导致杂质、多次萃取合并有机相、蒸馏有机相目的、红外光谱鉴定四方面正误。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查分离提纯原理与结构鉴定方法。
【易错点】 蒸馏有机相的目的易错:苯甲酸钾为离子化合物存在于水相,有机相含苯甲醇、萃取剂及少量未反应苯甲醛,不含苯甲酸,蒸馏是为了分离苯甲醇与低沸点杂质(萃取剂等),而非「去除苯甲酸」。红外光谱可依据官能团特征峰(羟基 vs 羧基)鉴定苯甲醇与苯甲酸。
【知识总结】 1. 醛基具还原性,久置苯甲醛被空气氧化为苯甲酸。 2. 相同萃取剂总量下多次萃取可提高萃取率,合并有机相减少损失。 3. 蒸馏分离依据沸点差异;红外光谱依据官能团特征吸收峰鉴定有机物结构。
【复习策略】 梳理「蒸馏、萃取、分液、抽滤」四种分离方法的适用对象与原理差异;结合实验流程理解「各相中物质成分」的分析方法;复习红外光谱、核磁共振氢谱在结构鉴定中的应用。
【答题模板】 分离提纯原理判断:①明确目标产物存在于哪一相(有机相/水相);②分析各相成分与沸点/溶解度差异;③选择对应分离方法并说明去除对象。
12.我国科研人员设计了一种可处理含污水的新型尿素燃料电池(如图所示)。下列说法错误的是
A.体系中每转移,最多可产生1 mol N2
B.工作时电子从电极2通过外电路向电极1转移
C.工作时负极区pH降低
D.a是阴离子交换膜
【答案】B
【解析】A.中为价,生成时共失去电子,故转移最多产生,A正确;
B.电极1上失电子生成,为负极,电极2上得电子生成,为正极,电子应从负极(电极1)经外电路流向正极(电极2),B错误;
C.负极反应为,生成使增大,降低,C正确;
D.负极区生成后正电荷增多,需通过a膜进入负极区平衡电荷,故a为阴离子交换膜,D正确;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:原电池原理、电极反应、离子交换膜、电子流向
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「原电池与化学电源」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以处理含硫污水的新型尿素燃料电池为背景。
(2)问题设计:判断转移电子数与 N2 生成量的关系、电子流向、负极区 pH 变化、离子交换膜类型四方面正误。
(3)考查目标:变化观念与平衡思想,考查电化学原理的微观分析。
【易错点】 电子流向易错:电极 1 上尿素失电子生成 为负极,电极 2 得电子为正极,电子应从负极(电极 1)经外电路流向正极(电极 2),题述「从电极 2 到电极 1」为错误;负极反应生成 使 pH 降低;负极区正电荷增多,需阴离子通过 a 膜进入负极区平衡电荷,故 a 为阴离子交换膜。
【知识总结】 1. 原电池:负极失电子(氧化)、正极得电子(还原),电子经外电路由负极流向正极。 2. 离子交换膜选择:依据离子迁移方向与电荷平衡判断(阴离子交换膜允许阴离子通过,阳离子交换膜允许阳离子通过)。 3. 电极附近 pH 变化由电极反应判断(生成 则 pH 降低)。
【复习策略】 训练「燃料电池」电极判断、电子/离子流向、pH 变化、交换膜类型四维分析;复习尿素、甲醇等燃料的氧化产物与电子转移计算;强化「负极生酸、正极生碱」等常见规律的应用。
【答题模板】 燃料电池分析:①定燃料(负极)与氧化剂(正极);②写电极反应;③判电子流向(负 → 正)与离子迁移;④由电极反应判 pH 与交换膜类型。
13.催化剂Ⅰ的立方晶胞结构如下图所示,若将晶胞中所有顶点位置的用替换可得新型催化剂Ⅱ的立方晶胞(棱长为,)。设为阿伏加德罗常数的值,、、分别表示、、的摩尔质量。下列说法错误的是
A.Ⅰ晶胞中与最近且等距的有6个 B.Ⅰ晶胞沿,,轴方向的投影图都相同
C.Ⅱ的晶体密度为 D.Ⅱ晶胞中的最短距离为
【答案】D
【解析】A.催化剂Ⅰ晶胞中N原子位于体心位置,体心N的上下、左右、前后各紧邻1个Co原子,即面心上的Co原子,最近且等距的Co共6个,A正确;
B.该立方晶胞的原子分布沿x、y、z三个轴方向均呈中心对称排布,三个方向的投影图完全相同,B正确;
C.催化剂Ⅱ是将Ⅰ的顶点Co替换为Zn:顶点原子共8个,每个顶点原子对晶胞的贡献为,因此晶胞内Zn的个数为;剩余的Co全部位于晶胞面心,共个,N位于体心共1个。晶胞总质量为,晶胞体积为,因此密度为,C正确;
D.催化剂Ⅱ中Co全部位于晶胞的面心位置,Co-Co的最短距离是相邻两个面心Co的间距,等于晶胞面对角线的一半,即,D错误;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:晶胞结构、投影图、晶体密度、原子间最短距离
▶链接教材:人教版化学选择性必修2「晶体结构与性质」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以催化剂Ⅰ立方晶胞及将顶点 Co 替换为 Zn 得催化剂Ⅱ为背景。
(2)问题设计:判断晶胞中最近等距原子数、三方向投影图是否相同、晶胞密度、最短距离计算的正误。
(3)考查目标:宏观辨识与微观探析,考查晶胞空间想象与定量计算能力。
【易错点】 最短距离计算易错:催化剂Ⅱ中 Co 全部位于面心,Co—Co 最短距离是相邻两个面心 Co 的间距,等于面对角线的一半即 ,而非体对角线或棱长的一半;投影图判断需理解立方晶胞沿 x、y、z 轴方向的对称性;密度计算用 ,注意顶点均摊。
【知识总结】 1. 晶胞均摊:顶点原子贡献 、面心贡献 、体心贡献 1。 2. 晶体密度:(n 为晶胞内粒子数,V 为晶胞体积)。 3. 最短距离:面心立方中相邻面心原子间距 = 。
【复习策略】 专项训练晶胞均摊、密度计算、投影图与原子间距四类题型;总结「面心立方、体心立方、NaCl 型、CaF2 型」等常见晶胞的结构参数与距离关系;强化空间想象与几何推导。
【答题模板】 晶胞计算:①均摊法数粒子数 n → ②算晶胞质量 m → ③由体积算密度 → ④几何关系求最短距离(面对角线、体对角线、棱长的 、 倍关系)。
14.是一种三元酸。与在溶液中存在如下平衡:和,时,和总浓度分别为和的溶液中、分布分数[如]与的变化关系见图a(X分别为、和),与的变化关系见图b(Y分别为、、和)。下列说法错误的是
A.时,
B.曲线Ⅰ对应的离子为
C.时,
D.时,
【答案】A
【分析】是一种三元酸,其各级电离平衡:(),(,由图 a 第一个交点得出),(,由图 a 第二个交点得出);配位平衡:,, ;图b中浓度 越大,其负对数 就越小,随着 升高,增多,被不断消耗去配位,导致游离 减小(增大),对应自左向右单调上升的曲线为;pH 越高,酸根去质子化程度越大,游离 越大(减小),对应自左向右单调下降的曲线为;随着 升高、配体 浓度增大,金属先逐级配位,在较低 区间率先生成并占优势;(曲线 1):在更高 区间因配体充足而进一步大量生成,对应图中随 升高而显著上升的另一条配合物曲线。
【解析】A.由 可知: 由 可知: ,在 时, 而 。, ,A错误;
B.金属离子与配体在溶液中逐级配位。随着 升高,溶液中的游离配体 浓度增大,配合物向更高配位数的方向转化。在较高 区间,最终产物 占主导地位,符合图 b 曲线的变化趋势,B正确;
C.在图 b 中,当 时(即两条曲线的交点),对应的 ,此时第二级稳定常数的表达式为: ;结合图a,①,,②,两式联立得,由②得,,总浓度,,所以(忽略金属配位消耗的少量配体),解得,由表达式得,C正确;
D.平衡的平衡常数,当时,,即,。 L总浓度为,(忽略金属配位消耗的少量配体),D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:三元酸电离平衡、配位平衡、分布分数、多重平衡常数计算
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「水溶液中的离子平衡」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以三元酸 与金属离子的电离、配位双重平衡体系及分布分数图像为背景。
(2)问题设计:结合分布分数图像与平衡常数关系,判断 浓度关系、曲线对应离子、多级稳定常数计算、平衡常数比较四方面正误。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查多重平衡体系下的图像解读与定量计算。
【易错点】 此类题综合性强,需先由图 a 交点读出各级电离平衡常数(、、),再由图 b 判断各配合物曲线;判断 时对应 pH 需用 关系;配位平衡常数需结合游离配体浓度与总浓度守恒联立求解。学生易在「分布分数与 pH 的关系」「多级稳定常数的表达式」处出错。
【知识总结】 1. 分布分数:某组分浓度占总浓度的比例,随 pH 变化;两相邻组分分布分数相等时 pH = 对应的 。 2. 电离平衡常数:,取对数可判交点。 3. 多重平衡:总浓度守恒 + 各平衡常数表达式联立,是解题的核心方法。
【复习策略】 专项突破「分布分数图像 + 多重平衡常数」综合题:先练「读交点定 pKa」再练「配合物逐级稳定常数联立」;总结「图像交点 → 常数关系」「总浓度守恒 → 联立求解」的解题路径。
【答题模板】 分布分数与多重平衡题:①读图像交点定各级平衡常数;②列各平衡常数表达式;③列总浓度(物料)守恒;④联立代入求解或判断选项,注意单位与对数换算。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.某地为完善绿色化工布局、延伸传统产业链条建设钛白厂。生产钛白(TiO2)的主要工艺流程如下:
已知钛铁矿(主要成分为)的酸解反应方程式为; 的溶解度为。
(1)该地已建有大型金属冶炼厂,主要原料为金属硫化物,据此分析在该地建设钛白厂的优势有________。
(2)FeSO4的溶解度随温度变化如图所示,则“操作X”是___________和过滤。
(3)钛白是一种白色固体,若产品钛白颜色发黄,可能是由于“还原”工艺中___________。
(4)绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[]。每生产至少需消耗___________;多孔具有优良的气体净化能力,原因有______________。
(5)利用如下工艺流程制备金属钛:
已知一个化学反应、不管是一步完成还是分几步完成,其自由能变相同。在1073 K时:
①
②
反应①不能自发进行,但“氯化”工艺中加入过量焦炭后可生成,该工艺发生的总反应方程式为________。加入焦炭后反应能够自发进行的原因是________。
【答案】(1)冶炼金属硫化物产生的可用于制备硫酸,为钛白厂提供原料,降低生产成本并减少环境污染
(2)蒸发浓缩、冷却结晶
(3)铁屑加入量不足,导致溶液中的未被完全还原,后续水解生成含铁杂质混入产品中
(4) 多孔结构具有较大的比表面积,物理吸附能力强,且能与发生化学反应
(5) 总反应的自由能变,反应能够自发进行
【分析】钛铁矿(主要成分为),加入浓硫酸,发生的酸解反应方程式为,加水进行水浸,得到含和的溶液,水浸后加铁屑还原,把Fe3+全部还原为Fe2+,取上层清液,进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体和含溶液,经过一系列操作得到钛白(TiO2),据此回答。
【解析】(1)该地建有大型金属硫化物冶炼厂,金属硫化物冶炼会产生大量,经氧化、吸水可以制备浓硫酸,为钛白厂提供原料,降低生产成本并减少环境污染;
(2)由图像知,溶解度随温度降低明显减小,要析出晶体,需要进行的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤;
(3)钛白TiO2是白色,Fe2O3(三氧化二铁)是红黄色,还原步骤加铁屑目的为把Fe3+全部还原为Fe2+,后续以晶体除去, 若铁屑不足,Fe3+没有完全被还原除去,后续煅烧生成Fe2O3杂质,钛白发黄;
(4)绿矾()在碱性条件下与氧气反应可制备多孔羟基氧化铁[],反应的化学方程式为:,根据方程可得,则生成1 mol FeO(OH),消耗0.25molO2;由于多孔FeO(OH)的多孔结构,比表面积大,吸附能力强;Fe3+具有氧化性,可以和还原性气体H2S发生氧化还原反应;H2S是酸性气体,可以和FeO(OH)发生酸碱反应,故多孔具有优良的气体净化能力;
(5)已知①,②,由①+②可得总反应为:;总反应可以自发。
【命题透视】
▶核心考点:工艺流程分析、盖斯定律、反应自发性、氧化还原
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「化学反应与能量」「化学反应的方向」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以某地建设钛白厂完善绿色化工布局、生产钛白()及后续制备金属钛的工艺流程为背景。
(2)问题设计:设问建厂优势、操作 X、钛白发黄原因、绿矾氧化制备、盖斯定律总反应与自发性原因。
(3)考查目标:证据推理与科学探究,考查工艺流程分析、能量计算与反应方向判断。
【易错点】 「钛白发黄」归因:还原工艺中铁屑不足导致 未完全还原,后续水解/煅烧生成红黄色的 杂质混入产品;盖斯定律应用需正确合并反应①、②(①+②得总反应);加入焦炭后反应自发性判断:焦炭与 反应的 使总反应 变负。
【知识总结】 1. 工艺流程:酸解 → 水浸 → 还原(铁屑)→ 结晶 → 过滤 → 煅烧得钛白。 2. 盖斯定律:反应无论分步还是一步完成,其 (或 )相同,可相加合并。 3. 反应自发性: 自发;焦炭将 消耗、 生成使总 降低。
【复习策略】 强化「工艺流程 + 盖斯定律 + 反应方向」综合题训练;复习氧化还原在流程中的作用(铁屑还原 );掌握盖斯定律的「方程式加减合并」技巧与 符号判断自发性。
【答题模板】 工艺流程 + 能量综合题:①理清各步目的与物质转化;②写总反应(合并分步反应);③用盖斯定律算 判自发性;④结合氧化还原解释杂质来源与控制条件。
16.2025年甘肃省探获了一处超大型优质冶镁白云岩矿床。白云岩主要由白云石[]组成,某兴趣小组设计如下实验方案测定白云石中钙的含量。已知难溶于水,可溶于强酸。
Ⅰ.称取一定量白云石样品,滴加盐酸溶解,加热并煮沸后冷却至室温;
Ⅱ.调节溶液至弱酸性(),加入溶液,生成沉淀;
Ⅲ.过滤,洗涤沉淀。从漏斗中取出带有沉淀的滤纸,贴于大烧杯内壁,使用3 mol/L硫酸将沉淀冲洗至烧杯中;
Ⅳ.使用标定后的溶液滴定草酸根含量,计算样品中钙的含量。
(1)为去除白云石样品中的湿存水,称量前需进行的操作为_________。
(2)步骤Ⅰ中,加热并煮沸溶液的目的是________。
(3)步骤Ⅱ中,调节溶液至弱酸性的原因为________。
(4)步骤Ⅲ中,应依次使用稀溶液和__________(填试剂)洗涤沉淀。
(5)使用标准溶液标定溶液浓度时,发生如下反应:。
保持温度80~,开始滴定时,随着将溶液不断滴入标准溶液中,粉红色褪去所需的时间逐渐变短,原因为_______。接近滴定终点时,下列操作正确的是__________(填序号)。
A.改为滴加半滴溶液 B.减慢锥形瓶旋摇速度
C.使用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁 D.记录滴定管液面的读数
(6)步骤Ⅳ中,为防止滤纸可能影响测定结果,在滴定过程中滤纸需一直贴于烧杯内壁。达到滴定终点后,将滤纸推入溶液中,溶液粉红色褪去,继续滴定至终点,又消耗了溶液。小组讨论后提出下列两种猜想:
①滤纸含有还原性成分;
②步骤Ⅲ中,滤纸上的未被完全冲洗下来。
为验证猜想,将白云石替换为进行对照实验,消耗了溶液。若,,则成立的猜想序号及理由为________。
【答案】(1)烘干(或加热烘干至恒重)
(2)加快白云石的溶解速率,并驱赶溶液中溶解的
(3)防止酸性过强导致沉淀溶解,同时防止碱性过强导致生成沉淀混入其中
(4)蒸馏水(或冷水)
(5)反应生成的对该反应具有催化作用(或自催化作用) AC
(6)①和②均成立;,说明滤纸含有还原性成分,猜想①成立;,说明除了滤纸消耗的外,还有未冲洗下来的消耗了,猜想②成立
【解析】(1)湿存水是指样品表面吸附的水分,通常可以通过加热烘干的方法去除。白云石的主要成分是,属于碳酸盐,在高温下可能会分解,因此不能过度高温灼烧。一般只需在烘箱中烘干或在干燥器中干燥即可。
(2)加热煮沸可以加快白云石溶解速率、赶走溶液中溶解的,防止其在后续调节pH时影响酸度。
(3)加入溶液生成沉淀。草酸是弱酸,在酸性条件下会转化为或,导致沉淀不完全;而在碱性条件下,而碱性过强时,溶液中的会生成沉淀混入沉淀中,导致钙含量测定结果偏高。因此,需要调节至弱酸性,此时浓度适中,能保证沉淀完全,同时避免其他副反应。
(4)沉淀表面可能附着有、等杂质离子。用稀洗涤是为了减少的溶解损失。随后需要用一种不溶解沉淀且不引入干扰离子的试剂洗涤,通常使用冷水(或蒸馏水)洗去可溶性杂质。
(5)反应生成的对该反应有催化作用。随着反应进行, 浓度增加,反应速率加快,因此褪色时间变短。
A.为了精准控制终点,改为滴加半滴溶液,A正确;
B.应充分摇匀,不是减慢锥形瓶旋摇速度,B错误;
C.使用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,确保反应完全,C正确;
D.记录滴定管液面的读数是终点到达后的操作,接近终点时还未记录,D错误;
故选AC。
(6)猜想①:滤纸含还原性成分(纤维素等),会消耗。猜想②:滤纸上的未被完全冲洗,推入后继续反应。对照实验用,但同样使用滤纸。如果是滤纸本身消耗的,是滤纸+残留沉淀消耗的。已知,。不为 0,说明滤纸有还原性(猜想①成立)。,说明白云石组多消耗了,即滤纸上还有未冲下的(猜想②成立),即①和②均成立。
【命题透视】
▶核心考点:样品预处理、沉淀洗涤、滴定操作、误差归因与对照实验设计
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「酸碱中和滴定」、必修「物质的检验与分离」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以甘肃探获超大型冶镁白云岩矿床为背景,设计白云石中钙含量的测定实验方案。
(2)问题设计:设问去除湿存水操作、煮沸目的、调节弱酸性原因、洗涤试剂、自催化与终点操作、误差猜想验证。
(3)考查目标:科学探究与创新意识,考查定量实验方案的理解、操作规范与误差归因推理。
【易错点】 「粉红色褪去时间逐渐变短」归因于反应生成的 起催化作用(自催化);接近终点应改为滴加半滴、用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁;猜想验证需理解对照实验数据: 说明滤纸含还原性成分(猜想①), 说明滤纸上还有未被冲洗下来的草酸钙(猜想②)。
【知识总结】 1. 定量实验:去除湿存水用烘干(碳酸盐不能高温灼烧防分解);煮沸驱赶溶解的 。 2. 沉淀洗涤:先用稀溶液减少溶解损失,再用冷水/蒸馏水洗去可溶性杂质。 3. 滴定:自催化现象、半滴操作、终点判断;误差归因用「对照实验 + 数据比较」。
【复习策略】 梳理定量测定实验的完整流程(取样 → 预处理 → 反应 → 分离 → 滴定 → 计算 → 误差分析);强化「洗涤试剂选择」「滴定终点操作」「对照实验归因」的规范表述;复习草酸钙、草酸根与高锰酸钾的氧化还原滴定关系。
【答题模板】 定量实验题:①明确测定原理(关系式);②逐问对应操作目的(烘干、煮沸、调 pH、洗涤);③滴定误差归因从「操作 → 数据 → 结果偏高/偏低」分析;④对照实验用「差值含义」验证猜想。
17.加氢制备甲烷和水煤气是碳资源综合利用的重要途径,反应方程式如下:
①
②
(1)要提高的平衡产率,应选择________温度和_______压强。(填“较高”或“较低”)
(2)反应①平衡常数的表达式为___________________。
(3)100 kPa下,以投料(Ar不参与反应),理论上参与反应各物质的平衡分压随温度变化如图所示,曲线__________(填序号)代表;加入某催化剂,测得不同温度下的转化率如下表:
温度/℃
250
300
350
400
转化率/%
22
61
84
79
250℃时反应未达到平衡,理由是________。400℃时,CO2转化率降低的原因可能有_________。
(4)使用特定催化剂,理论计算表明的转化路径如图a所示,生成的主要反应历程如图b所示。实验测得,反应达到平衡前产物中的含量高于,原因是_________。由此推断,*CO脱附所需的活化能不高于__________eV,理由是__________。(*表示吸附态,TS表示过渡态,省略其他物种和部分非决速步骤)
【答案】(1)较低 较高
(2)
(3)2 反应①为放热反应,若达到平衡,升高温度转化率应当降低。而表中250℃到350℃时转化率却在升高,说明250℃时反应尚未达到平衡状态 反应①已达到平衡,由于反应①为放热反应,温度进一步升高导致平衡向逆反应方向移动(或催化剂在400℃时活性降低)
(4)从CO脱附生成CO(g)的活化能小于CO转化为CH4过程中的决速步活化能,故在未达到平衡前,生成CO的反应速率更快 2.47 由图b可知,生成CH4的反应历程中,生成CH4的决速步为第三步,其活化能为 2.47 eV,所以*CO脱附的活化能不应高于 2.47 eV
【解析】(1)反应①是放热反应(),根据勒夏特列原理,降低温度平衡正向移动,可提高平衡产率;反应①的正反应是气体分子数减少的反应,增大压强平衡正向移动,因此选择较低温度、较高压强。
(2)平衡常数表达式为生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值,反应中各物质均为气体,直接代入反应①的计量数即可得到:;
(3)低温区域CO的平衡分压基本为0,说明此时以反应①为主导,升高温度,平衡逆向移动,下降的1和2对应的是甲烷和水,由化学计量数之比可知,两条下降的曲线中分压更大的1为、2为,两条上升的曲线中3对应的是、4对应的是;
反应①是放热反应,如果体系已经达到平衡,随着温度升高,平衡应该逆向移动,的转化率必然下降。但表格数据显示,从 250℃ 到 350℃,转化率从 22% 一路飙升至 84%。这说明在 350℃ 之前,反应速率较慢,给定的时间内体系还没来得及走到平衡点,温度升高主要作用是加快反应速率;到了 350℃ 之后,体系基本达到了平衡。此后继续升高温度至 400℃,平衡移动成为主导:反应①是放热反应,升高温度导致平衡逆向移动,因此的转化率下降;(注:实际工业中也常伴随高温下催化剂活性下降的因素,作为补充原因也是合理的);
(4)多路径竞争反应中,活化能越小反应速率越快,产物占比越高,CO的含量高于CH4,说明从CO脱附生成CO(g)的活化能小于CO转化为CH4过程中的决速步活化能,故在未达到平衡前,生成CO的反应速率更快,其含量更高;
据图b的反应历程(能量态势图),我们需要找到生成CH4路径中的“决速步”(即活化能最大的那一步)。第一步 (TS1) 活化能:0.87 - 0.00 = 0.87 eV;第二步 (TS2) 活化能:0.59 - (-0.10) = 0.69 eV;第三步 (TS3) 活化能: 1.94 - (-0.53) = 2.47 eV;第四步 (TS4) 活化能:2.48 - 0.56 = 1.92 eV;通过比较,生成CH4的最大活化能壁垒是 2.47 eV,要在竞争反应中让 CO 生成得更快,CO 脱附的活化能就必须低于竞争对手的最慢步骤(决速步)的活化能,因此推断其脱附活化能不高于 2.47 eV。
【命题透视】
▶核心考点:平衡产率判断、平衡常数表达式、平衡分压图像、反应历程能量图与决速步
▶链接教材:人教版化学选择性必修1「化学平衡」「化学反应速率」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以 加氢制备甲烷和水煤气、碳资源综合利用为背景。
(2)问题设计:设问平衡产率的温度压强选择、平衡常数表达式、平衡分压图像曲线判断、未达平衡的理由、反应历程能量图与活化能推断。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查反应原理的定性判断、定量表达与图像综合分析。
【易错点】 250℃ 未达平衡的理由:反应①为放热反应,若已达平衡升温转化率应降低,而表中 250→350℃ 转化率升高,说明 250℃ 时反应速率慢、未达平衡;决速步为活化能最大的步骤(第三步 2.47 eV),CO 脱附活化能不高于 2.47 eV;分压图像曲线判断需结合化学计量数之比。
【知识总结】 1. 平衡产率:放热反应降温、气体分子数减少的反应加压有利于提高产率。 2. 平衡常数表达式:生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值(气体用分压亦可)。 3. 反应历程:决速步 = 活化能最大的步骤;竞争反应中活化能小的路径产物占比高。
【复习策略】 专项训练「平衡分压图像 + 转化率数据表 + 反应历程能量图」三类图像的联合解读;总结「未达平衡 vs 已达平衡」的判断方法(放热反应升温转化率反常升高);强化决速步与活化能计算。
【答题模板】 反应原理综合题:①写方程式定放热/吸热、气体分子数变化;②列平衡常数表达式;③读图/表判断平衡状态与转化率变化;④读能量图找决速步(活化能最大步)并推断产物选择性。
18.恩那度司他(F)是一种治疗慢性肾脏病患者贫血的药物,一种合成方法如下:
(1)F分子中(Ph:苯基)含氧官能团的名称为__________、__________和__________。
(2)BnOH的分子式为,它的一种同分异构体遇溶液显色,核磁共振氢谱图中出现峰面积比为的四组峰,该同分异构体的化学名称为__________。
(3)C→D反应中有一种有机小分子物质生成,其分子式为__________。
(4)反应中,的作用是__________(填序号)。
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.溶剂
该过程中发生了Dimroth重排:分子的一个键发生断裂再重构。推断_______处的键发生了断裂(填序号)。
(5)G在条件1下反应得到H,在条件2下反应得到I.I是H发生Dimroth重排的产物。写出I的结构简式____________。
(6)吡啶()是一种有机碱。分子中N原子采取杂化形成三个杂化轨道,其中两个杂化轨道分别与原子形成两个键,第三个杂化轨道被孤电子对占据,因此可与结合。已知分子中成环原子均共平面,则可与结合的是________号N原子(填序号)。
【答案】(1)羟基 酰胺基 羧基
(2)对甲苯酚(4-甲基苯酚)
(3)
(4)C ②
(5)
(6)1、2
【分析】A和发生取代反应生成B,B和发生取代反应生成C,C中肼基与缩合成环生成D,D在的作用下,重排生成E,E经历多步转化生成F,据此解答。
【解析】(1)观察 F 分子的结构简式可知,含氧官能团分别为直接连在芳环上的-OH(羟基)、-CONH-结构(酰胺基)、-COOH(羧基)。
(2)BnOH的分子式为,不饱和度为4,遇溶液显色说明分子中含有酚羟基,即除了苯环之外还剩余1个甲基,则包含邻、间、对三种异构体。对甲苯酚(4-甲基苯酚)具有对称结构,其分子中的氢原子共有4种化学环境:甲基上的氢(3个,峰面积为3)、苯环上对称的两对氢(分别2个和2个,峰面积均为2)、酚羟基上的氢(1个,峰面积为1),满足题意;
(3)物质 C的侧链肼基提供2个氮原子,与发生缩合反应形成五元环生成D,则提供1个C原子,该过程中会脱去甲醇分子,分子式为;
(4)
仅少量加入,不参与最终产物的元素组成,起促进重排的作用,因此其作用为催化剂,选C;在该 Dimroth 重排过程中,双环体系的桥头碳氮键(即标号 ② 处的键)发生断裂,随后旋转方向,标注⑤处的N原子重新形成了键;
(5)物质G与发生反应,在条件1下生成H(-Cl被苯基取代),I是H发生Dimroth重排的产物。类比前述重排规律,图中虚线标记的碳氮单键断裂并重排,生成;
(6)吡啶型氮原子的杂化轨道孤电子对不参与键共轭,因此具有碱性可与结合。在 F 分子中,3号N原子的孤对电子参与了整个双环系统的大共轭体系(提供2个电子以满足休克尔规则),不能结合;1、2号的氮原子提供单电子形成大键,孤对电子位于杂化轨道上,可以与结合形成配位键。
【命题透视】
▶核心考点:官能团识别、同分异构体、有机推断、杂化与配位
▶链接教材:人教版化学选择性必修3「有机化学基础」全册、选择性必修2「杂化轨道」主题
▶命题分析:
(1)情境创设:以治疗慢性肾脏病贫血的药物恩那度司他(F)的合成为背景。
(2)问题设计:设问含氧官能团名称、同分异构体推断、反应副产物分子式、试剂作用与重排断键、结构简式书写、杂化与配位判断。
(3)考查目标:证据推理与模型认知,考查有机推断的完整思维链与结构书写能力。
【易错点】 含氧官能团需准确识别羟基(—OH)、酰胺基(—CONH—)、羧基(—COOH);同分异构体对甲苯酚(4-甲基苯酚)的判断需结合「遇 显色 + 四组峰面积比」;Dimroth 重排的断键位置与重排后结构书写需类比前述规律;吡啶 N 原子杂化与孤对电子是否参与共轭决定其能否结合 。
【知识总结】 1. 官能团识别与命名:羟基、醛基、羧基、酰胺基、酯基等含氧官能团。 2. 同分异构体:结合不饱和度、特征反应(显色)、核磁共振氢谱峰组数推断。 3. 有机推断链条:分子式 → 不饱和度 → 官能团 → 结构片段 → 转化关系 → 目标产物;杂化轨道孤对电子参与共轭则不具碱性。
【复习策略】 系统训练「有机合成路线推断 + 结构书写」综合题;强化官能团名称、同分异构体(含核磁共振氢谱)、杂化轨道与孤对电子共轭等高频考点;总结「重排反应」「成环反应」的断键与成键规律。
【答题模板】 有机推断题:①算分子式与不饱和度;②依官能团特征反应定位片段;③沿转化关系逐步推结构;④按要求书写结构简式、命名或判断杂化/共轭,注意「能/不能结合 H+」需看孤对电子是否参与共轭。
试卷第1页(共3页)
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