内容正文:
2026年高考浙江卷化学真题完全解读
【试题分析】
2026年6月浙江省普通高校招生选考科目考试化学卷以《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》为命题依据,严格落实高考评价体系”一核四层四翼”要求,整体难度稳中有升、梯度合理,既注重对基础主干知识的考查,又突出真实情境下的信息提取与迁移应用能力,充分发挥等级性考试的选拔功能与育人导向。
试卷分为选择题和非选择题两部分,共8页,满分100分,考试时间90分钟。选择题共16小题(第1—16题),每小题3分,合计48分,侧重考查化学基础概念、基本技能与核心规律,考点覆盖元素周期律、物质结构、化学平衡、离子平衡、电化学、有机化学与实验操作,分布均衡、难度平缓。非选择题共4小题(第17—20题),合计52分,分别考查工艺流程、物质制备与反应原理、有机实验、有机合成推断,侧重考查学生的综合运用能力、信息提取与迁移能力及实际问题解决能力。
试卷知识模块覆盖全面:选择题部分,第1题考查元素分类与周期表位置,第2题考查钠的重要化合物性质,第3题考查化学用语规范,第4题考查元素周期律与微粒性质比较,第5题考查化学平衡移动,第6题考查物质结构(共价键、分子间作用力、晶体类型),第7题考查实验现象预测,第8题考查方程式正误判断,第9题以丙烯合成甘油考查有机合成与官能团转化,第10题考查实验装置与基本操作,第11题以草酸亚铁分解制备考查氧化还原与制备条件控制,第12题考查配合物与配位键,第13题考查、、化合物的结构与性质,第14题以粗铜提纯考查勒夏特列原理的应用,第15题考查弱酸电离与粒子浓度关系曲线,第16题以电化学合成含硫磷化合物考查电化学原理;非选择题部分,第17题以铝土矿生产铝及其化合物考查工艺流程,第18题以镓的化学气相沉积制备膜考查工艺流程、反应原理与结构综合,第19题以硼氢化钠还原二苯甲酮制备二苯甲醇考查有机实验,第20题以生物碱化合物的合成考查有机合成与推断。
试卷全面覆盖化学学科五大核心素养:通过元素周期律、物质结构、晶体类型考查”宏观辨识与微观探析”,通过化学平衡、电离平衡、电化学考查”变化观念与平衡思想”,通过实验方案评价、有机合成推断考查”证据推理与模型认知”,通过工艺流程分析、实验探究考查”科学探究与创新意识”,通过铝土矿提铝、镓半导体材料、绿色化学理念考查”科学态度与社会责任”,素养导向明确,充分体现化学学科的育人价值。
【试题亮点】
1. 情境创设真实化:试题紧密联系生产实际与科技发展,通过具体情境考查知识应用,避免”情境虚化”。第1题以元素钒在催化领域的应用为背景,考查元素分类与周期表位置;第9题以丙烯为原料合成甘油(1,2,3-丙三醇)的化工流程为载体,考查有机合成与官能团转化;第11题以草酸亚铁分解制备的真实制备装置为情境,考查氧化还原反应与制备条件的严格控制;第14题以粗铜提纯的密封实验装置为背景,考查勒夏特列原理在实际生产中的应用;第16题以电化学方法合成含硫磷有机化合物为前沿情境,考查电化学原理与元素化合价分析;第18题以镓的化学气相沉积技术制备膜为背景,综合考查电极反应、盖斯定律与空间结构。
2. 考查方式综合化:试题注重知识间的内在联系,通过多知识点融合、多模块串联打破模块边界。第4题将原子半径、第一电离能、键角、离子键成分百分数等多个周期性规律融合考查;第11题将氧化还原反应、气体产物排出、隔绝空气、元素组成判断等制备实验要点综合于一题;第12题将配位键键能、配位数、配合物碱性、自由能变化公式高度融合;第13题将结构式书写、元素化合价判断、杂化方式、水解产物综合考查;第17题将铝土矿的碱浸、除杂、转化、晶胞结构、光谱分析贯穿于同一工艺流程。
3. 能力考查层次化:试题遵循”低起点、缓坡度、高落点”的命题原则,梯度清晰。基础层级:第1、2、3、6、7、8题分别考查元素分类、钠的化合物、化学用语、物质结构、实验现象、方程式正误等基础知识点,难度较低,面向全体学生;中层级:第4、5、9、10、11、13、14、16题要求学生在掌握基础知识的前提下具备一定的信息提取与知识迁移能力;高层级:第12题的配位化学综合分析、第15题的弱酸电离曲线分析、第17—20题的工艺流程、反应原理、有机实验与有机合成设计等设问,要求学生具备高阶的综合推理、定量分析与创新应用能力。
【命题趋势】
1. 强化基础考查,构建知识体系:第1—8题集中考查元素周期律、物质结构、化学平衡、实验基础、方程式书写等核心主干知识,注重基本概念的准确辨析。物质的分类、离子反应与氧化还原反应、元素周期律与化学键、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡、电化学基础、原子结构与分子结构、有机化学基础等核心模块在选择题和非选择题中均有充分体现,强调知识的系统性与关联性。
2. 深化情境应用,凸显学科价值:试题大量采用真实生产与科技前沿情境,如丙烯合成甘油(第9题)、草酸亚铁制备(第11题)、粗铜提纯(第14题)、电化学合成含硫磷化合物(第16题)、铝土矿提铝(第17题)、镓的化学气相沉积制备(第18题)、硼氢化钠还原二苯甲酮(第19题),引导学生在真实情境中提取信息、运用知识解决问题,涉及资源综合利用、绿色化学、半导体材料、药物合成等热点主题。
3. 聚焦思维培养,提升探究能力:第12题的配位化学定量分析、第15题的弱酸电离曲线判断、第17题的工艺流程综合分析、第18题的电极反应与平衡常数计算、第20题的逆合成路线设计,均要求学生具备较强的逻辑推理能力和模型认知能力,开放性、论证性、探究性设问的占比逐步提升。
4. 坚持素养导向,落实育人目标:试题围绕化学学科五大核心素养命题,通过铝土矿提铝、镓资源利用体现”科学态度与社会责任”,通过元素周期律、物质结构、晶胞体现”宏观辨识与微观探析”,通过化学平衡、电离平衡、电化学体现”变化观念与平衡思想”,通过实验探究与有机合成体现”证据推理与模型认知”,通过工艺流程分析体现”科学探究与创新意识”。
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
元素钒在催化领域的应用
元素分类/周期表位置
涉及基础知识:金属元素与非金属元素、短周期与长周期、稀有气体元素、过渡金属
2
选择题
——
钠的重要化合物性质
涉及基础知识:与的鉴别、焰色反应、盐类水解、热稳定性
3
选择题
——
化学用语规范
涉及基础知识:原子结构示意图、结构简式、价层电子轨道表示式、洪特规则、系统命名
4
选择题
——
元素周期律与微粒性质比较
涉及基础知识:原子半径、第一电离能、键角、离子键成分百分数、杂化
5
选择题
——
化学平衡移动
涉及基础知识:重铬酸根与铬酸根的转化平衡、强电解质、平衡移动、勒夏特列原理
6
选择题
——
物质结构(共价键/分子间作用力/晶体)
涉及基础知识:键与键、范德华力、石墨混合晶体、极性分子
7
选择题
——
实验现象预测
涉及基础知识:的颜色变化、与乙醇反应、苯酚弱酸性、氨与氯化氢反应
8
选择题
——
化学方程式/离子方程式正误判断
涉及基础知识:氯气与水的歧化、与水反应、难溶物不能拆、酯化反应
9
选择题
丙烯合成甘油流程
有机合成与官能团转化
涉及基础知识:手性碳原子、结构简式、取代反应与加成反应、卤代烃水解
10
选择题
——
化学实验基本操作与装置
涉及基础知识:实验室制氨、溶液转移引流、酸碱滴定、原电池验证金属活动性
11
选择题
制备的装置
氧化还原与物质制备
涉及基础知识:氧化还原反应、气体产物排出、隔绝空气、元素组成判断
12
选择题
——
配合物与配位键
涉及基础知识:配位键键能、配位数、配合物碱性、自由能变化公式
13
选择题
N、Cl、S化合物的结构
物质结构与性质
涉及基础知识:结构式、元素化合价、杂化方式、水解产物
14
选择题
粗铜提纯的密封装置
化学平衡(勒夏特列原理应用)
涉及基础知识:温度对平衡的影响、气态、平衡状态、晶核生长
15
选择题
——
水溶液中的离子平衡
涉及基础知识:一元弱酸电离、电离常数、pH与关系曲线
16
选择题
电化学合成含硫磷化合物
电化学原理
涉及基础知识:电解质、元素化合价、氧化还原反应、总反应式
17
非选择题
铝土矿生产铝及其化合物流程
化学工艺流程综合
涉及基础知识:铝硅酸钠、、晶种、含氟化合物、光谱分析、晶胞结构
18
非选择题
镓的化学气相沉积制备膜
工艺流程+反应原理+结构综合
涉及基础知识:电极反应式、盖斯定律、空间构型、燃烧方程式、活化能与平衡
19
非选择题
硼氢化钠还原二苯甲酮制备二苯甲醇
有机化学实验综合
涉及基础知识:实验仪器、反应条件、结构简式、试剂作用、分离提纯操作
20
非选择题
生物碱化合物的合成路线
有机合成与推断
涉及基础知识:官能团识别、结构简式推断、反应类型、烯醇中间体、合成路线设计
核心复习策略
1. 夯实核心主干知识,构建系统知识网络:以人教版必修第一、二册和选择性必修1、2、3的核心概念为复习主线,重点掌握物质的分类与转化、离子反应与氧化还原反应、元素周期律与化学键、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡、电化学基础、原子结构与分子结构、晶体结构、有机化合物的结构特征与官能团转化等核心模块。第1—8题及非选择题的基础设问都直接指向核心主干知识,建议将各模块知识点进行系统梳理,建立”结构决定性质、性质决定应用”的认知主线。
2. 强化真实情境下的问题解决能力:浙江卷大量采用真实生产与科技情境(丙烯合成甘油、草酸亚铁制备、粗铜提纯、电化学合成、铝土矿提铝、膜制备、硼氢化钠还原),复习中应精选与化工生产、新材料、资源利用、药物合成等相关的工艺流程题、实验探究题和反应原理题进行专项训练。针对工艺流程题(第17、18题),可按照”原料预处理→核心反应→条件控制→分离提纯→产品评价”的框架系统训练;针对实验题(第11、19题),可按照”实验目的→原理→装置→操作→现象→结论”的框架训练;针对反应原理题(第5、14、15题),可按照”反应方程式→能量/速率/平衡→图像数据读取→计算判断”的框架训练。
3. 提升图像信息处理与定量计算能力:第15题的电离曲线、第18题的膜生长速率与温度关系图、第17题的晶胞结构图,都要求学生具备较强的读图与定量分析能力。复习中应加强分布曲线、平衡图像、工艺流程图的识别与解读训练,强化电离常数、平衡常数、溶度积的计算方法,掌握三段式、电子守恒、物料守恒等定量关系的规范运用。
4. 注重有机化学与物质结构的综合性训练:第9、19、20题考查有机化学基础与有机合成路线推断,涉及官能团识别、反应类型判断、结构简式推断、逆合成分析等。复习时应以官能团的性质与转化为核心,建立”分子式→不饱和度→官能团→结构片段→转化关系→目标产物”的有机推断思维模型。同时,第4、6、12、13题涉及物质结构与性质的考查,复习时应加强原子结构、分子结构、晶体结构、配位键的系统训练,特别关注杂化方式、键角、分子极性、晶胞计算、配位数等高频考点。
1. 元素钒(V)在催化领域有重要应用。元素钒属于
A. 金属元素 B. 非金属元素 C. 短周期元素 D. 稀有气体元素
【答案】A
【解析】A.钒是原子序数为23的元素,位于元素周期表第四周期第ⅤB族,属于过渡金属,为金属元素,A正确;
B.钒具有金属的典型性质,属于金属元素,不属于非金属元素,B错误;
C.短周期元素指第一、二、三周期的元素,钒属于第四周期元素,为长周期元素,C错误;
D.稀有气体元素位于元素周期表0族,钒为第ⅤB族金属元素,不属于稀有气体元素,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:元素的分类与元素周期表位置(金属元素、非金属元素、短周期元素、稀有气体元素)
▶链接教材:人教版必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》中原子结构与元素周期表;选择性必修2第一章《原子结构与性质》中原子结构与元素的性质
▶命题分析:
(1)情境创设:以元素钒()在催化领域的重要应用为背景,将元素分类知识与实际应用相联系,引导学生关注过渡金属在工业生产中的价值。
(2)问题设计:以判断”元素钒属于”哪类元素为核心设问,四个选项分别涉及金属元素、非金属元素、短周期元素、稀有气体元素,考查学生对元素分类标准和周期表结构的准确辨析。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生能依据原子序数确定元素在周期表中的位置,进而准确判断其所属类别。
【易错点】 - 混淆”短周期元素”与”长周期元素”的划分:误以为钒(原子序数23)位于前三周期,忽视短周期仅指第一、二、三周期。 - 误以为钒具有金属性即属于过渡金属之外的”主族金属”,忽视钒位于第ⅤB族、属于过渡金属(d区)。 - 将”稀有气体元素”的判据(0族)与钒的第ⅤB族位置相混淆。
【知识总结】 ① 元素周期表中,第一、二、三周期为短周期(共18种元素),第四周期及以后为长周期;钒()位于第四周期第ⅤB族,属于过渡金属(金属元素)。 ② 金属元素与非金属元素的划分依据:绝大多数金属元素位于周期表左侧,具有金属光泽、导电导热、延展性等典型金属性质。 ③ 稀有气体元素位于0族,是化学性质最不活泼的一族元素,与钒(第ⅤB族)无关。 ④ 判断元素类别的一般思路:由原子序数确定周期、族与分区,再依据分区判断金属/非金属、短周期/长周期等类别。
【复习策略】 - 系统记忆前四周期元素的原子序数与周期、族位置,特别是第四周期过渡金属(—)的族序数。 - 建立”原子序数→电子排布→周期、族、分区→元素类别”的推断模型。 - 关注钒、钛、铬、锰、铁、钴、镍等过渡金属在催化剂、合金、新材料中的典型应用。
2. 有关和的性质,下列说法不正确的是
A. 可用溶液鉴别 B. 灼烧时焰色均呈黄色
C. 水溶液均显碱性 D. 受热会分解
【答案】A
【解析】A.与反应生成白色沉淀,与反应(无论相对用量多少)也会生成白色沉淀,二者现象相同,不能用溶液鉴别,A错误;
B.二者都含有钠元素,焰色试验中钠元素的焰色为黄色,因此灼烧时焰色均呈黄色,B正确;
C.和均为强碱弱酸盐,碳酸根离子、碳酸氢根离子水解均使溶液显碱性,C正确;
D.热稳定性差,受热易分解生成、和,D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:钠的重要化合物(、)的性质
▶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》中钠及其化合物;选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》中盐类的水解
▶命题分析:
(1)情境创设:以、两种常见钠盐的性质为载体,考查学生对碳酸盐、碳酸氢盐性质差异的准确掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”能否用溶液鉴别”“焰色反应”“水溶液酸碱性”“受热是否分解”,要求学生逐一判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生准确辨析与在鉴别、焰色、水解、热稳定性方面的异同。
【易错点】 - 误以为与不反应,忽视其与反应也能生成白色沉淀,二者现象相同而不能用于鉴别。 - 误以为只有显碱性,忽视中水解也使溶液显碱性。 - 混淆与的热稳定性,忽视受热易分解、受热不分解。
【知识总结】 ① 焰色反应:钠元素的焰色为黄色,与灼烧时焰色均呈黄色。 ② 盐类水解:、均为弱酸根离子,水解使溶液显碱性,故与水溶液均显碱性。 ③ 热稳定性:受热易分解(),受热不分解。 ④ 鉴别方法:可用加热法、与盐酸反应的速率差异等方法鉴别,但不宜用溶液(二者均产生白色沉淀)。
【复习策略】 - 系统归纳与的性质对比(溶解度、碱性、热稳定性、与酸/碱/盐反应),建立对比记忆表。 - 关注”碳酸盐—碳酸氢盐”的相互转化(受热分解生成,吸收、生成)及其在除杂、鉴别中的应用。 - 辨析”鉴别”“除杂”“检验”三种设问的答题要求差异。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. O原子结构示意图:
B. 甲醇的结构简式:
C. 基态原子价层电子的轨道表示式:
D. 的系统命名:2-甲基丁烷
【答案】C
【解析】A.O为8号元素,原子核内有8个质子,核外电子分2层排布,第一层2个、第二层6个,结构示意图为:,A正确;
B.甲醇由甲基和羟基构成,结构简式为,B正确;
C.基态原子价层电子排布为,根据洪特规则,能级的3个电子应分占3个不同的轨道且自旋平行,图示轨道电子排布违反洪特规则,价层电子的轨道表示式为:,C错误;
D.主链含4个碳原子,2号碳原子上连有1个甲基,系统命名为2-甲基丁烷,D正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:化学用语的规范表示(原子结构示意图、结构简式、价层电子轨道表示式、系统命名)
▶链接教材:人教版必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》中原子结构;选择性必修2第一章《原子结构与性质》中原子结构、核外电子排布;选择性必修3第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》中有机化合物的命名
▶命题分析:
(1)情境创设:以四种常见化学用语的规范表示是否正确为设问载体,考查学生对原子结构、分子结构、电子排布、有机命名等化学用语书写规范的掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及原子结构示意图、甲醇的结构简式、基态原子价层电子的轨道表示式、2-甲基丁烷的系统命名,要求逐一判断表示是否正确。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生准确书写化学用语,并能发现违反洪特规则、构造原理等排布规律的错误。
【易错点】 - 轨道表示式书写错误:未认识到基态原子价层电子排布为,根据洪特规则能级的3个电子应分占3个不同的轨道且自旋平行,而图示违反洪特规则。 - 混淆原子结构示意图中质子数与核外电子排布(第一层2个、第二层6个)。 - 有机系统命名错误:未正确识别主链碳原子数(主链含4个碳原子)与甲基的位置(2号碳上)。
【知识总结】 ① 原子结构示意图:表示原子核(质子数)与核外电子分层排布,()核外电子排布为第一层2个、第二层6个。 ② 结构简式:甲醇由甲基(—)和羟基()构成,结构简式为。 ③ 价层电子轨道表示式:基态原子价层电子排布为,根据洪特规则,能级的3个电子分占3个轨道且自旋平行。 ④ 系统命名:选最长碳链为主链、以支链位次最小为原则,2-甲基丁烷的主链含4个碳原子、2号碳上连1个甲基。
【复习策略】 - 系统训练原子结构示意图、电子排布式、轨道表示式、结构简式、系统命名等化学用语的规范书写。 - 重点掌握洪特规则、泡利原理、能量最低原理在核外电子排布中的具体应用,能辨析违反排布规律的错误表示。 - 强化烷烃系统命名(选主链、编号、写名称)与结构简式书写的对应训练。
4. 下列有关结构或性质的比较,正确的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. 键角:
D. 离子键成分的百分数:
【答案】C
【解析】A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,、均为第三周期元素,原子序数,故原子半径,A错误;
B.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,、均为第ⅡA族元素,周期数,故第一电离能,B错误;
C.为杂化的直线形分子,键角为,为杂化的V形分子,键角约为,故键角,C正确;
D.成键元素电负性差值越大,离子键成分百分数越高,与的电负性差值大于与的电负性差值,故离子键成分百分数,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:元素周期律与微粒性质的比较(原子半径、第一电离能、键角、离子键成分百分数)
▶链接教材:人教版必修第一册第四章《物质结构 元素周期律》中元素周期律;选择性必修2第一章《原子结构与性质》中原子半径、第一电离能;选择性必修2第二章《分子结构与性质》中分子的空间结构与杂化轨道理论
▶命题分析:
(1)情境创设:以”结构或性质比较”为核心,考查学生对元素周期律和分子结构规律的准确运用。
(2)问题设计:四个选项分别涉及原子半径比较、第一电离能比较、键角比较、离子键成分百分数比较,要求学生从”结构—性质”关系出发逐一判断正确选项。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”与”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生掌握元素周期律的递变规律与杂化轨道理论对键角的解释。
【易错点】 - 原子半径比较错误:忽视”同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小”的规律,误判第三周期元素的原子半径大小关系。 - 第一电离能比较错误:忽视”同主族从上到下第一电离能逐渐减小”,误判第ⅡA族元素的电离能递变方向。 - 键角比较错误:未从杂化方式角度分析,误以为(杂化、V形,键角约)的键角大于(杂化、直线形,键角)。 - 离子键成分百分数判断错误:忽视”成键元素电负性差值越大,离子键成分越高”这一核心规律。
【知识总结】 ① 原子半径递变:同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小;同主族从上到下原子半径逐渐增大。 ② 第一电离能递变:同周期从左到右总体增大,同主族从上到下逐渐减小(第ⅡA、ⅤA族因全满/半满存在异常)。 ③ 键角比较:为杂化的直线形分子(键角),为杂化的V形分子(键角约),故键角大于。 ④ 离子键成分百分数:成键元素电负性差值越大,离子键成分百分数越高。
【复习策略】 - 系统梳理原子半径、电离能、电负性、键角、离子键成分等微粒性质的递变规律,建立”结构决定性质”的分析框架。 - 掌握杂化轨道理论(、、)与分子空间构型、键角的对应关系。 - 强化”电负性差值—离子键成分”的定量理解,辨析极性键与离子键的区别。
5. 溶液中存在平衡:。下列说法不正确的是
A. Cr位于元素周期表第四周期
B. 属于强电解质
C. 溶液中和可以共存
D. 增大,平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】A.原子序数为24,核外电子排布为,电子层数为4,位于元素周期表第四周期,A正确;
B.属于盐类,在水溶液中可以完全电离,属于强电解质,B正确;
C.题给反应为可逆反应,不能进行到底,平衡体系中和同时存在,二者可以共存,C正确;
D.增大即增大生成物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向逆反应方向移动,D错误;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:化学平衡移动(重铬酸根与铬酸根的转化平衡、勒夏特列原理)
▶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》中化学平衡、勒夏特列原理;选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》中电离平衡
▶命题分析:
(1)情境创设:以溶液中与的转化平衡为背景,考查学生对可逆反应特征与平衡移动规律的掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及的周期表位置、是否强电解质、与能否共存、增大时平衡移动方向,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生能运用勒夏特列原理判断浓度改变对平衡移动方向的影响。
【易错点】 - 平衡移动方向判断错误:误以为增大(生成物浓度)平衡向正反应方向移动,忽视勒夏特列原理——增大生成物浓度平衡向逆反应方向移动。 - 混淆的周期表位置:忽视()位于第四周期(电子层数为4)。 - 误以为是弱电解质,忽视其为可完全电离的盐类(强电解质)。
【知识总结】 ① 转化平衡:,是可逆反应,不能进行到底。 ② 强电解质:属于盐类,在水溶液中完全电离,是强电解质。 ③ 共存问题:可逆反应中反应物与生成物同时存在,故与可以共存。 ④ 勒夏特列原理:增大生成物浓度(如),平衡向逆反应方向移动;增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动。
【复习策略】 - 掌握勒夏特列原理的核心表述,熟练判断浓度、温度、压强改变对平衡移动方向的影响。 - 关注重铬酸根—铬酸根转化平衡在酸性/碱性条件下的颜色变化(橙色、黄色)及其实验应用。 - 辨析”强电解质/弱电解质”的判断依据(能否完全电离),避免仅凭化合物类别误判。
6. 下列有关物质结构的说法,不正确的是
A. 分子中存在键和键
B. 分子间存在范德华力
C. 石墨属于分子晶体
D. 是极性分子
【答案】C
【解析】A.分子中碳碳双键包含1个键和1个键,所有碳氢单键均为键,因此分子中存在键和键,A正确;
B.属于分子晶体,分子间存在范德华力,B正确;
C.石墨层内以共价键结合,层间存在范德华力,同时具有导电性,属于混合晶体,不属于分子晶体,C错误;
D.为四面体结构,分子中正负电荷中心不重合,因此是极性分子,D正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:物质结构(键与键、范德华力、石墨的晶体类型、分子的极性)
▶链接教材:人教版选择性必修2第二章《分子结构与性质》中共价键、分子间作用力、分子的空间结构;选择性必修2第三章《晶体结构与性质》中分子晶体与共价晶体
▶命题分析:
(1)情境创设:以物质结构的常见说法为载体,考查学生对共价键类型、分子间作用力、晶体类型、分子极性的准确判断。
(2)问题设计:四个选项分别涉及中是否存在键和键、分子间是否存在范德华力、石墨是否属于分子晶体、某分子是否为极性分子,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生能从原子、分子水平认识物质的组成、结构与性质。
【易错点】 - 石墨晶体类型判断错误:误以为石墨属于分子晶体,忽视石墨层内以共价键结合、层间以范德华力结合、同时具有导电性,属于混合晶体。 - 误以为中只含键,忽视碳碳双键由1个键和1个键组成。 - 分子极性判断错误:忽视等四面体结构中正负电荷中心不重合而为极性分子。
【知识总结】 ① 共价键类型:中碳碳双键含1个键和1个键,碳氢单键均为键。 ② 分子间作用力:分子晶体(如)的分子间存在范德华力。 ③ 晶体类型:石墨层内以共价键结合、层间以范德华力结合、具有导电性,属于混合晶体(而非分子晶体)。 ④ 分子极性:为四面体结构,正负电荷中心不重合,是极性分子。
【复习策略】 - 辨析”键与键”的判断方法:单键均为键,双键含1个键和1个键,三键含1个键和2个键。 - 掌握四大晶体类型(分子晶体、共价晶体、金属晶体、离子晶体)的划分依据,重点区分石墨(混合晶体)与金刚石(共价晶体)。 - 强化分子极性判断:结合分子的空间构型分析正负电荷中心是否重合。
7. 下列对有关实验现象的预测、不正确的是
A. 溶液中滴加溶液,会立即产生红褐色沉淀
B. 灼热粉末上滴加足量乙醇,黑色粉末会变成紫红色
C. 苯酚与水形成的浊液中滴加足量溶液,浊液会变澄清
D. 氨遇到氯化氢时,会产生白烟
【答案】A
【解析】A.溶液中滴加溶液,首先生成白色沉淀,随后沉淀迅速变为灰绿色,最终才变为红褐色,不会立即产生红褐色沉淀,A错误;
B.灼热与乙醇发生氧化还原反应,被还原为紫红色的单质,乙醇被氧化为乙醛,因此黑色粉末会变成紫红色,B正确;
C.苯酚具有弱酸性,可与反应生成易溶于水的苯酚钠,因此浊液会变澄清,C正确;
D.氨气与氯化氢气体反应生成白色固体小颗粒,现象为产生白烟,D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:化学实验现象预测(的生成与颜色变化、与乙醇反应、苯酚的弱酸性、氨与氯化氢的反应)
▶链接教材:人教版必修第一册第三章《铁 金属材料》中铁及其化合物;选择性必修3第三章《烃的衍生物》中苯酚;必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》中氮及其化合物
▶命题分析:
(1)情境创设:以四组实验操作的现象预测为载体,考查学生对典型元素化合物性质与实验现象对应关系的准确掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”溶液滴加溶液”“灼热上滴加乙醇”“苯酚浊液滴加溶液”“氨遇氯化氢”,要求学生判断”预测不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”核心素养,要求学生能依据物质性质准确预测实验现象。
【易错点】 - 颜色变化判断错误:误以为滴加会立即产生红褐色沉淀,忽视其先生成白色沉淀、迅速变灰绿色、最终才变红褐色的完整过程。 - 忽视与乙醇的氧化还原反应:灼热被乙醇还原为紫红色的单质。 - 苯酚性质判断错误:忽视苯酚具有弱酸性,可与反应生成易溶于水的苯酚钠而使浊液变澄清。
【知识总结】 ① 的生成:遇生成白色沉淀,迅速被氧化为灰绿色,最终变为红褐色。 ② 与乙醇:灼热与乙醇发生氧化还原反应,被还原为紫红色的单质,乙醇被氧化为乙醛。 ③ 苯酚弱酸性:苯酚可与反应生成易溶于水的苯酚钠,使浊液变澄清。 ④ 氨与氯化氢:与反应生成白色固体小颗粒,现象为产生白烟。
【复习策略】 - 系统记忆典型实验现象(颜色、状态、气体、沉淀等),特别注意“白→灰绿→红褐”的阶段性颜色变化。 - 掌握(黑色)与乙醇反应被还原为(紫红色)这一典型氧化还原反应。 - 强化苯酚的弱酸性、氨与氯化氢产生白烟等典型性质与现象的记忆。
8. 下列方程式不正确的是
A. 溶于水生成:
B. 与水反应:
C. 溶于稀硝酸:
D. 乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯:
【答案】C
【解析】A.与水发生歧化反应生成和,方程式原子守恒、得失电子守恒,A正确;
B.与水的反应为可逆反应,生成的是弱电解质不能拆写,离子方程式书写正确,B正确;
C.是难溶性固体,书写离子方程式时不能拆分为和,正确离子方程式应为,该选项离子方程式书写错误,C错误;
D.乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生可逆的酯化反应,酸脱羟基醇脱氢,生成乙酸乙酯和水,方程式书写正确,D正确;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:化学方程式/离子方程式的正误判断(氯气与水的反应、与水的反应、与稀硝酸的反应、酯化反应)
▶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》中氯及其化合物;必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》中氮及其化合物;选择性必修3第三章《烃的衍生物》中酯化反应
▶命题分析:
(1)情境创设:以四个常见化学方程式/离子方程式的正误判断为载体,考查学生对反应事实、物质溶解性、离子方程式书写规范的掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”溶于水”“与水反应”“溶于稀硝酸”“乙酸与乙醇的酯化反应”,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”核心素养,要求学生能依据反应事实判断方程式的规范性与正确性。
【易错点】 - 与稀硝酸的离子方程式错误:忽视是难溶性固体,书写离子方程式时不能拆分。 - 忽视与水的歧化反应,误判其方程式守恒关系。 - 误以为与水的反应是不可逆反应而忽略其生成弱电解质的规范表示。
【知识总结】 ① 与水反应:(歧化反应,原子守恒、得失电子守恒)。 ② 与水反应:。 ③ 难溶性固体(、、等)书写离子方程式时不能拆分为离子,应保留化学式。 ④ 酯化反应:(酸脱羟基、醇脱氢,可逆反应)。
【复习策略】 - 强化离子方程式书写的”拆写规则”:强酸、强碱、可溶性盐拆写为离子,难溶物、弱电解质、气体、氧化物保留化学式。 - 系统归纳常见氧化还原反应(氯气与水、与水等)方程式的书写与配平。 - 掌握酯化反应”酸脱羟基醇脱氢”的反应规律与可逆性标注。
9. 某研究小组以丙烯为原料合成甘油,流程如下:
下列说法正确的是
A. 甘油分子中有1个手性碳原子
B. 化合物的结构简式是
C. 反应Ⅱ,发生取代反应
D. 反应Ⅲ,试剂a可以是NaOH水溶液
【答案】D
【解析】A.甘油的结构为,中间碳原子连接2个相同的基团,无手性碳原子,A错误;
B.反应Ⅰ为丙烯中甲基的-H与的取代反应,化合物M的结构简式为,不是,B错误;
C.反应Ⅱ是与的碳碳双键加成反应,生成1,2,3-三氯丙烷,不是取代反应,C错误;
D.反应Ⅲ为卤代烃的水解反应,氯原子被羟基取代生成甘油,试剂a可以是水溶液,加热条件下发生取代反应,D正确;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:有机合成与官能团转化(手性碳原子、结构简式推断、取代反应与加成反应、卤代烃的水解)
▶链接教材:人教版选择性必修3第二章《烃》中烯烃的加成反应;选择性必修3第三章《烃的衍生物》中卤代烃、醇
▶命题分析:
(1)情境创设:以丙烯为原料合成甘油(1,2,3-丙三醇)的化工流程为背景,考查有机合成中的官能团转化与反应类型判断。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”甘油分子中手性碳原子的数目”“中间体的结构简式”“反应Ⅱ的反应类型”“反应Ⅲ的试剂”,要求学生逐一判断正确选项。
(3)考查目标:侧重考查”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生能依据合成流程推断中间体结构、判断反应类型。
【易错点】 - 手性碳原子判断错误:误以为甘油中间碳原子是手性碳,忽视中间碳原子连接2个相同的基团而无手性。 - 中间体结构推断错误:忽视反应Ⅰ是丙烯甲基上的被取代(取代反应),误判的结构。 - 反应类型判断错误:误以为反应Ⅱ(与的碳碳双键加成)是取代反应。 - 卤代烃水解条件记忆错误:误以为卤代烃水解需醇溶液(消去),忽视水溶液加热条件下发生水解(取代)。
【知识总结】 ① 手性碳原子:连接4个不同原子或原子团的饱和碳原子;甘油中间碳连接2个相同基团,无手性碳。 ② 取代反应:丙烯中甲基上的与发生取代反应(反应Ⅰ)。 ③ 加成反应:与碳碳双键发生加成反应生成1,2,3-三氯丙烷(反应Ⅱ)。 ④ 卤代烃水解:卤代烃在水溶液、加热条件下发生水解(取代)反应,卤原子被羟基取代生成醇(反应Ⅲ)。
【复习策略】 - 掌握手性碳原子的判断方法:找饱和碳原子,检查其连接的4个原子或原子团是否各不相同。 - 辨析”卤代烃的水解(水溶液)“与”卤代烃的消去(醇溶液)“的反应条件差异。 - 强化有机合成流程中”取代—加成—水解”等官能团转化的综合判断能力。
10. 利用下列装置进行操作,不能达到实验目的的是
A.实验室制取氨
B.向容量瓶中转移溶液
C.用盐酸标准溶液滴定NaOH溶液
D.验证Zn的金属活动性强于
【答案】B
【解析】A.实验室加热和固体混合物制,发生装置试管口略向下倾斜可防止冷凝水倒流炸裂试管,向下排空气法收集、管口塞棉花减少空气对流,装置合理,能达到实验目的,A不符合题意;
B.未使用玻璃棒引流,溶液易溅出或残留于瓶口,导致溶质损失、浓度不准确。不符合配制标准溶液的操作规范,不能达到实验目的,B符合题意;
C.使用酸式滴定管盛装盐酸,滴定终点通过酚酞由红变无色判断,装置与操作均正确,C不符合题意;
D.、与酸化的溶液构成原电池,活泼性更强作负极,电流表指针偏转,可验证金属活动性强于,能达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:化学实验基本操作与装置评价(实验室制氨、溶液的转移、酸碱滴定、原电池验证金属活动性)
▶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》中实验基本操作;选择性必修1第三章《水溶液中的离子反应与平衡》中酸碱中和滴定;选择性必修1第四章《化学反应与电能》中原电池
▶命题分析:
(1)情境创设:以四个实验装置的操作评价为载体,考查学生对实验目的、装置原理与操作规范的掌握。
(2)问题设计:四个选项分别涉及实验室制氨、向容量瓶转移溶液、盐酸滴定溶液、验证金属活动性,要求学生判断”不能达到实验目的”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”核心素养,要求学生能评价实验装置的合理性与操作规范性。
【易错点】 - 溶液转移操作不规范:忽视向容量瓶中转移溶液时应使用玻璃棒引流,未引流会导致溶液溅出或残留于瓶口、浓度不准确。 - 实验室制氨装置评价不全面:忽视试管口略向下倾斜(防冷凝水倒流炸裂试管)、向下排空气法收集、管口塞棉花(减少空气对流)等要点。 - 原电池判断不准确:忽视活泼性较强的金属作负极,可通过电流表指针偏转验证金属活动性强弱。
【知识总结】 ① 实验室制氨:加热与固体混合物,试管口略向下倾斜,向下排空气法收集,管口塞棉花减少空气对流。 ② 溶液的转移:向容量瓶中转移溶液时必须用玻璃棒引流,防止溶液溅出或残留。 ③ 酸碱中和滴定:用酸式滴定管盛装盐酸,以酚酞为指示剂,滴定终点由红色变无色。 ④ 原电池验证金属活动性:活泼性强的金属作负极,电流表指针偏转可验证金属活动性强弱。
【复习策略】 - 系统复习配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤(计算、称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀),特别强调转移时玻璃棒引流。 - 掌握实验室制氨、酸碱滴定、原电池等典型实验的装置要点与操作规范。 - 强化实验装置评价题的审题能力,紧扣”实验目的—装置原理—操作规范”的对应关系。
11. 某研究小组利用反应制备,方法为:取加入坩埚中,再将坩埚置于反应管内,加热、冷却后得产品,装置示意图如下图。下列说法不正确的是
A. 该反应是氧化还原反应
B. 热分解过程中,必须尽快用惰性气体将反应产生的和排出反应管
C. 反应结束后冷却时,必须隔绝空气
D. 若测得产品中只有Fe、O两种元素且,则可判定产品为FeO
【答案】D
【解析】A.反应中元素化合价从中的+3价部分变为中的+2价、部分变为中的+4价,存在化合价升降,属于氧化还原反应,A正确;
B.若不及时排出反应生成的,高温下会还原生成单质引入杂质,因此需要尽快用惰性气体排出气体产物,B正确;
C.具有较强还原性,冷却时接触空气会被氧化,因此必须隔绝空气,C正确;
D.若产品为和按物质的量比1:1混合的混合物,也满足仅含、元素且,不能判定为纯净的,D错误;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:氧化还原反应与物质制备(分解制备、气体产物排出、隔绝空气、元素组成判断)
▶链接教材:人教版必修第一册第一章《物质及其变化》中氧化还原反应;必修第一册第三章《铁 金属材料》中铁及其化合物
▶命题分析:
(1)情境创设:以研究小组利用分解制备的装置示意图为背景,考查氧化还原反应与制备条件的严格控制。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”该反应是否为氧化还原反应”“热分解过程中排出气体产物”“冷却时隔绝空气”“依据Fe、O两种元素及比例判定产品为”,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”核心素养,要求学生能分析氧化还原反应中元素化合价变化,理解制备条件的控制目的。
【易错点】 - 氧化还原反应判断错误:忽视元素化合价从+3价(中)部分变为+2价(中)、元素化合价变化,误以为不是氧化还原反应。 - 忽视气体产物排出的必要性:不及时排出反应生成的、,高温下会还原生成单质引入杂质。 - 产品组成判断错误:误以为仅含、两种元素且满足一定比例即可判定为纯净,忽视铁的氧化物(、、)存在多种,混合物也可能满足相同的元素组成。
【知识总结】 ① 氧化还原反应的本质:元素化合价发生变化,存在电子转移;由+3价变为+2价、由+3价变为+2/+4价,属于氧化还原反应。 ② 气体排出:分解生成、,需尽快用惰性气体排出,防止高温下还原。 ③ 隔绝空气:具有较强还原性,冷却时接触空气会被氧化,故必须隔绝空气。 ④ 物质组成判断:仅凭”只含、两种元素”不能确定氧化物的具体组成,铁的氧化物有、、等多种。
【复习策略】 - 强化氧化还原反应中元素化合价的分析,掌握”升失氧、降得还”的判断方法。 - 理解物质制备实验中”排出气体产物”“隔绝空气”等条件控制的目的,建立”防氧化、防还原、防杂质”的意识。 - 辨析”仅由元素种类(或元素比例)判断纯净物”的常见错误,铁的氧化物多种多样是典型陷阱。
12.
已知:①en代表;
②(R为常数,);
③25℃时,。
下列说法不正确的是
A. 配位键键能:
B. 中配位键的数目为(为阿伏加德罗常数的值)
C. 碱性:
D. 25℃时,若,则
【答案】D
【解析】A.反应1的平衡常数,说明反应正向自发进行,生成的比更稳定,因此中的配位键键能大于中的配位键键能,A正确;
B.为双齿配体,每个可提供2个配位原子与形成配位键,1个中含4个配位键,故该配离子中配位键数目为,B正确;
C.配合物的碱性由电离出的能力决定,内界配离子越稳定,其对应的氢氧化物在水中电离出的能力就相对越强(即中心离子对氢氧根的束缚减弱),因此碱性越强。已知,说明比更稳定,因此的碱性弱于,C正确;
D.根据公式,将两个反应的公式相减得:,因,右侧为正值;若,则,为正值,故,D错误;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:配合物与配位键(配位键键能、配位数、配合物碱性、自由能变化公式)
▶链接教材:人教版选择性必修2第三章《晶体结构与性质》中配合物与超分子;选择性必修1第二章《化学反应速率与化学平衡》中化学平衡常数与自由能变化
▶命题分析:
(1)情境创设:以乙二胺(en)与形成的配合物及其相关反应为背景,考查配位化学的核心知识。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”配位键键能大小比较”“配离子中配位键的数目”“配合物碱性比较”“25℃时某条件下的自由能变化计算”,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”证据推理与模型认知”与”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生能运用平衡常数、自由能变化公式进行定性判断与定量计算。
【易错点】 - 配位数计算错误:忽视乙二胺(en)为双齿配体(每个en提供2个配位原子),1个中含4个配位键。 - 自由能变化公式运用错误:忽视(或相关公式)的正负号判断,不能正确由平衡常数比较自由能变化。 - 配合物碱性比较错误:忽视”内界配离子越稳定,其对应氢氧化物电离能力越弱,碱性越弱”的规律。
【知识总结】 ① 配位键键能:配位键键能越大,配离子越稳定;由反应1的平衡常数可知比更稳定。 ② 配位数:双齿配体乙二胺()中每个en提供2个配位原子,故1个含4个配位键。 ③ 配合物碱性:配离子越稳定,中心离子对的束缚越强,其氢氧化物电离能力越弱,碱性越弱。 ④ 自由能变化:,由平衡常数可判断的正负与大小。
【复习策略】 - 掌握配位键、配位数、配位体(单齿/双齿/多齿)等配位化学核心概念,能准确计算配位数。 - 理解配合物稳定性与碱性的关系,辨析”稳定常数越大、对应碱越弱”的规律。 - 强化等热力学公式的运用,注意正负号判断与单位换算。
13. 某化合物的组成元素为N、Cl、S(电负性:),其分子中原子的连接方式如图(白球代表S)。有关该化合物的说法正确的是
A. 结构式为
B. N、S的化合价分别为-3、+4
C. N、S的杂化方式均为
D. 水解产物是3种酸
【答案】B
【解析】A.该化合物化学式为,六元环由、原子交替构成,对于N原子,正常情况下应形成三条共价键,图中只画出两条,推测与S之间是以双键连接的,结构式应为,A错误;
B.电负性,对于S元素: 在该分子中,每个S原子与 2 个N原子和 1 个Cl原子成键。因为N和Cl 的电负性都比S大,所以共用电子对偏离S。S 原子最外层有6个电子,在此结构中形成4个共价键,其还有1对孤电子对,这4个成键电子全部偏离,故S的化合价为 +4;对于 N 元素: 每个 N 原子与 2 个 S 原子成键(形成3个共价键,如1个双键和1个单键)。因为 N 的电负性大于 S,共用电子对全部偏向 N。N 获得了相当于 3 个电子的偏向,故 N 的化合价为 -3,B正确;
C.根据选项B的分析可知,的价层电子对数为(3个键+1对孤电子对),为杂化,的价层电子对数为(2个键+1对孤电子对),为杂化,二者杂化方式不同,C错误;
D.发生水解反应时,元素的化合价通常保持不变。根据前面推断的化合价:-3价的 N 水解会生成,+4价的 S 水解会生成,-1价的 Cl 水解生成,仅存在2种酸,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:物质结构与性质(结构式书写、元素化合价判断、杂化方式、水解产物)
▶链接教材:人教版选择性必修2第二章《分子结构与性质》中共价键、分子的空间结构、杂化轨道理论
▶命题分析:
(1)情境创设:以组成元素为、、的化合物的分子结构图(白球代表)为背景,考查物质结构分析。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”结构式书写”“、的化合价”“、的杂化方式”“水解产物种类”,要求学生判断正确选项。
(3)考查目标:侧重考查”宏观辨识与微观探析”与”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生能依据电负性、成键特征推断化合价与杂化方式。
【易错点】 - 元素化合价判断错误:忽视电负性差异对共用电子对偏向的影响,不能正确判断的化合价(-3价)与的化合价(+4价)。 - 结构式书写错误:忽视原子正常情况下应形成3条共价键,误判与之间的双键连接方式。 - 杂化方式判断错误:混淆(杂化,3个σ键+1对孤电子对)与(杂化,2个σ键+1对孤电子对)的杂化方式。 - 水解产物判断错误:误以为水解生成3种酸,忽视水解时元素化合价不变,(-3价)水解生成、(+4价)水解生成、(-1价)水解生成,仅2种酸(、)。
【知识总结】 ① 化合价判断:依据电负性确定共用电子对的偏向;的电负性大于,化合价为-3价;形成4个共价键且电子全部偏离,化合价为+4价。 ② 结构式:原子正常形成3条共价键,与之间含双键。 ③ 杂化方式:的价层电子对数为4(3个σ键+1对孤电子对),为杂化;的价层电子对数为3(2个σ键+1对孤电子对),为杂化。 ④ 水解反应:水解时元素化合价不变,产物为、、(其中、为2种酸)。
【复习策略】 - 掌握”电负性—共用电子对偏向—化合价”的分析方法,能依据成键特征推断元素化合价。 - 强化杂化轨道理论(、、)的判定:价层电子对数=σ键数+孤电子对数。 - 关注水解反应中”元素化合价不变”的规律,据此判断水解产物。
14. 已知: 。基于该反应可实现粗铜(杂质不参与反应)的提纯,所用密封实验装置示意图如下图。下列说法不正确的是
A. 低温区放粗铜
B. 主要在高温区生成
C. 粗铜转化为纯铜的过程中,反应未达到平衡
D. 在收集纯铜处放置小纯铜片,有利于获得大纯铜片
【答案】A
【解析】该反应的核心原理:勒夏特列原理在实际生产中的应用,将粗铜放置在高温区:平衡正向移动,粗铜发生反应转化为气体(CuCl)以便脱离杂质,生成的气体扩散到低温区后,由于温度降低,平衡向逆反应方向移动,重新生成纯净的Cu 固体析出,据此解答。
【详解】A.该反应正反应,高温利于平衡正向移动,使粗铜转化为气态,因此粗铜应放置在高温区,低温区为析出纯铜的区域,A错误;
B.高温区平衡正向移动,生成和,因此主要在高温区生成,B正确;
C.在整个密封装置中,由于存在温度梯度(高温区和低温区),各物质在两个区域之间不断发生定向迁移和反应。这是一个动态的物质传输过程,粗铜不断消耗,纯铜不断生成,整个系统并没有处于一个静态的、各处浓度不变的化学平衡状态,如果完全达到了化学平衡,宏观上的物质转移就会停止,C正确;
D.在低温收集区放置小的纯铜片,它可作为晶核引导还原出来的铜原子优先附着在其表面生长,从而更容易聚集成大块的纯铜,D正确;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:化学平衡(勒夏特列原理在粗铜提纯中的应用、温度对平衡的影响、平衡状态)
▶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》中化学平衡、勒夏特列原理
▶命题分析:
(1)情境创设:以粗铜提纯的密封实验装置(高温区与低温区)为背景,考查勒夏特列原理在实际生产中的应用。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”低温区放粗铜”“主要在高温区生成”“粗铜转化过程中反应未达到平衡”“放置小纯铜片有利于获得大纯铜片”,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生能运用勒夏特列原理分析温度对化学平衡的影响。
【易错点】 - 粗铜放置位置判断错误:忽视该反应正反应为吸热反应(或高温利于正向移动),粗铜应放置在高温区(转化为气态),低温区为析出纯铜的区域。 - 混淆的生成区域:高温区平衡正向移动生成气态,故主要在高温区生成。 - 平衡状态判断错误:忽视装置中存在温度梯度,物质在两区域间定向迁移,整个系统未处于静态平衡。
【知识总结】 ① 勒夏特列原理:高温利于吸热反应正向移动,粗铜在高温区转化为气态脱离杂质,扩散至低温区因温度降低平衡逆向移动,重新生成纯析出。 ② 温度梯度:高温区发生正向反应(生成),低温区发生逆向反应(析出纯铜),故粗铜放高温区、纯铜在低温区析出。 ③ 平衡状态:存在温度梯度的动态传输过程中,系统未达到静态化学平衡,宏观物质转移持续进行。 ④ 晶核作用:低温收集区放置小纯铜片可作为晶核,引导铜原子优先附着生长,有利于形成大块纯铜。
【复习策略】 - 掌握勒夏特列原理在生产实际(如粗铜提纯、合成氨条件选择)中的应用,理解”温度梯度+平衡移动”实现物质分离提纯的原理。 - 辨析”化学平衡状态”的判断:真正的平衡需满足”正逆反应速率相等、各物质浓度不变”。 - 关注”晶核诱导结晶生长”在物质制备与提纯中的应用。
15. 某水溶液仅含两种一元弱酸、,且。
已知:25℃时,,;。
25℃时,下图中,该溶液的与、之间关系曲线正确的是
A. 曲线Ⅰ B. 曲线Ⅱ C. 曲线Ⅲ D. 曲线Ⅳ
【答案】B
【解析】
【详解】两种一元弱酸中远大于,因此溶液中主要来自的电离,的电离受电离出的抑制,可近似忽略;且弱酸电离度极小,平衡浓度初始浓度,。 根据的电离平衡:,因此,,其中。 计算特征点:
,:,;
,:,;
,:,;
,:,。
与图像Ⅱ大致吻合,故答案选B。
【命题透视】
▶核心考点:水溶液中的离子平衡(一元弱酸的电离、电离常数、pH与的关系曲线)
▶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》中电离平衡、水的电离和溶液的pH
▶命题分析:
(1)情境创设:以仅含两种一元弱酸的水溶液为背景,给定25℃时的电离常数,考查溶液中pH与粒子浓度关系曲线的判断。
(2)问题设计:要求根据大小判断该溶液的pH与关系曲线(曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)哪一条正确。
(3)考查目标:侧重考查”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生能运用电离平衡进行定量计算,并依据计算特征点匹配曲线。
【易错点】 - 忽视两种弱酸电离常数的差异:远大的弱酸主导的来源,小的弱酸电离受抑制可近似忽略。 - 曲线特征点计算错误:不能正确依据表达式列出pH与粒子浓度比的对数关系,无法准确计算特征点坐标。 - 图像匹配错误:不能将计算出的特征点(特定pH下的值)与图像曲线一一对应。
【知识总结】 ① 弱酸电离:一元弱酸,电离常数。 ② 主次判断:远大的弱酸主导溶液来源,小的弱酸电离受抑制可近似忽略。 ③ 对数关系:由表达式可得,据此计算特征点并匹配图像。 ④ 图像分析:通过计算特定条件下的值与pH的对应关系,与四条曲线比较确定正确曲线。
【复习策略】 - 掌握弱酸电离平衡常数的表达式与对数变形式(),熟练进行相关计算。 - 强化”主次矛盾”分析:多种弱酸共存时,大的主导电离,小的受抑制。 - 加强分布曲线、pH与关系曲线的识别训练,掌握”列式—算特征点—匹配图像”的解题方法。
16. 某课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物(以作溶剂,Ph—代表苯基,电负性:)。合成机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 该合成中NaI可作电解质
B. 化合物1、化合物2中P元素的化合价不同
C. 转化为化合物4的反应中,被还原
D. 该合成的反应式为
【答案】B
【解析】据图可知,左侧Pt电极失去电子,则左侧为阳极,右侧Pt电极得到电子,则右侧为阴极,据此解答。A.在中可电离出和,能够导电,可作电解质,同时,在阳极失去电子生成,参与后续反应后又重新生成,起到了电催化剂(氧化还原媒介物)的作用,A正确;
B.化合物1和2为互变异构体,化合物1:P 原子与两个 O 原子(电负性 O > P)、一个 S 原子(电负性 S > P,且形成双键)和一个 H 原子相连(电负性 P> H),该P 原子的化合价为:+2+2-1= +3 价;化合物2:P 原子与两个 O 原子和一个 S 原子(形成单键)相连,该P原子化合价为:+2+1= +3 价。P元素化合价相同,B错误;
C.化合物4的P 原子与 O、S(双键)、S(单键) 相连,所有成键电子均偏离 P,此时 P 的化合价为 +5 价。 P 元素的化合价从反应前的 +3 价升高到了 +5 价,发生了氧化反应。因此,作为氧化剂,自身发生还原反应,C正确;
D.结合反应机理,总反应的反应物为化合物1和,生成物为化合物4和,反应式配平、条件标注均正确,D正确;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:电化学原理(电解质的作用、元素化合价、氧化还原反应、总反应式)
▶链接教材:人教版选择性必修1第四章《化学反应与电能》中电解池、原电池
▶命题分析:
(1)情境创设:以课题组采用电化学方法合成含硫磷有机化合物的机理示意图为背景,考查电化学原理与元素化合价分析。
(2)问题设计:四个选项分别涉及”能否作电解质”“化合物1、2中元素化合价是否不同”“转化为化合物4的反应中是否被还原”“该合成的总反应式”,要求学生判断”不正确”的选项。
(3)考查目标:侧重考查”变化观念与平衡思想”与”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生能分析电化学装置中电极反应与元素化合价变化。
【易错点】 - 元素化合价判断错误:忽视化合物1和化合物2中原子成键环境的差异(互变异构体),不能正确比较二者的化合价(均为+3价)。 - 氧化还原反应对象判断错误:混淆”转化为化合物4”这一过程中作为氧化剂自身被还原与元素化合价升高的关系。 - 总反应式判断错误:不能依据反应机理正确写出反应物(化合物1和)与生成物(化合物4和)的总反应式。
【知识总结】 ① 电解质:在水中电离出和,能导电,可作电解质;同时参与反应后重新生成,起电催化剂(氧化还原媒介物)作用。 ② 元素化合价:化合物1中(+3价)与化合物2中(+3价)化合价相同,二者为互变异构体。 ③ 氧化还原反应:转化为化合物4的反应中,元素化合价从+3价升高到+5价,被氧化;作为氧化剂自身被还原。 ④ 总反应式:依据反应机理,总反应的反应物为化合物1和,生成物为化合物4和(起媒介作用)。
【复习策略】 - 掌握电化学装置中电极判断(阳极失电子、阴极得电子)与电极反应式的书写。 - 强化元素化合价的分析能力,特别是含、等变价元素化合物中化合价的准确判断。 - 理解”电催化/氧化还原媒介物”(如)在电化学合成中的作用。
17. 铝及其化合物应用广泛。
工业上以铝土矿(主要成分可表示为,另含有少量、等元素)为原料生产铝及其化合物的流程如下:
请回答:
(1)步骤Ⅰ生成__________(填一种物质名称),会导致产品铝的产率降低。
(2)结合能力:___________Fe(OH)3(填“”“”或“”)。
(3)①步骤Ⅱ,高温饱和X溶液冷却,无沉淀析出,加入少量固体后,析出大量沉淀。沉淀析出的原因是____________________________________________(用化学方程式表示)。
②步骤Ⅱ,往X溶液中通入也可析出沉淀。该反应的化学方程式是_______________。
(4)步骤Ⅲ,依次与两种含氟化合物反应,可制备。这两种含氟化合物是_________(填化学式)。
(5)铝土矿中常伴生元素镓(Ga),通过上述流程可能进入产品铝中。为判断产品铝中是否含有Ga元素,宜采用的方法是_____。
A.原子发射光谱法 B.红外光谱法 C.核磁共振氢谱法
(6)已知:。
①的一种晶胞如图。该晶胞中阴离子的个数是________。
②有同学认为:通过形成,AlCl3能促使如下转化发生:
判断该观点是否合理_____(填“是”或“否”),并从结构角度说明理由_________________________。
【答案】(1)铝硅酸钠
(2)
(3)
(4)、
(5)A (6)4 否 可与形成,氯苯失去生成,两个带正电的不能结合成二联苯
【解析】铝土矿与溶液在加热加压条件下反应,转化为Na[Al(OH)4], 转化为,而不溶,形成滤渣(铝硅酸钠、 等)。Na[Al(OH)4]溶液经步骤Ⅱ析出。与、 反应生成。另外煅烧Al(OH)3得到Al2O3,加入冰晶石后电解得到,再进一步制备。据此解答;
(1)铝土矿中的会与反应生成,而转化为Na[Al(OH)4]。在步骤Ⅰ中,与Na[Al(OH)4]可能发生反应生成铝硅酸钠沉淀,这会导致部分元素进入滤渣,从而降低铝的产率。
(2)在步骤Ⅰ中,能溶于溶液,而不溶。这说明的酸性比强,即更容易结合形成 。
(3)① 根据流程,溶液应为Na[Al(OH)4]溶液。在水中存在水解平衡。加入少量的固体作为“晶种”,可以打破溶液的过饱和状态,促使水解平衡向生成沉淀的方向移动,从而析出大量沉淀,反应方程式为。
②Na[Al(OH)4]溶液中通入,生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀,化学方程式为。
(4)需要先与反应生成,再与反应生成。总反应可表示为:,因此,两种含氟化合物是和。
(5)判断物质中是否含有某种金属元素(如镓Ga),最常用、最灵敏的方法是原子发射光谱法(利用不同元素原子的特征光谱线进行定性或定量分析)。红外光谱主要用于测定有机物中的官能团,核磁共振氢谱用于测定有机物中氢原子的种类和比例,故选A。
(6)①观察晶胞图:(黑球):位于体内,总数为个。根据化学式,与比例为1:1,故也为4个。
②催化反应的原理是通过结合形成,从而使碳卤键断裂产生碳正离子(),而两个带正电的不能结合成二联苯。
【命题透视】
▶核心考点:化学工艺流程综合(铝土矿的碱浸、除杂、转化、含氟化合物、光谱分析、晶胞结构)
▶链接教材:人教版必修第一册第三章《铁 金属材料》中金属材料(铝);选择性必修2第三章《晶体结构与性质》中晶胞;选择性必修3第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》中研究有机化合物的一般方法(光谱分析)
▶命题分析:
(1)情境创设:以铝土矿(主要成分,含少量、等)为原料生产铝及其化合物的工业流程为背景,考查工艺流程分析。
(2)问题设计:六个小问依次考查步骤Ⅰ生成的沉淀、结合的能力比较、晶种析出、含氟化合物、镓元素的检测方法、晶胞中阴离子个数与催化转化,覆盖工艺流程各环节。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”与”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生能读懂工艺流程、书写相关反应、分析晶胞结构。
【易错点】 - 铝硅酸钠的生成判断错误:忽视铝土矿中与、反应生成铝硅酸钠沉淀,导致部分铝进入滤渣而降低产率。 - 晶种作用表述错误:忽视加入少量固体作为”晶种”,打破过饱和状态、促使水解平衡向生成沉淀方向移动。 - 含氟化合物判断错误:忽视依次与、反应生成(冰晶石)。
【知识总结】 ① 碱浸:与溶液在加热加压下反应生成,转化为硅酸盐,不溶形成滤渣(铝硅酸钠等)。 ② 晶种:向过饱和溶液中加入少量固体作晶种,促使水解平衡向生成沉淀的方向移动。 ③ 含氟化合物:与、反应生成(冰晶石)。 ④ 光谱分析:原子发射光谱法利用特征光谱线定性或定量分析金属元素(如)。 ⑤ 晶胞:的一种晶胞中阴离子()的个数可依据均摊法计算。
【复习策略】 - 系统训练工艺流程题的读图与信息提取能力,掌握”碱浸、酸浸、除杂、转化、电解”等环节的常见反应。 - 理解”晶种”在结晶过程中的作用(打破过饱和、诱导析出),能规范表述其原理。 - 掌握原子发射光谱法、红外光谱法、核磁共振氢谱法的适用范围,辨析其在定性/定量分析中的差异。
【答题模板】 - 工艺流程题答题思路:明确原料组成(铝土矿:、、)与目标产物(铝)→分析每步加入试剂的作用(碱浸溶铝、除杂)→追踪目标元素()的存在形态转化→判断滤渣、滤液的主要成分→结合晶胞结构、光谱分析等方法解答设问。
18. 镓(Ga)在半导体领域有重要应用。
使用化学气相沉积技术、可用含镓前驱体[如、]制备膜。
已知:与同属于ⅢA族元素,具有两性。
请回答:
(1)工业上制备高纯Ga所用装置示意图如图1。阴极的电极反应式是___________________________。
(2)Ga与HI反应的化学方程式如下:
___________。
(3)某研究小组将转化为,并将其用于膜的制备。GaN膜的生长机理如下:
Ⅰ 在基底上吸附,形成层;
Ⅱ 在N层上吸附、反应,形成Ga层,并释放;
Ⅲ 交替吸附、反应、形成层和层,不断生长增厚,形成空间网状结构的膜。
相关反应的化学方程式:
①的空间结构名称是___________(将视为整体)。
②在空气中易自燃,其在中充分燃烧的化学方程式是_______________________________。
③某同学推测:GaN膜的空间网状结构中,能体现其成键结构的片段如图2.图中结构不合理之处是_______________________________。
④常温下,与混合没有得到,可能原因是_______________________(写两条)。
⑤步骤Ⅲ,一定条件下,GaN膜生长速率与膜生长温度的关系如图3,从化学反应原理角度分析原因________________________________________________________。
【答案】(1) (2)4.0
(3)平面三角形 Ga形成3个单键不合理,应该形成4根 常温下反应的活化能较高,反应速率极慢;常温下,与容易通过配位键生成络合物,而无法发生断键生成 GaN 温度升高平衡逆向移动,同时温度过高会导致已吸附在基底表面的反应物发生脱附,反应物浓度降低,两个因素共同作用使得膜生长速率随温度升高而减小
【解析】
(1)Ga与Al性质相似,粗Ga作阳极在NaOH电解液中溶解生成,阴极发生还原反应,得电子生成高纯Ga,阴极的电极反应式是:;
(2)根据盖斯定律,目标反应=第二个反应-第一个反应,平衡常数作除法运算:。
(3)①将视为整体,中心 Ga 原子最外层有3个电子,形成3个键,没有孤电子对。根据价层电子对互斥理论,其空间构型为平面三角形。
②Ga为+3价,充分燃烧生成对应氧化物,甲基完全氧化生成和,配平即得该反应式:;
③Ga为ⅢA族元素,最多形成3个普通共价键,在 GaN 的空间网状结构中,Ga 和 N 之间除了普通的共价键外,还存在 N 提供孤对电子、Ga 提供空轨道形成的配位键。故Ga应形成4个单键。
④从动力学角度,常温下反应的活化能较高,反应几乎不发生;化学性质角度看,中心原子Ga有空轨道,中心原子N有孤对电子,两者在常温下更容易发生配位络合反应。
⑤该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,导致产率下降。同时温度过高会导致已吸附在基底表面的反应物发生脱附,反应物浓度降低,两个因素共同作用使得膜生长速率随温度升高而减小。
【命题透视】
▶核心考点:工艺流程与反应原理综合(电极反应式、盖斯定律、的空间结构、燃烧方程式、活化能与平衡)
▶链接教材:人教版选择性必修1第四章《化学反应与电能》中电解池;选择性必修1第一章《化学反应的热效应》中盖斯定律;选择性必修2第二章《分子结构与性质》中分子的空间结构;选择性必修1第二章《化学反应速率与化学平衡》中化学平衡
▶命题分析:
(1)情境创设:以镓()的化学气相沉积技术制备膜为背景,综合考查电化学、反应热、结构、反应原理等知识。
(2)问题设计:六个小问依次考查电解制备高纯的阴极电极反应式、与反应的平衡常数计算、膜生长机理中的空间结构、燃烧方程式、成键结构、膜生长速率与温度的关系,覆盖多个模块。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”与”变化观念与平衡思想”核心素养,要求学生能综合分析电化学、结构、反应原理。
【易错点】 - 电极反应式书写错误:忽视粗作阳极溶解生成,阴极得电子生成高纯。 - 盖斯定律计算错误:忽视平衡常数随反应相减而作除法运算(目标反应=第二个反应-第一个反应,则)。 - 空间结构判断错误:忽视将视为整体时中心形成3个σ键、无孤电子对,为平面三角形。 - 成键结构错误:忽视为ⅢA族元素最多形成3个普通共价键,但在中提供孤对电子、提供空轨道形成配位键,应形成4个单键。
【知识总结】 ① 电极反应:阴极得电子被还原生成高纯(与性质相似)。 ② 盖斯定律:平衡常数随反应相减作除法运算,。 ③ 空间结构:中形成3个σ键、无孤电子对,空间构型为平面三角形。 ④ 配位键:中提供孤对电子、提供空轨道形成配位键,形成4个单键。 ⑤ 活化能与平衡:常温下反应活化能高、反应速率极慢;与易通过配位键生成络合物而不发生断键;膜生长为放热反应,温度升高平衡逆向移动,且高温导致反应物脱附。
【复习策略】 - 掌握电解池电极反应式的书写(阳极溶解、阴极还原),注意电解液的酸碱性。 - 强化盖斯定律与平衡常数关系的理解:反应相加常数相乘、反应相减常数相除。 - 理解配位键的形成(孤对电子+空轨道),辨析”普通共价键”与”配位键”的区别。
【答题模板】 - 反应原理+结构综合题答题思路:先判断电极与反应类型(阳极溶解/阴极还原)→依据盖斯定律计算热效应或平衡常数→运用VSEPR理论判断空间构型→从配位键角度分析成键结构→结合活化能、平衡移动原理解释反应速率与温度的关系。
19. 二苯甲醇是合成多种药物的重要中间体。
某小组利用硼氢化钠()还原二苯甲酮制备二苯甲醇(Ph—代表苯基)的物质转化过程为:
实验流程如下:
已知:①常温下,在水、乙醇中的溶解度分别约为50 g、4 g;
②在稀盐酸中反应的化学方程式:;
③常温下,二苯甲酮、二苯甲醇均为固体,均难溶于冷水、易溶于乙醇。
请回答:
(1)步骤Ⅰ实验装置如图,其中仪器a的名称是_____________。
(2)下列说法正确的是__________。
A. 实验需远离明火
B. 若选用无水乙醇作溶剂,步骤Ⅰ中的反应速率将增大
C. 二苯甲酮转化为二苯甲醇在步骤Ⅰ中已完成
D. 步骤Ⅲ,蒸馏除乙醇可提高二苯甲醇的产率
(3)物质转化过程中,与二苯甲酮反应生成_________________________(用结构简式表示,写一种)。
(4)步骤Ⅱ,冷稀盐酸的作用是________________________________________________(写两条)。
(5)步骤Ⅲ,操作X的名称是________________。
【答案】(1)球形冷凝管 (2)AD
(3)(或、中任写一种)
(4)提供使中间体转化为二苯甲醇;与过量的反应将其除去(或降低体系温度有利于二苯甲醇析出)
(5)过滤
【解析】 本实验以二苯甲酮为原料,利用的还原性制备二苯甲醇。步骤Ⅰ中,二苯甲酮在95%乙醇溶剂中与过量反应生成硼酸酯盐中间体;步骤Ⅱ中,加入冷稀盐酸,一方面提供使中间体转化为目标产物二苯甲醇,另一方面消耗过量的;步骤Ⅲ中,由于二苯甲醇易溶于乙醇、难溶于冷水,通过蒸馏除去乙醇溶剂,再经冰水浴冷却使二苯甲醇大量结晶析出,最后通过过滤得到粗产品。
(1)根据仪器a的构造特征(内部有多个球形泡),可知其名称为球形冷凝管。
(2)A.反应中遇水或酸会产生易燃的氢气,且乙醇易挥发、易燃,故实验需远离明火,正确;
B.已知在水中的溶解度远大于在乙醇中的溶解度,95%乙醇中含有水,能增大的溶解度,若改用无水乙醇,溶解度减小,反应物接触面积减小,反应速率将减小,错误;
C.步骤Ⅰ中生成的是硼酸酯盐中间体,在步骤Ⅱ中加入酸后才最终转化为二苯甲醇,错误;
D.二苯甲醇易溶于乙醇,蒸馏除去乙醇可降低其溶解度,有利于后续冰水浴冷却时大量结晶析出,从而提高产率,正确;
故选AD。
(3) 题干中的中间体的B原子上还有3个氢原子,可继续与二苯甲酮反应,依次取代B上的氢原子,生成的物质结构简式可为(或、中任写一种)。
(4)步骤Ⅰ中加入了过量的,加入冷稀盐酸的作用主要有:①盐酸提供,使步骤Ⅰ生成的中间体发生反应转化为目标产物二苯甲醇;②稀盐酸与过量的反应,将其消耗除去;③“冷”稀盐酸可吸收反应放出的热量,防止反应过于剧烈,同时降低二苯甲醇的溶解度,有利于其后续析出。
(5)步骤Ⅲ中,经过蒸馏除乙醇和冰水浴冷却后,二苯甲醇以晶体形式析出,此时体系为固液混合物,分离固体和液体的常规操作名称为过滤。
【命题透视】
▶核心考点:有机化学实验综合(实验仪器、反应条件、结构简式推断、试剂作用、分离提纯操作)
▶链接教材:人教版选择性必修3第三章《烃的衍生物》中醛、酮的还原;选择性必修3第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》中研究有机化合物的一般方法
▶命题分析:
(1)情境创设:以硼氢化钠()还原二苯甲酮制备二苯甲醇的实验为背景,考查有机合成实验的完整流程。
(2)问题设计:五个小问依次考查仪器a的名称、实验条件选择、中间体结构简式、冷稀盐酸的作用、操作X的名称,覆盖”装置—反应—后处理—分离”完整实验链条。
(3)考查目标:侧重考查”科学探究与创新意识”核心素养,要求学生掌握有机合成实验的基本操作与试剂作用分析。
【易错点】 - 仪器名称记忆错误:忽视仪器a(内部有多个球形泡)的名称为球形冷凝管。 - 实验条件选择错误:忽视遇水或酸产生易燃氢气、乙醇易燃需远离明火;误以为改用无水乙醇会增大反应速率(实际在水中溶解度大,95%乙醇含水利于溶解)。 - 中间体结构推断错误:忽视与二苯甲酮反应生成硼酸酯盐中间体(上还可继续反应)。 - 冷稀盐酸作用表述不全:忽视其提供使中间体转化为二苯甲醇、消耗过量、吸收热量降低体系温度等作用。
【知识总结】 ① 实验仪器:球形冷凝管(内部有多个球形泡)用于冷凝回流。 ② 反应原理:具有还原性,将二苯甲酮(含羰基)还原为二苯甲醇(含羟基)。 ③ 中间体:与二苯甲酮反应生成硼酸酯盐中间体,原子上的氢可继续被取代。 ④ 冷稀盐酸的作用:提供使中间体转化为目标产物、消耗过量、降温有利于二苯甲醇析出。 ⑤ 分离提纯:蒸馏除乙醇、冰水浴冷却结晶后,过滤分离固体二苯甲醇。
【复习策略】 - 系统复习有机合成实验的装置(球形冷凝管、圆底烧瓶等)与操作(回流、蒸馏、过滤、重结晶)。 - 理解、等还原剂还原醛酮为醇的原理与反应条件(远离明火、控制溶剂)。 - 强化”试剂作用”类设问的答题规范,从”反应、除杂、控制条件”等多角度分析。
【答题模板】 - 有机实验综合题答题思路:判断官能团与反应类型(羰基被还原为羟基)→依据反应条件推断中间体与产物→分析每步试剂的作用(提供、消耗过量还原剂、控制温度)→依据物质溶解性选择分离提纯方法(蒸馏、结晶、过滤)。
20. 化合物X是一种广泛存在于中草药中的具有生物活性的生物碱。某研究小组按以下路线合成该化合物(部分反应条件及试剂已简化):
已知:①
②
请回答:
(1)化合物A所含官能团的名称是___________。
(2)A→B过程中,同时生成另一种物质(摩尔质量为46 g/mol),其结构简式是_____________。
(3)化合物M的结构简式是____________。
(4)下列说法不正确的是____________。
A. 过程中,作氧化剂
B. 化合物D发生消去反应,可得到与甲苯互为同分异构体的烃
C. 化合物E不能使溴水褪色
D. 化合物X不能与盐酸反应
(5)B→C过程中,化合物B先转化为两种烯醇中间体:和_______________(写结构简式);得到化合物的同时,还得到少量化合物的同分异构体,根据合成路线,判断该异构体是否需要分离除去________(填“是”或“否”)。
(6)是一种重要的化工原料,设计以CH3NH2、(CH3)2S和为原料合成的路线(用流程图表示,无机试剂任选)______________。
【答案】(1)酮羰基 (2)C2H5OH
(3) (4)CD
(5) ①. ②. 否
(6)
【解析】简要分析合成路线:A为环戊酮,在C2H5ONa作用下与C2H5OCOOC2H5反应生成B。B在条件下与BrCH2COOC2H5反应生成C。C经过水解、脱羧等步骤生成M。首先C水解后的产物结构简式为,根据已知②,可以推断出M的结构简式为,M经过多步反应生成D,D经臭氧化还原后生成E,E与反应生成F,最终合成X。据此解答;
(1)A所含的官能团名称为酮羰基。
(2)A→B的反应是A与C2H5OCOOC2H5在C2H5ONa作用下的反应。五元环上的H被-COOC2H5取代,同时生成C2H5OH。
(3)根据分析,M的结构简式为。
(4)A.D→E是臭氧化还原反应,O3将双键氧化断裂,O3作氧化剂,A正确;
B.化合物D的结构简式为,发生消去反应,可能的产物有、、,其中的不饱和度是4,与甲苯互为同分异构体,B正确;
C.E中含有醛基,有还原性,会与溴水发生氧化还原反应使溴水褪色,C错误;
D.X中的含N基团呈碱性(能和形成配位键),可以和HCl反应,D错误;
故选CD。
(5)B中酮羰基有两类α‑H,可以生成两种烯醇:和;该同分异构体和BrCH2COOC2H5反应生成,后续经过水解、脱羧反应,最终得到相同产物M,不影响后续合成,不需要分离除去。
(6)环戊酮先还原为环戊醇,环戊醇发生消去反应生成环戊烯,环戊烯经臭氧化还原生成戊二醛,最后模仿E→F的反应,戊二醛与CH3NH2在 NaBH3CN 作用下直接生成目标产物,故合成路线为。
【命题透视】
▶核心考点:有机合成与推断(官能团识别、结构简式推断、反应类型判断、烯醇中间体、合成路线设计)
▶链接教材:人教版选择性必修3第三章《烃的衍生物》中醛、酮、羧酸、酯;选择性必修3第四章《生物大分子》中有机合成
▶命题分析:
(1)情境创设:以广泛存在于中草药中的生物碱化合物的合成路线为背景,考查有机合成与推断的综合能力。
(2)问题设计:六个小问依次考查化合物的官能团、的副产物、化合物的结构简式、说法正误判断、烯醇中间体与异构体处理、合成路线设计,覆盖有机推断全流程。
(3)考查目标:侧重考查”证据推理与模型认知”核心素养,要求学生能根据反应条件、中间体结构推断物质结构并设计合成路线。
【易错点】 - 官能团识别错误:忽视化合物(环戊酮)所含官能团为酮羰基。 - 副产物推断错误:忽视过程中五元环上的被取代,同时生成(摩尔质量46 g/mol)。 - 反应类型判断错误:混淆消去反应、氧化反应、醛基的还原性等,误判”化合物发生消去反应可得到与甲苯互为同分异构体的烃”“化合物不能使溴水褪色”等说法。 - 烯醇中间体推断错误:忽视中酮羰基有两类-,可生成两种烯醇中间体。
【知识总结】 ① 官能团识别:酮羰基()是酮类化合物的特征官能团。 ② 有机推断突破口:化合物()能发生银镜反应说明含醛基(本题为环戊酮),由不饱和度与官能团特征推断结构。 ③ 反应类型:取代反应、加成反应、消去反应、氧化还原反应的判断依据是官能团的变化。 ④ 烯醇中间体:含-的羰基化合物可发生酮式—烯醇式互变,形成烯醇中间体。 ⑤ 合成路线设计:采用逆向合成分析法,从目标产物倒推中间体与原料。
【复习策略】 - 系统训练有机推断题,建立”分子式→不饱和度→官能团→结构片段→转化关系→目标产物”的思维模型。 - 掌握常见官能团的识别(酮羰基、醛基、羧基、酯基等)与特征反应(银镜反应、加成、消去等)。 - 强化逆合成分析能力,能灵活运用”官能团转化”设计合成路线。
【答题模板】 - 有机推断题答题思路:依据分子式与不饱和度初步判断结构类型→结合反应条件推断官能团与反应类型→利用特征反应(银镜反应等)与中间体结构确定物质结构→按”官能团转化”逆推合成路线→规范书写结构简式、方程式与命名。
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