顏建河
隨著新高考改革的不斷深化,高三復(fù)習(xí)正邁步向前,同學(xué)們經(jīng)歷了一輪、二輪的復(fù)習(xí),影響成績的弊病都已逐步被鏟除了,自信心大大增強。如何在高三的后期復(fù)習(xí)中做到提“效”增“益”,這就要求我們復(fù)習(xí)時要進一步研究“高考評價體系”,強化教材熱點,特別是要認(rèn)真研讀近幾年的高考真題,熟悉這些熱點所涉及的各種題型的考查方式及切入點,要在強化真題演練的過程中,學(xué)會總結(jié),學(xué)會反思,努力做到有的放矢。這樣,高三的復(fù)習(xí)效率才能最大化,高考中才能做到戰(zhàn)無不勝,取得好成績。
一、以圖表、模型、圖形等為核心載體進行命題,其解決對策就是依據(jù)所涉及的基本概念和基本理論知識為切入點
認(rèn)真研讀《中國高考評價體系》,結(jié)合“課程標(biāo)準(zhǔn)”和教材,不難發(fā)現(xiàn),化學(xué)基本概念和基本理論是高考必考核心內(nèi)容之一,涵蓋必修模塊“化學(xué)1“化學(xué)2”和選修模塊“化學(xué)反應(yīng)原理”的內(nèi)容。高考命題往往取材于能源、環(huán)境問題、化工生產(chǎn)等情景,題目圍繞一個主題,以“拼盤”的形式呈現(xiàn),每個小題有一定的相對獨立性,將熱化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)及三大平衡知識融合在一起進行考查,且題目中結(jié)合圖像、表格、數(shù)據(jù)、裝置等信息,著力考查考生的閱讀、讀圖、分析歸納問題的能力??键c主要涉及蓋斯定律與熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素、平衡常數(shù)計算及其影響因素、化學(xué)平衡移動及其影響因素、電極反應(yīng)方程式書寫等。解決這類問題的對策:(1)泛讀,瀏覽全題,明確已知和待求解的問題;(2)細讀,把握關(guān)鍵字、詞、數(shù)量關(guān)系、圖表中信息含義等;(3)精讀,深人思考,注意挖掘隱含信息。在認(rèn)真審題后,根據(jù)題目中所給出的文字、圖像、數(shù)據(jù)等提煉出重要的信息,聯(lián)系相關(guān)概念、理論和解題技巧等,分析每小題的考查方向,組織答案。同時,書寫答案時要細心、規(guī)范、整潔,避免無謂失分。
例1催化還原CO,是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO,和H,可發(fā)生兩個平行反應(yīng),分別生成CH,OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
某實驗室控制CO。和H,初始投料比為1:2.2,在相同壓強下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù)(見表1):
【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒。Cat.2:Cu/ZnO納米片。甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO,中生成甲醇的百分比。
已知:①CO和H的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-l和-285.8kJ·mol。
②H,O(l)H,O(g)△H=44.0kJ·mol。
請回答(不考慮溫度對△H的影響):(1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達式K=反應(yīng)II的△H=kJ.mol~。
(2)有利于提高CO。轉(zhuǎn)化為CH,OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
A.使用催化劑Cat.1
B.使用催化劑Cat.2
C.降低反應(yīng)溫度
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度E.增大CO,和H的初始投料比
(3)在圖1中分別畫出反應(yīng)I在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程一能量”示意圖。
(4)研究證實,CO,也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極,該電極反應(yīng)式是
解析:本題是一道以圖表、模型、圖形等為核心載體進行命題的常考題型,著力考查基本概念和基本理論知識。試題涉及化學(xué)平衡常數(shù)、蓋斯定律、平衡移動原理、催化劑的作用、電解池的工作原理和電極反應(yīng)的書寫等知識,有一定難度。解答好這類問題的關(guān)鍵就是認(rèn)真讀題,仔細觀察試題給予的圖表、圖形等相關(guān)信息從中提煉出有用的規(guī)律,再結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識來尋找解決問題的切入點。
(1)根據(jù)平衡常數(shù)表達式,生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值,則其平衡
(2)反應(yīng)I中,使用催化劑Cat.1,平衡不移動,不能提高轉(zhuǎn)化率,則A項錯誤;使用催化劑Cat.2,平衡不移動,不能提高轉(zhuǎn)化率,則B項錯誤;降低反應(yīng)溫度,平衡正向移動,可增大轉(zhuǎn)化率,則C項正確;投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動,可增大轉(zhuǎn)化率,則D項正確;增大CO,和H的初始投料比,可增大氫氣的轉(zhuǎn)化率,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,則E項錯誤。
(3)從表中數(shù)據(jù)分析,在催化劑Cat.2的作用下,甲醇的選擇性更大,說明催化劑Cat.2對反應(yīng)I催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低。
(4)CO,也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,C元素化合價降低,被還原,則為電解池的陰極反應(yīng),其電極方程式為CO,+6H++6e-CHOH+H20。
二、以化學(xué)工藝流程(框圖信息)為核心載體進行命題,其解決對策就是依據(jù)所涉及元素化合物相關(guān)知識為切入點
常見無機物及其運用是高考必考核心內(nèi)容之一,涵蓋必修模塊“化學(xué)1”“化學(xué)2”的內(nèi)容。高考命題往往以化學(xué)工藝流程框圖的形式呈現(xiàn),考查考生運用化學(xué)反應(yīng)原理和元素化合物的相關(guān)知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實際問題的能力。工藝流程題主要有兩種考查方式:工業(yè)制備,工業(yè)提純。化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來,并根據(jù)物質(zhì)生產(chǎn)流程中的有關(guān)化學(xué)知識進行設(shè)問。考點主要涉及離子方程式書寫、氧化還原反應(yīng)和化學(xué)平衡移動等相關(guān)知識。解決這類問題的對策:(1)從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)分析流程中的每一個步驟,從幾個方面了解流程:①反應(yīng)物是什么?②發(fā)生了什么反應(yīng)?③該反應(yīng)造成了什么后果?對制造產(chǎn)品有什么作用?抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。(3)從問題中獲取信息,了解流程后著手答題。對反應(yīng)條件的分析可從以下幾個方面著手:①對反應(yīng)速率有何影響?②對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響?③對綜合生產(chǎn)效益有何影響?原料成本,原料來源是否廣泛,是否可再生,能源成本,對設(shè)備的要求,環(huán)境保護(綠色化學(xué))等方面都要考慮。
例2廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程如下:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)I是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH),反應(yīng)中H,O,的作用是。寫出操作①的名稱:
(2)反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH)+與有機物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式:
操作②用到的主要儀器名稱為,其目的是(填序號)
a.富集銅元素
b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離c.增加Cu+在水中的溶解度
(3)反應(yīng)I是有機溶液中的CuR。與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO,和若操作③使用如圖3所
示裝置,圖中存在的錯誤是
(4)操作④以石墨作電極電解CuSO溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是
(5)流程中有三次實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是
。循環(huán)使用的NH,CI在反應(yīng)I中的主要作用是
解析:本題考查物質(zhì)制備流程的分析判斷,涉及離子方程式的書寫、基本實驗操作的判斷等,難度不大。解決好這類題目的關(guān)鍵,就是熟悉化學(xué)工藝流程試題的分析思路,認(rèn)真讀題,特別要認(rèn)真讀懂流程(框圖),并依據(jù)設(shè)問,結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識解答。
(1)雙氧水具有氧化性,能氧化還原性物質(zhì)Cu,反應(yīng)I是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH),Cu被氧化,則反應(yīng)中H,O,的作用是作氧化劑。分離難溶性固體和溶液采用過濾方法,該混合溶液中貴重金屬是難溶物,銅氨溶液是液體,操作①是把濾渣和液體分離,所以該操作為過濾。
(2)根據(jù)流程圖可知,反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH)與有機物RH反應(yīng)生成CuR,,同時生成NH和NH。,所以該反應(yīng)的離子方程式為Cu(NH)++2RH2NH+2NH。+CuR。分離互不相溶的液體應(yīng)采用分液方法,分液時常用分液漏斗,操作②是把水層與有機層分離,所以該操作為分液,需要的主要儀器為分液漏斗。Cu元素富集在有機層,所以該操作的目的是富集Cu元素,使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離。
(3)CuR中R元素為-1價,所以反應(yīng)I是有機溶液中的CuR,與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO和RH。操作③使用的萃取操作中分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,且分液漏斗內(nèi)的液體太多。
(4)以石墨為電極電解硫酸銅溶液時,陽極上氫氧根離子放電,陰極上銅離子放電,所以陽極上生成Og,同時有大量的H生成,且SO也向陽極移動,所以陽極產(chǎn)物還有H,SO。從溶液中得到晶體的操作步驟一般為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。
(5)電解CuSO溶液時能得到硫酸,操作④中得到的硫酸可用在反應(yīng)皿中,所以第三處循環(huán)的試劑為H,SO。氯化銨溶液為酸性,可降低溶液中氫氧根離子的濃度,防止由于溶液中的c(OH)過高,生成Cu(OH),沉淀。
答案:(1)作氧化劑過濾
(2)Cu(NH)++2RH
2NH+
2NH,+CuR2分液漏斗a、b
(3)RH分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁,液體過多
(4)O2、H,SO,加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(5)HSO,防止由于溶液中的c(OH)過高,生成Cu(OH),沉淀
三、以有機物制備及有機合成路線為核心載體進行命題,其解決對策就是依據(jù)所涉及的有機化學(xué)相關(guān)知識為切入點
常見有機物及運用是高考必考核心內(nèi)容之一,貫穿于有機化學(xué)各模塊之中。高考命題往往以有機物的衍變關(guān)系而設(shè)計。這類試題通常以新藥、新的染料中間體、新型有機材料的合成作為載體,引入新的信息,組合多個化合物的反應(yīng),合成具有指定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,從中引出相關(guān)的各類問題,推斷各有機物的結(jié)構(gòu)特點和所含官能團、判斷反應(yīng)類型,考查化學(xué)方程式的書寫、書寫同分異構(gòu)體、設(shè)計產(chǎn)物的合成路線等。解決這類問題的對策:(1)目標(biāo)有機物的判斷。判斷目標(biāo)有機物屬于哪類有機物,分析目標(biāo)有機物中碳原子的個數(shù)、碳鏈組成與原料、中間物質(zhì)的組成關(guān)系。(2)目標(biāo)有機物的拆分。根據(jù)給定原料,利用反應(yīng)規(guī)律把目標(biāo)有機物分解成若干個片段,找出官能團引人、轉(zhuǎn)換的途徑及保護方法。(3)思維能力要求。思維的深刻性(演繹推理)、思維的靈活性(知識的遷移,觸類旁通)思維的批判性(判斷與選擇)等,即觀察目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)(目標(biāo)分子的碳架特征,及官能團的種類和位置)一由目標(biāo)分子和原料分子綜合考慮設(shè)計合成路線(由原料分子進行目標(biāo)分子碳架的構(gòu)建,以及官能團的引入或轉(zhuǎn)化)一對于不同的合成路線進行優(yōu)選(以可行性、經(jīng)濟性、綠色合成思想)。同時,要讀懂題目,找出有用信息,對于新的有機反應(yīng)歷程,必須弄清來龍去脈,找出解題切人口。
例了異戊二烯是重要的有機化工原料,其結(jié)構(gòu)簡式為CH,=C(CH)CH=CH。完成下列填空:
(1)化合物X與異戊二烯具有相同的分子式,與Br,/CCl反應(yīng)后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的結(jié)構(gòu)簡式為
(2)異戊二烯的一種制備方法如下所示:
A能發(fā)生的反應(yīng)有
(填反應(yīng)類型)。
B的結(jié)構(gòu)簡式為
(3)設(shè)計一條由異戊二烯制得有機合成中
解析:本題是一道以有機物的制備、合成路線為核心載體進行命題的常考題型,著力考查利用題給信息,對信息進行選擇、提煉、加工和運用的能力。試題涉及有機物結(jié)構(gòu)的書寫、反應(yīng)類型的判斷和合成路線的設(shè)計,難度不大。為此,解答好這類問題的關(guān)鍵就是認(rèn)真讀題,仔細分析有機物的結(jié)構(gòu)、官能團的轉(zhuǎn)化,從中抓住產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、實驗現(xiàn)象、反應(yīng)類型這條主線,并結(jié)合試題中的設(shè)問來尋找解決問題的切人點。
(1)由題意可知,化合物X與異戊二烯的分子式相同,則X的分子式為CHo,X的不飽和度0=2;由X與Br,/CC1,發(fā)生加成反應(yīng)產(chǎn)物為3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,則X分子中存在碳碳三鍵,其結(jié)構(gòu)簡式為CH=CCH(CHg)z。
(2)A分子中存在碳碳三鍵,能與HO、X,、H,.HX等發(fā)生加成反應(yīng),與H,的加成反應(yīng)也屬于還原反應(yīng);能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而發(fā)生氧化反應(yīng);能發(fā)生加聚反應(yīng)(聚合反應(yīng))。A分子中存在羥基能發(fā)生取代反應(yīng)(酯化反應(yīng))和消去反應(yīng)。將A與異戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式對比可知,A首先與H,發(fā)生加成反應(yīng)生成H,C=CH-C(OH)(CH),再發(fā)生消去反應(yīng)即可得到異戊二烯,所以B的結(jié)構(gòu)簡式為H,CCH-C(OH)(CH)2。
(3)根據(jù)題意可知,CH=C(CH)CH=CH在一定條件下首先與HC發(fā)生加成反應(yīng)生成CH-C(CH)CHCHC;CH-C(CH)CHCHC在氫氧化鈉溶液、加熱條件下發(fā)生取代(水解)反應(yīng)生成CH,=C(CH)CH,CH,OH;CH,=C(CH)CH,CH,OH在催化劑、加熱條件下與H,發(fā)生加成反應(yīng)即可生成CH;CH(CH)CHCH,OH。
四、以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)為核心載體進行命題,其解決對策就是依據(jù)所涉及的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識為切入點
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是高考必考核心內(nèi)容之一,涵蓋必修模塊“化學(xué)2”和選修模塊“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的內(nèi)容。高考命題在原子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)方面涉及核外(價層)電子排布式或軌道表示式(電子排布圖),電離能、電負性的大小判斷等;在分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面涉及。鍵、兀鍵、分子極性、價層電子對數(shù)、孤電子對數(shù)、分子空間構(gòu)型和氫鍵的判斷與分析;在晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面涉及晶體熔沸點的比較、晶體類型的判斷、晶胞的有關(guān)配位數(shù)及其微粒計算等。解決這類問題的對策:(1)熟悉1~36號元素原子或離子的核外電子的排布(尤其是第四周期元素)。(2)熟悉元素電離能和電負性分別與元素性質(zhì)的關(guān)系。(3)知道各類化學(xué)鍵(含共價鍵的“三參數(shù)”、配位鍵等)與物質(zhì)組成、性質(zhì)的關(guān)系。(4)清楚分子間作用力、氫鍵與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系。(5)熟悉四類晶體的構(gòu)成微粒以及微粒間作用力與晶體性質(zhì)的關(guān)系。(6)清楚鍵的極性與分子極性的關(guān)系,雜化軌道“三類型”與簡單分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系等。認(rèn)真讀題,掌握“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”相關(guān)內(nèi)容,才可迅速找到解決問題的切入點。
例4碳及其化合物廣泛存在于自然界中,回答下列問題:
(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用形象化描述。在基態(tài)C原子中,核外存在對自旋相反的電子。
(2)碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是
(3)CS,分子中,共價鍵的類型有
原子的雜化軌道類型是
寫出兩個與
CS,具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子:
(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)g,該化合物熔點為253K,沸點為376K,其固體屬于晶體。
(5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖4所示:
①在石墨烯晶體中,每個C原子連接個六元環(huán),每個六元環(huán)占有個C原子。
②在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個C原子連接個六元環(huán),六元環(huán)中最多有個C原子在同一平面。
解析:本題涉及外電子運動狀態(tài)、化學(xué)鍵類型、雜化軌道的判斷、分子的空間構(gòu)型及晶體的結(jié)構(gòu)等相關(guān)知識,難度較大。
(1)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度可用電子云來描述;基態(tài)"C原子核外電子排布式為1s'2s'2p*,2個s軌道分別存在1對自旋相反的電子,2p軌道上的2個電子自旋方向相同。
(2)碳原子有4個價電子,且碳原子半徑較小,很難通過得電子或失電子形成穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu),在形成化合物時,通常通過共用電子對形成共價鍵,則鍵型以共價鍵為主。
(3)CS,與CO,互為等電子體,結(jié)構(gòu)式為S=C=S,分子中含2個。鍵、2個兀鍵,則碳原子采用sp雜化。與CS,互為等電子體的分子或離子,與其具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式,可用如下兩種方法尋找其等電子體,一是同主族替換,如CO,、COS,二是“左右移位、平衡電荷”,如SCN、OCN等。
(4)Fe(CO),的熔、沸點較低,符合分子晶體的性質(zhì),則Fe(CO)。固體屬于分子晶體。
(5)①由圖可知,石墨烯中每個碳被3個六元環(huán)所共有,每個六元環(huán)占有的碳原子數(shù)為6X3=2。②金剛石晶體中每個碳原子被12個環(huán)所共有。六元環(huán)呈船式或椅式結(jié)構(gòu),最多有4個原子共平面。
答案:(1)電子云2
(2)C有4個價電子,且碳原子半徑小,難以通過得電子或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)
(3)σ鍵和π鍵sp雜化COg、COS、SCN-、OCN等
(4)分子
(5)①32②124
例5鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?;卮鹣铝袉栴}:
(1)Zn原子核外電子排布式為
(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I(Zn)I(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是
(3)ZnF,具有較高的熔點(872。C),其化學(xué)鍵類型是;ZnF,不溶于有機溶劑而ZnCl,、ZnBrz、ZnI能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,原因是
(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO,)人藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO。中,陰離子空間構(gòu)型為
C原子的雜化形式為(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖5所示,這種堆積方式稱為___。六棱柱底邊邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為Na,Zn的密度為
g.cm-3
(列出計算式)。
解析:(1)Zn是第30號元素,所以核外電子排布式為【Ar】3d'4s*。
(2)Zn的第一電離能高于Cu的第一電離能,原因是Zn的核外電子排布已經(jīng)達到了每個能級都是全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以失電子
比較困難。同時也可以考慮到Zn最外層上是一對電子,而Cu的最外層是一個電子,Zn電離最外層一個電子還要拆開電子對,額外吸收能量。
(3)根據(jù)氟化鋅的熔點可以判斷其為離子化合物,所以一定存在離子鍵。作為離子化合物,氟化鋅在有機溶劑中應(yīng)該不溶,而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅都是共價化合物,分子的極性較小,能夠溶于乙醇等弱極性有機溶劑。
(4)碳酸鋅中的陰離子為CO,根據(jù)價層電子對互斥理論,其中心原子C的價電子
(5)由圖示可知,金屬Zn晶體中的原子堆積方式為六方最密堆積。為了計算方便,選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進行計算。六棱柱頂點的原子是6個六棱柱共用的,面心是兩個六棱柱共用,所以該六棱柱中的鋅原子為12X-+2x1+3=6個,所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為6X-g。該六棱柱的底面為正六邊形,邊長為acm,底面的面積為6個邊長為acm的正三角形面積之和,根據(jù)正三角形面積的計算公式,該底面的面積為6X
答案:(1)[Ar]3d'4s?(或1s'2s'2p'3s'3p3d'4s')
(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子
(3)離子鍵ZnF,為離子化合物,ZnCl,、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主,極性較小
(4)平面正三角形sp?
(責(zé)任編輯謝啟剛)