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文档简介
压轴题型一元素化合物综合应用[题型解读]无机综合应用题是高考常考的题型之一,它集元素化合物知识、基本概念、基本理论和化学计算等知识于一体,且试题结构紧凑、文字表述少、包含信息多。具有考查面广、综合性强、思维容量大的特点。这种题型能较好地考查考生的综合分析能力和逻辑推理能力。该类型试题层次分明,区分度高,其中无机推断题是一种重要形式,浓缩了元素及其化合物知识,此类试题具有极强的学科特色,题材广、可考查内容多和容易控制卷面难度的题型特点,因而成了高考命题中一种十分重要的命题形式。[题型剖析]【样题】(2023·天津理综,7)(14分)元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。a.原子半径和离子半径均减小b.金属性减弱,非金属性增强c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强d.单质的熔点降低(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为________,氧化性最弱的简单阳离子是________。(3)已知:化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/℃28002050714191工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是:______________________________;制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是:_____________________________________________________________________________________________________________。(4)晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:Si(粗)eq\o(→,\s\up7(Cl2),\s\do5(460℃))SiCl4eq\o(→,\s\up7(蒸馏))SiCl4(纯)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(1100℃))Si(纯)写出SiCl4的电子式:________________________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是________。a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。满分必备知识要点:(1)元素化合物性质直接应用:化学方程式与化学用语的规范书写(2)基本概念的全面渗透:元素周期律(表)中的“位、构、性”关系,氧化还原反应中的配平及计算等(3)化学反应原理交叉考查:涉及能量变化、电化学、化学平衡及水溶液中的离子平衡等。【规范答题】(1)b(2分)(2)氩(1分)Na+(或钠离子)(1分)(3)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本(2分)AlCl3是共价化合物,熔融态难导电(2分)(4)(1分)SiCl4(g)+2H2(g)eq\o(=,\s\up7(1100℃))Si(s)+4HCl(g)ΔH=+kJ·mol-1(2分)(5)b(2分)(6)4KClO3eq\o(=,\s\up7(400℃))KCl+3KClO4(2分)评分细则(1)多选得0分,写成“B”不得分(3)不说出熔点高低不得分,只答“MgO熔点”高扣1分,答“熔融状态下不电离,无自由移动离子”不扣分;不答出“共价化合物”不得分(4)不写出氯的外围电子不得分,不写条件不扣分,反应热错误不得分(5)多选得0分,写成“B”不得分(6)化学方程式不配平不得分,不写反应条件扣“1分”[解题技能]1.三大注意点元素化合物知识是中学化学的主干知识,要学好元素化合物知识,考生需注意以下几点:①回归教材,立足基础。②注重知识点之间的联系,形成知识网络,在“融会贯通”上下功夫。③反思纠正作业、练习和考试中出现的差错。2.解题程序一、抓元素,知性质在非金属元素中,以Cl、O、S、N、P、C、Si为重点。在金属元素中,以Na、Al、Fe、Cu为重点。其中Cl、N、S、Na、Al、Fe六种元素的单质及其化合物性质最典型、最重要,要重点掌握。二、明目的,知特性要熟悉含各元素的物质的一些特性,如含Fe3+的溶液遇KSCN溶液变红色,含Fe2+的溶液与碱溶液反应的特殊现象,Al、Al2O3、Al(OH)3的两性,NH3遇HCl、Cl2、HNO3产生白烟,NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝,SO2的漂白性等。三、会结合要学会将元素化合物知识与元素周期律、物质结构、氧化还原反应、中和滴定、化学反应速率、化学平衡、电化学等密切结合起来。四、结合题目信息作答将掌握的元素化合物知识与题目所给信息相结合,判断不同情况下框图中各字母代表的物质,进而结合物质的性质按要求回答问题。[新题速递]1.氯、碘的单质及其化合物在日常生活和生产中具有广泛的应用。请回答下列问题:(1)下列有关物质的应用与氧化还原反应无关的是________(填字母)。a.漂白粉用于环境消毒b.添加碘酸钾(KIO3)的食盐用于烹饪c.氯气用于自来水消毒d.“84”消毒液用于洗涤白衬衣上的污渍(2)ClO2是一种新型的自来水消毒剂,其制备方法有:反应Ⅰ:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2反应Ⅱ:2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2反应Ⅰ的氧化剂是________;若阿伏加德罗常数的值用NA表示,当消耗标准状况下LSO2时,反应Ⅱ中转移的电子数目为________;当生成等量的ClO2时,反应Ⅰ和反应Ⅱ消耗的还原剂的质量之比为________。(3)以碳化钨作氢电极催化剂,石墨作氯电极材料,盐酸作电解质溶液,可制成氢氯燃料电池,该燃料电池中发生还原反应一极的电极反应式为________,该燃料电池除输出电能外,还可生产出________产品。(4)沾有NaCl溶液的厨具、刀具等容易出现锈迹斑斑的现象,这种现象属于金属的电化学腐蚀。写出这种情况下金属腐蚀的正极反应式:___________________________________。(5)将一定量的Cl2通入到热的NaOH浓溶液中,发生的反应可表示如下:[(a+b+c)/2]Cl2+(a+b+c)NaOH=aNaCl+bNaClO+cNaClO3+[(a+b+c)/2]H2O实验测得发生上述反应消耗mol/L的NaOH溶液50mL。下列判断不正确的是________(填字母)。A.Cl2具有强氧化性,在该反应中只作氧化剂B.NaOH只起到碱的作用C.反应消耗molCl2D.关系式a=b+5c成立解析(1)具有强氧化性的物质作消毒剂、漂白剂,利用的就是其强氧化性,故a、c、d项不符合题意;含碘食盐中尽管含有价态较高的碘元素,但它不是作为氧化剂使用的,b项符合题意。(2)根据反应Ⅰ的化学方程式:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2可知,NaClO2中+3价的氯元素失去电子生成ClO2,Cl2得到电子生成Cl-,故氧化剂是Cl2;标准状况下LSO2即mol,其中S由+4价升高为+6价,故反应Ⅱ中转移的电子的物质的量为mol×2=mol;反应Ⅰ中的还原剂是NaClO2,反应Ⅱ中的还原剂是SO2,由两个化学方程式可知,生成等量的ClO2时,反应Ⅰ中消耗的NaClO2和反应Ⅱ中消耗的SO2的物质的量之比为2∶1,其质量之比为181∶64。(3)氢氯燃料电池中氢气作还原剂,发生氧化反应;氯气作氧化剂,发生还原反应,发生还原反应一极的电极反应式为Cl2+2e-=2Cl-,总反应为H2+Cl2=2HCl,故还可生产出盐酸。(4)NaCl溶液显中性,金属发生吸氧腐蚀,O2在正极得电子生成OH-。(5)该反应是Cl2的歧化反应,Cl2既是氧化剂,也是还原剂,选项A错误;NaOH完全转化为盐,在反应中只起到碱的作用,选项B正确;生成的三种盐中钠、氯元素原子个数之比均为1∶1,由消耗的NaOH的物质的量可知Na+总量为mol,故消耗Cl2的物质的量为mol,选项C正确;由得失电子守恒可知,关系式a=b+5c成立,选项D正确。答案(1)b(2)Cl2181∶64(3)Cl2+2e-=2Cl-盐酸(4)2H2O+O2+4e-=4OH-(5)A2.(2023·浙江理综,26)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为g·L-1。请回答下列问题:(1)甲的化学式是________;乙的电子式是________。(2)甲与水反应的化学方程式是____________________________________________。(3)气体丙与金属镁反应的产物是______(用化学式表示)。(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证之________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)(5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2,判断理由是________________________________________________________________________。解析设甲的化学式为AHn,n(H2)=eq\fL,L·mol-1)=molAHn=A+eq\f(n,2)H2M(A)+neq\f(n,2)gmol得M(A)=9n,讨论知当n=3时M(A)=27,符合题意,A为铝,Al(OH)3可溶于NaOH,则甲的化学式为AlH3。M(丙)=g·L-1×L·mol-1=28g·mol-1,所以丙是N2,则乙是NH3。(4)要证明Cu中是否含有Cu2O,根据提供的化学方程式,加非氧化性的酸,观察是否会生成蓝色溶液(因Cu不能与H+反应)。(5)在金属氢化物中氢为-1价,而在NH3中氢为+1价,二者接触有可能发生归中反应。答案(1)AlH3(2)AlH3+3H2O=Al(OH)3+3H2↑(3)Mg3N2(4)2NH3+3CuOeq\o(=,\s\up7(△))3Cu+N2+3H2O取产物加稀H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O(5)可能AlH3中的氢化合价为-1价,NH3中的氢为+1价,因而有可能发生氧化还原反应而产生氢气压轴题型二化学工艺流程分析[题型解读]工艺流程题是近几年高考的热考题型,工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干主要用流程图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设计成一系列问题,构成一道完整的化学试题。此类试题集综合性、真实性、开放性于一体,包含必要的操作名称、化工术语或文字说明,考查知识面广、综合性强、思维容量大。题干的呈现形式多为流程图、表格和图像;设问角度一般为操作措施、物质成分、化学反应、条件控制的原因和产率计算等,能力考查侧重于获取信息的能力、分析问题的能力、语言表达能力和计算能力;涉及到的化学知识有基本理论、元素化合物和实验基础知识等。[题型剖析]【样题】题头挖掘题头信息(2023·课标全国Ⅰ,27)(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)题干分析题干流程题尾知道题尾考查哪些问题(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式________________。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有________________________________________________(写出两条)。(2)利用________的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_________________________________________(写化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是________________________________。然后再调节溶液的pH约为5,目的是___________________________________________________。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为________。(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程__________________。【规范答题】(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2MgSO4+2H3BO3(3分)提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)(2)Fe3O4(1分)SiO2和CaSO4(1分)(3)将Fe2+氧化为Fe3+(1分)使Al3+和Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去(1分)(4)(七水)硫酸镁(1分)(5)(1分)(6)2H3BO3eq\o(=,\s\up7(△))B2O3+3H2OB2O3+3Mgeq\o(=,\s\up7(△))2B+3MgO(3分)评分细则(1)不配平不得分,漏写条件扣1分(2)简答每条1分,其他合理答案也给分(3)写名称不给分,多写此空判0分(4)写化学式不给分,出现白字不给分(5)漏写离子符号不给分(6)不配平不得分,漏写条件扣1分[解题技能]1.解题要点(1)审题要点:①了解生产目的、原料及产品②了解题目提供的信息③分析各步的反应条件、原理及物质成分④理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点(2)答题切入点:①原料及产品的分离提纯②生产目的及反应原理③生产要求及反应条件④有关产率、产量及组成的计算⑤绿色化学2.常用分离方法(1)洗涤(冰水、热水):洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗;(2)过滤(热滤或抽滤):分离难溶物和易溶物;(3)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质;(4)蒸发结晶:提取溶解度受温度影响较小的溶质;(5)冷却结晶:提取溶解度受温度影响较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等;(6)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物;(7)冷却法:利用气体易液化的特点分离气体。3.解题程序图示[新题速递]1.隐形飞机上吸收雷达波的涂料之一为锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图所示:已知:在该工艺条件下,①Fe3+、Zn2+、Mn2+完全形成氢氧化物沉淀时溶液的pH分别为、、;②Zn(OH)2在pH大于时开始溶解。请回答下列问题:(1)用稀硫酸酸浸时,为了提高浸出率可采取的措施有________________________________________________________________(任写一条)。(2)酸浸时,废旧锌锰电池中的二氧化锰被双氧水还原的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)加入NaOH溶液两次调节溶液pH的目的分别是________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(4)有同学认为该工艺流程中,水蒸气加热之前还缺少一个步骤,该步骤是________________________________________________________________________。(5)检测滤液成分后,加入一定量的MnSO4和铁粉的目的是________________________________________________________________________。(6)当x=时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成________。解析(1)加热、搅拌、增大H2SO4的浓度等措施均能提高反应速率,从而提高浸出率。(2)MnO2为氧化剂,H2O2为还原剂,H2SO4为酸性介质,反应生成MnSO4、O2、H2O:MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑+2H2O,将该化学方程式改写为离子方程式即可。(3)根据锰锌铁氧体的组成可知,其不含有SOeq\o\al(2-,4),所以需将反应所得的Mn2+、Zn2+、Fe3+与SOeq\o\al(2-,4)分离,第一次加入NaOH溶液调节pH至时,Zn2+、Fe3+能完全沉淀,同时生成的Zn(OH)2不溶解,过滤后,实现与SOeq\o\al(2-,4)的分离,过滤后的滤液中存在Mn2+,第二次加入NaOH溶液调节pH至时,Mn2+也完全沉淀,再经过滤实现与SOeq\o\al(2-,4)的分离。(4)过滤得到的滤渣会吸附一些杂质离子,需洗涤除去。(5)锰锌铁氧体要符合MnxZn1-xFe2O4的组成,检测滤液成分后,加入一定量的MnSO4和铁粉的目的就是调节滤液中Mn、Fe元素的含量,使各元素的配比符合锰锌铁氧体的组成。(6)当x=时,锰锌铁氧体的化学式为,即MnZn4Fe10O20,根据制备流程可知MnZn4Fe10O20中Mn为+2价,Zn为+2价,设Fe元素为+n价,则有:2+8+10n=40,解得n=3,则MnZn4Fe10O20用氧化物的形式表示为MnO·4ZnO·5Fe2O3。答案(1)加热(搅拌、增大硫酸浓度等)(2)MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O(3)使溶液中的Zn2+、Fe3+完全转化为氢氧化物沉淀,同时防止生成的Zn(OH)2溶解使溶液中的Mn2+完全转化为氢氧化物沉淀(4)洗涤(5)调节滤液中Mn、Fe元素的含量,使各元素的配比符合锰锌铁氧体的组成(6)MnO·4ZnO·5Fe2O32.(2023·江苏化学,16)以磷石膏(主要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SOeq\o\al(2-,4))随时间变化如图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式为________;能提高其转化速率的措施有________(填序号)。A.搅拌浆料B.加热浆料至100℃C.增大氨水浓度D.减小CO2通入速率(2)当清液pH接近时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为________和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)注意题目中的原料是磷石膏粉和氨水浆料。由图所示当pH>11时,溶液中的c(SOeq\o\al(2-,4))增大,说明有更多的SOeq\o\al(2-,4)生成,反应物为CaSO4、氨水、CO2,生成SOeq\o\al(2-,4),还有CaCO3,相当于氨水和CO2反应生成(NH4)2CO3,(NH4)2CO3和CaSO4生成(NH4)2SO4和CaCO3。A项,搅拌浆料,增大反应物的接触面积,加快反应速率,正确;B项,加热到100℃,氨水挥发、CO2溶解度减小,则生成的(NH4)2CO3的量减少,无法实现CaSO4转化为CaCO3,错误;C项,增大氨水浓度可以提高反应速率,正确;D项,减小CO2通入速率,则转化速率降低,错误。(2)当pH接近时,由图可知c(SOeq\o\al(2-,4))接近mol·L-1,溶液呈酸性,通入的CO2主要以NH4HCO3存在,故滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为SOeq\o\al(2-,4)和HCOeq\o\al(-,3)。可通过检验洗涤液中是否含有SOeq\o\al(2-,4)来判断沉淀是否洗涤完全。(3)温度升高,能促进NHeq\o\al(+,4)的水解,增大溶液酸性,促进固体中Ca2+的浸出。答案(1)CaSO4+2NH3·H2O+CO2=CaCO3+2NHeq\o\al(+,4)+SOeq\o\al(2-,4)+H2O或CaSO4+COeq\o\al(2-,3)=CaCO3+SOeq\o\al(2-,4)AC(2)SOeq\o\al(2-,4)HCOeq\o\al(-,3)取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明已洗涤完全(3)浸取液温度上升,溶液中c(H+)增大,促进固体中Ca2+浸出压轴题型三化学反应原理综合应用[题型解读]化学反应原理综合应用题是高考Ⅱ卷必考题型之一,问题设计上往往以组合题的形式出现,题目往往围绕一个主题,由多个小题组成,各小题具有一定的独立性,以考查不同的化学反应原理知识为主,有时还兼顾基本概念、元素化合物和简单计算等知识,题目往往还借助于图像、图表、数据等表达化学信息,试题综合性强,难度较大。[题型剖析]【样题】[2023·全国课标Ⅰ,28](15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式____________________________________________________。(2)已知:甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1=-kJ·mol-1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2=-kJ·mol-1乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3=+kJ·mol-1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH=________kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是___________________________________________。(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC2H4=1∶1)。①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。②图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为______________,理由是________________________________________________________________________。③气相直接水合法常用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃、压强MPa,nH2O∶nC2H4=∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有________、________。满分必备知识要点:化学反应速率:速率计算、影响因素及相关图像分析化学平衡:平衡状态判断、平衡影响因素及图像分析、平衡常数的理解和应用能量变化:利用盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式电化学:电化学原理及由信息书写电极反应电解质溶液:四大平衡常数的理解和应用、滴定图像分析及溶液中的粒子观【规范答题】(1)CH2=CH2+H2SO4(浓)=C2H5OSO3H,C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+H2SO4(2分)(2)-(2分)污染小,腐蚀性小等(2分)(3)①eq\f(p(C2H5OH),p(C2H4)·p(H2O))=eq\f(\f(20%np,2n-20%n),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(80%np,2n-20%n)))\s\up12(2))=eq\f(20×180,802×MPa)=(MPa)-1(3分)②p4>p3>p2>p1(2分)反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯转化率提高(2分)③将产物乙醇液化移去(1分)增加nH2O∶nC2H4比(1分)评分细则(1)每个化学方程式1分(2)漏掉“-”得0分,其他合理答案也给分(3)①不写计算过程不给分②写成“p1<p2<p3<p4”不给分,只要答出要点就给分③每一条1分,只要表述合理就给分[解题技能]1.四大得分技能(1)盖斯定律的应用:①书写:写出目标化学方程式(题目中要书写的热化学方程式),配平。②变形:为了将化学方程式相加得到目标热化学方程式,可将热化学方程式颠倒过来,反应热的量不变,但符号要相反。这样就不用再做减法运算了,实践证明热化学方程式相减时往往容易出错。③乘化学计量数:为了将热化学方程式相加得到目标热化学方程式,可将热化学方程式乘以某个数,反应热也要相应地乘。④做加法:上面的三个方面做好了,只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式,反应热也要相加。(2)化学平衡常数:①影响因素:化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关;②表达式:K=eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))。反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度可看作“1”而不代入公式;③关系:方程式①平衡常数为K1方程式②平衡常数为K2a.若方程式③与方程式①互为可逆反应,则K3=eq\f(1,K1)b.若方程式④=方程式①×2,则K4=Keq\o\al(2,1)c.若方程式⑤=方程式①+方程式②,则K5=K1×K2d.若方程式⑥=方程式①-方程式②,则K6=eq\f(K1,K2)(3)图像题解题方法:(4)电离平衡、水解平衡和溶解平衡题中应注意的问题:①书写电离平衡、水解平衡、溶解平衡方程式时要用可逆号连接。②分析离子的存在形式时要考虑弱酸、弱碱的电离和离子能否发生水解。③分析离子浓度大小时要考虑酸碱盐对水电离的影响。2.解题程序首先快速浏览全题,整体把握题目,明确知识考查背景,以及考查了哪方面的化学反应原理,产生总体印象;其次逐字逐句认真审题,深入思考,准确把握题目提供的条件及求解问题,充分探究题干、图表提供的信息以及问题中的隐含信息。结合条件、信息与问题,联系化学原理,分析推理解决问题;第三各个问题逐个突破,切不可因一个问题没有解决而放弃其他问题;第四认真作答,规范书写,把握答题要点切不可似是而非;最后认真检查再次突破搁置难点。[新题速递]年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤废气是造成雾霾天气的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。据此判断:①该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。②在T2温度下,0~2s内的平均反应速率v(N2)=________。③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-kJ/mol写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为________________________________________________________________________。③常温下,mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOO-平衡常数Kh=________。解析(1)①根据图像知,“先拐先平数值大”得T1>T2,升高温度,CO2的浓度降低,平衡向逆反应方向移动,说明正反应是放热反应。②先根据图像计算CO2的反应速率,v(CO2)=eq\f((-0)mol/L,2s)=mol/(L·s),同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,故v(N2)=mol/(L·s)。③催化剂接触面积越大反应速率越大,故T1、S2的曲线在T1、S1的下方,催化剂对化学平衡无影响,故T1、S2状态下,达到平衡时c(CO2)与T1、S1时相等。④反应达到平衡状态时,各物质的反应速率不再变化,a错误;该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,相当于升高温度,当温度不变时,化学平衡常数不变,b正确;由图像可知,CO2和NO物质的量相等时,该反应未达到平衡状态,c错误;反应达到平衡状态时,各物质的质量分数不再发生变化,d正确。(2)①将第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-kJ/mol。②催化剂b表面上CO2得电子和H+反应生成HCOOH,所以发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH。③常温下,mol/L的HCOONa溶液的pH为10,溶液中OH-浓度为10-4mol/L,则:Kh=eq\f(c(OH-)·c(HCOOH),c(HCOO-))=eq\f(10-4×10-4,=×10-7。答案(1)①放热②mol/(L·s)③④bd(2)①CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-kJ/mol②CO2+2H++2e-=HCOOH③×10-72.(2023·湖北八市联考)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。(1)已知拆开1molH2、1molO2和液态水中1molO—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436kJ、496kJ和462kJ;CH3OH(g)的燃烧热为627kJ·mol-1。则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=________kJ·mol-1(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)①该反应平衡常数表达式K=_______________________________________________。②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。③某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,当下列物理量不再发生变化时,能表明上述可逆反应达到化学平衡的是________。A.二氧化碳的浓度B.容器中的压强C.气体的密度D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比(3)向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时,则溶液中c(COeq\o\al(2-,3))=________。[已知:Ksp(CaCO3)=×10-9]解析(1)由题意可写出下列两个热化学方程式:①CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-627kJ·mol-1,②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=-240kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,由②×3-①可得:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=-93kJ·mol-1。(2)①由平衡常数的定义可知,K=c(CH3OCH3)/[c2(CO2)×c6(H2)];②由图可知在一定压强下,投料比相同时,随着温度的升高,CO2的转化率逐渐降低,说明温度升高,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,则ΔH<0;化学平衡常数只与温度有关,改变反应投料比[n(H2)/n(CO2)],则K不变;③根据反应2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)的特点,可知一定温度下,容器体积一定时二氧化碳的浓度、容器中的压强、气体的密度发生改变时化学平衡一定发生移动,CH3OCH3与H2O均为生成物,根据其化学计量数可知,无论化学反应平衡与否两者的物质的量之比均不发生改变,故A、B、C三项可作为化学平衡的标志。(3)当溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol/L时可认为溶液中的Ca2+刚好完全沉淀,则此时溶液中c(COeq\o\al(2-,3))=eq\f(Ksp(CaCO3),c(Ca2+))=eq\f×10-9,1×10-5)mol·L-1=×10-4mol·L-1。答案(1)-93(2)①c(CH3OCH3)/[c2(CO2)×c6(H2)]②<不变③ABC(3)×10-4mol/L压轴题型四化学实验综合应用[题型解读]综合实验是历年高考命题的热点,主要以物质的制备,物质在生产中的回收利用,物质的性质探究为主进行设计。这类实验题综合性较强,一般难度较大,近几年此类题目常将定性实验与定量实验相结合,并且注重学生的实验操作能力的培养和创新能力的提高,是对学生综合能力进行考查的优秀试题。[题型剖析]【样题】(2023·江苏化学,19)(15分)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为________________________________________________________________________,将制备的Cl2通过装置B可除去________________(填化学式)。(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0℃~5℃进行,实验中可采取的措施是________、________。(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为________。(4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,________________________________________(实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。【规范答题】(1)2MnOeq\o\al(-,4)+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(3分)HCl(2分)(2)缓慢滴加盐酸(2分)装置C加冰水浴(2分)(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中(2分)(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥(4分)评分细则(1)写化学方程式不得分,漏“↑”扣1分(2)写名称不得分(3)滴加顺序错误不得分漏关键词“搅拌”“缓慢”扣1分(4)漏用所给试剂和仪器及关键词酌情扣分[解题技能]1.综合实验题的解题要点(1)细心审题是关键:目的、原理要画出。(2)认真分析是核心:①原理分析;②材料分析;③变量分析;④结果分析。(3)正确表达是保障:大多数学生有正确的实验思路,就是拿不到满分,常见的情况有三种:①会而不对:考虑不全或书写不准,导致最后答案是错的。②对而不全:思路大致正确,但丢三落四或遗漏某一答案或讨论不够完备或以偏概全或出现错别字。③全而不精:虽面面俱到,但语言不到位,答不到点子上。因此我们在表达过程中一定要做到条理清晰,表述规范。2.解题程序(1)巧审题:明确实验的目的和原理。看清题中的实验目的,明确思维的方向;把握实验原理,掌握解题的核心。(2)思过程:明确操作顺序和数据处理。根据实验原理,确定实验过程,掌握实验操作的方法步骤,把握实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。对于定量实验,应分析要测定的数据,根据实验原理选择合适的数据进行计算。(3)读图表:明确实验装置和图表的作用。综合性实验题中通过图表提供信息,思维容量大。在思考过程中,应认真分析表中数据特点和实验装置的作用,并结合实验目的和原理,正确析题。(4)细分析:得出正确实验结论。实验现象(或数据)是实验原理的外部表现。在分析实验现象(或数据)的过程中,要善于找出影响实验成败关键以及产生误差的原因,确定合适的实验条件或从有关数据中归纳总结得到规律,绘制变化曲线等。[新题速递]1.某些资料表明:NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑,他们从理论上分析Na2O2和NO2都有氧化性,但据化合价升降原则提出如下假设:假设Ⅰ.Na2O2氧化NO2。假设Ⅱ.NO2氧化Na2O2。请回答下列问题:(1)甲同学设计如图1所示实验装置:①试管A中反应的离子方程式是_______________________________________________。②待试管B中收集满气体,向试管B中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃。甲同学据此认为假设Ⅱ正确;乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,应在A、B之间增加一个装置,该装置的作用是____________________________________________。③乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃。得出结论:假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)丙同学认为NO易与O2发生反应,应更易被Na2O2氧化,查阅资料知:i)2NO+Na2O2=2NaNO2;ii)6NaNO2+3H2SO4=3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O;iii)酸性条件下,NO或NOeq\o\al(-,2)都能与MnOeq\o\al(-,4)反应生成NOeq\o\al(-,3)和Mn2+。丙同学用图2所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应:①b装置中观察到的主要现象是________________,f装置的作用是________________。②在反应前,先打开弹簧夹,通入一段时间N2,其目的是________________________________________________________________________。③充分反应后,检验d装置中发生反应的实验是_____________________________________________________________________________________________________。解析(1)①浓硝酸与铜反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,注意改写为离子方程式时,浓硝酸拆写为离子形式。②铜与浓HNO3反应产生的NO2会带出水蒸气,而H2O和Na2O2作用生成O2,对实验产生干扰,故需要在A、B之间增加一个干燥装置。③对乙同学的实验,根据实验现象可判断NO2与Na2O2反应无O2产生,不难写出反应的化学方程式为Na2O2+2NO2=2NaNO3。(2)①丙同学的实验中,a装置中生成的NO2在b装置中与水反应生成HNO3,铜在形成的稀硝酸中溶解,其现象为铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色,有气泡产生。在实验过程中可能有部分NO没有完全反应,NO有毒,不能排放到空气中,应用酸性高锰酸钾溶液吸收。②由于NO易与空气中的O2反应生成NO2,对反应造成干扰,为避免干扰,在反应前应通入一段时间N2以排净装置内的空气。③依据反应情况,d装置中的产物可能是NaNO2,也可能是NaNO3,鉴别两者可根据信息ⅱ,将其酸化,若产生无色气体,遇到空气变为红棕色,则产物是NaNO2,反之为NaNO3。答案(1)①Cu+4H++2NOeq\o\al(-,3)=Cu2++2NO2↑+2H2O②除去生成的NO2中混有的水蒸气③Na2O2+2NO2=2NaNO3(2)①铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色,有气泡产生吸收未反应的NO②将装置中的空气排出③取d装置中产物少许,加入稀硫酸,若产生无色气体,遇到空气变为红棕色,则产物是NaNO2,反之为NaNO32.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。Ⅰ.[查阅资料](1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。Ⅱ.[制备产品]实验装置如图所示(省略夹持装置)实验步骤:(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是________;E中的试剂是________(选填下列字母编号)。A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。Ⅲ.[探究与反思](1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,__________________________________________________,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是_______________________________________________________。(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过________方法提纯。答案Ⅱ.(1)①分液漏斗②B(3)蒸发Ⅲ.(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl(2)先向A中烧瓶滴加浓H2SO4,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液(3)重结晶压轴题型五物质结构与性质[题型解读]物质结构与性质综合题是高考选做题目,考查内容主要涉及核外电子排布式、电离能和电负性、σ键和π键个数、轨道杂化方式判断、常见晶体类型、熔沸点比较以及晶胞数目计算等。试题中所设计的几个问题往往相对独立,但所考查内容却是上述知识点的综合应用,试题整体难度不大。[题型剖析]【样题】(2023·海南卷19Ⅱ)(14分)钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:(1)钒在元素周期表中的位置为________,其价层电子排布图为________。(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为________、________。(3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是________对,分子的立体构型为________;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为________;该结构中S—O键键长有两类,一类键长约140pm,另一类键长约160pm,较短的键为________(填图2中字母),该分子中含有________个σ键。(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为________;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为________________________________________________________________________。【规范答题】(1)第四周期ⅤB族(1分)(2)4(1分)2(1分)(3)2V形sp2杂化sp3杂化a12(每空1分)(4)正四面体形(1分)NaVO3(2分)评分细则(1)写成Ⅴ副族或漏写B不得分(2)写成3d34s2不得分(4)只写四面体不给分[解题技能]1.三大技能(1)σ键与π键的判断规律一般是共价单键是σ键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和2个π键。(2)杂化类型确定①确定分子中中心原子的孤电子对数,如CO2分子中的中心原子为C,其孤电子对数为0。②确定中心原子结合的原子数:如CO2分子中C原子所结合的O原子数为2。③杂化轨道数=中心原子孤电子对数+中心原子结合的原子数:如CO2分子中,杂化轨道数为2。④杂化轨道数为2则是sp杂化;为3则是sp2杂化;为4则是sp3杂化。所以CO2分子中为sp杂化。(3)关于晶胞结构的计算①通过eq\f(M,NA)可以计算一个微粒的质量。②结合分摊法得出每个晶胞的组成,利用ρ=eq\f(m,V),可以进行物质密度、原子半径等之间的计算。2.物质结构试题解答的能力培养(1)知识网络化、系统化。知识点多,内容丰富,需要把知识点网络化、系统化,有序储备,练习中注重规律总结。(2)一条主线,完善框架。微粒内部(原子和元素的性质)→微粒之间的相互作用(化学键、分子间作用力、氢键与分子的性质)→物质的聚集状态(晶体结构和物质的性质)。3.解题程序(1)快速浏览,确定题目考查的知识点是哪些。①阅读题目,明确题目已经提供的信息,找出已知与待确定的量之间的联系;②分析题目中的图表,明确图中各质点间的关系或坐标图中某些量的变化。(2)仔细审读,关注关键点即“题眼”。(3)逐一审察,合理答题。①分析每小题的知识点,回想已有知识或规律;②注意问题的表达,注意书写的规范性。[新题速递]1.第ⅤA族元素及其化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题:(1)基态砷原子的核外电子排布式为____________________________________________,其基态原子的前10个电离能数据中,相邻两个电离能数据相差最大的是________________。(2)N、P、As三种元素的最常见氢化物的沸点由高到低的顺序为________________,高纯度砷可用于生产具有“半导体贵族”之称的新型半导体材料GaAs,在GaAs晶体中,Ga、As原子最外层均达到8电子稳定结构,则GaAs晶体中砷的配位数为________________________________________________________________________。(3)对硝基苯酚水合物是一种具有特殊功能的物质,其结构简式为①该物质的晶体中肯定不存在的作用力是______________________________________a.氢键 b.极性键 c.范德华力d.离子键 e.σ键②已知—NO2是吸电子基团,据此判断相同温度下其电离平衡常数K1,与苯酚()的电离平衡常数K2的相对大小________________。(4)科学家将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SOeq\o\al(2-,4)互为等电子体,则该阴离子的化学式是________________。(5)多聚磷酸钠是一种高品质的海产品添加剂,多聚磷酸钠是由Na+与多聚磷酸根离子组成的,多聚磷酸根是由多个磷氧四面体通过共用顶角氧原子成直链状而连接起来的,该酸根的组成可表示如下:①磷原子的杂化类型为________________。②多聚磷酸钠(设含有n个磷原子)的组成通式可表示为________________。解析(1)基态砷原子有5个价电子,故第五电离能与第六电离能相差较大。(2)NH3分子间能形成氢键,PH3、AsH3分子间不能形成氢键,PH3的相对分子质量比AsH3的小,分子间作用力较小,故沸点的高低顺序为NH3>AsH3>PH3。由晶体中镓、砷原子最外层电子数知,镓与砷之间形成了四个共价键(其中有一个为配位键),晶体中每个砷原子与四个镓原子成键,故配位数为4。(3)①由对硝基苯酚水合物的组成知其晶体为分子晶体,酚羟基、结晶水可形成氢键,不同分子间存在范德华力,氧与氢原子间形成的化学键是极性键,也是σ键,不存在离子键。②由于—NO2有吸电子能力,导致苯环上电子移向硝基,进一步导致—OH中氧与氢间的共用电子对偏向氧,使O—H键极性增强,更易电离出H+,酸性增强。(4)根据等电子体原理可知,该离子的化学式为NOeq\o\al(3-,4)。(5)①磷原子形成了四个σ键,故为sp3杂化。②由给出的多聚磷酸根结构式知,含有n个磷原子,相当于是n个磷酸根离子中去掉了(n-1)个氧原子,所带电荷为-2×(3n+1)+5n=-(n+2),由化合价规则知多聚磷酸钠的组成为Nan+2PnO3n+1。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3第五电离能、第六电离能(2)NH3>AsH3>PH34(3)①d②K1>K2(4)NOeq\o\al(3-,4)(5)①sp3②Nan+2PnO3n+12.早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成,回答下列问题:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有个________个未成对电子。Fe3+的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为________。(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为__________,1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________,乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是________________________________。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有________个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=nm,晶胞中铝原子的配位数为________。列式表示Al单质的密度________g·cm-3(不必计算出结果)。答案(1)X射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)12eq\f(4×27,×1023×(×10-7)3)压轴题型六新信息、新情境下的有机合成与推断[题型解读]有机合成与推断题是对常见有机物的结构、性质及转化关系的综合性考查,是高考的重要题型,涉及的考点主要有有机物官能团的结构与性质、有机反应类型的判断、有机物结构的推断、同分异构体的书写与判断、有机化学反应方程式的书写,有的还涉及有机物合成路线的设计等,此类题目综合性大、情境新、难度较大、大多以框图转化关系形式呈现,并提供一定的物质结构、性质、反应信息,主要考查学生的综合分析问题和解决问题的能力,获取信息、整合信息和对知识的迁移应用能力。[题型剖析]【样题】(2023·北京理综,25)(17分)“张烯炔环异构化反应”被《NameReactions》收录,该反应可高效构筑五元环状化合物:(R、R′、R″表示氢、烷基或芳基)合成五元环有机化合物J的路线如下:已知:(1)A属于炔烃,其结构简式是________________。(2)B由碳、氢、氧三种元素组成,相对分子质量是30。B的结构简式是________________。(3)C、D含有相同的官能团,C是芳香族化合物。E中含有的官能团是________________。(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________________,试剂b是________。(5)M和N均为不饱和醇。M的结构简式是________。(6)N为顺式结构,写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式________________________________________________________________________。【规范答题】(1)CH3—CCH(2分)(2)HCHO(2分)(3)碳碳双键和醛基(2分)(4)NaOH醇溶液(2分)(5)CH3—CC—CH2OH(3分)(6)评分细则(1)不写出“—C≡C—”不得分;漏写H不得分(2)写分子式不给分,写成也给分(3)只写“双键”扣1分(4)写成“NaOH溶液”不给分(6)漏写条件扣1分;漏写“H2O”不给分[解题技能]1.三大技能(1)含有官能团的化合物的命名①定母体:根据化合物分子中的官能团确定母体。卤代烃的母体则为卤某烷;含醇羟基、醛基、羧基的化合物分别以醇、醛、酸为母体。②定主链:以含有尽可能多官能团的最长碳链为主链。③编号:卤代烃和醇编号时,从离—X和—OH近的碳原子编号;醛和羧酸在编号时从醛基和羧基碳原子开始编号。(2)巧用不饱和度几种官能团的不饱和度官能团不饱和度官能团不饱和度一个碳碳双键1一个碳环1一个碳碳三键2一个苯环4一个羰基(酮基、羧基、醛基)1一个氰基(—CN)2(3)同分异构体书写规律①一般书写顺序:官能团异构→碳链异构→官能团位置异构。②碳链异构的书写方法:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边;苯环上取代基排布分对、邻、间。③记住两种烃基同分异构体数目:丙基2种、丁基4种(4)酯的同分异构体先写出酯基,把剩余碳原子分配在酯基两边。碳原子数较多时考虑烃基的异构。2.解题程序图示[新题速递]1.醛在催化剂作用下,与具有活泼α氢原子的化合物缩合的反应可表示为化合物Ⅱ可以由以下合成路线获得:请回答下列问题:(1)Ⅲ的结构简式为________________;Ⅰ中官能团名称为________________。(2)化合物Ⅳ与浓硫酸加热反应生成一种环状化合物的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)写出反应①的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________。(4)化合物Ⅰ的一种同分异构体Ⅴ符合以下条件:①能发生银镜反应②酯类③核磁共振氢谱显示存在4个峰,峰面积之比为1∶2∶2∶3,则V的结构简式为________________。(5)与Ⅱ也能发生类似于Ⅰ与Ⅱ的反应,则生成物的结构简式为________________________________________________________________________。解析(1)由反应①、②可以推断出Ⅲ的结构简式为CH2ClCH2COOH。Ⅰ中官能团为羟基、醛基。(2)化合物Ⅳ与浓硫酸加热,发生酯化反应,生成和H2O。(3)反应①的化学方程式为CH2ClCH2COOH+2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH2OHCH2COONa+NaCl+H2O。(4)根据①、②,可知Ⅴ属于甲酸酯类,根据③,可知V分子中有4种类型的氢原子,个数比为1∶2∶2∶3,故Ⅴ的结构简式为。(5)根据Ⅰ与Ⅱ的已知反应类推出产物的结构简式。答案(1)CH2ClCH2COOH羟基、醛基(2)CH2OHCH2COOH+H2O(3)CH2ClCH2COOH+2NaOHeq\o(→,\s\up7(水),\s\do5(△))CH2OHCH2COONa+NaCl+H2O(4)(5)2.(2023·海南化学,18)Ⅰ.下列有机物的命名错误的是()A.1,2,4-三甲苯B.3-甲基戊烯C.2-甲基-1-丙醇D.1,3-二溴丙烷Ⅱ.芳香化合物A可进行如下转化:回答下列问题:(1)B的化学名称为__________________________________________________________。(2)由C合成涤纶的化学方程式为_____________________________________________。(3)E的苯环上一氯代物仅有两种,E的结构简式为________________________________________________________________________。(4)写出A所有可能的结构简式_______________________________________________。(5)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。①核磁共振氢谱显示苯环上仅有两种氢②可发生银镜反应和水解反应解析Ⅰ.A项正确;B项物质的名称为3-甲基-1-戊烯;C项物质的名称为2-丁醇;D项正确。Ⅱ.根据题给流程和信息推断B为CH3COONa,C为HOCH2CH2OH。(1)B为CH3COONa,化学名称为醋酸钠。(2)乙二醇与对苯二甲酸发生缩聚反应生成涤纶,根据缩聚反应规律可写出化学方程式。(3)由E的苯环上一氯代物仅有两种,可知E为对羟基苯甲酸,结构简式为,则D为。(4)A的结构为苯环上连接CH3COO—和—COOCH2CH2OH两个基团,有邻、间、对3种结构,结构简式分别为、、。(5)由条件①核磁共振氢谱显示苯环上仅有两种氢,可知苯环上有两个支链且处于对位,②可发生银镜反应和水解反应,说明E的同分异构体为甲酸酯类,E的同分异构体的结构简式为。答案Ⅰ.BCⅡ.(1)醋酸钠(或乙酸钠)(2)+nHOCH2CH2OHeq\o(→,\s\up7(催化剂))+(2n-1)H2O(3)(4)、、(5)
第一部分高考能力解读考纲三大能力解读一、高考档案化学学科考试,为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,以能力测试为主导,将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学学科素养。化学学科命题注重检测自主学习的能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进学生在知识和技能、过程和方法、情感、态度和价值观等方面的全面发展。二、能力解读eq\a\vs4\al\co1(接受、吸收、整合化学信息的能力)能够对中学化学基础知识融会贯通,有正确复述、再现、辨认的能力。【印证1】答案A【能力培训】这类题目包含概念的理解、生活现象的剖析、元素化合物知识的运用等。这类选择题的四个选项之间往往没有太大联系,审题时应注意逐项审核,各个击破,从而获得正确答案。【巩固练1】下列说法不正确的是()A.宏观物质对外不显电性,是因为组成它们的微观粒子都是电中性的原子或分子B.利用化学反应,我们可以制造出新的分子,但不能制造出新原子C.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染D.可通过加水吸收后再用半透膜渗析的方法分离微粒(大气中直径小于或等于μm的颗粒物)与可溶性吸附物解析A项,组成宏观物质的微观粒子有原子、分子,还有离子、电子等,离子、电子带电荷,但宏观物质中所带正负电荷通常相等,所以显电中性,错误。答案A能够通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察,以及对自然界、社会、生产、生活中的化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,并进行初步加工、吸收、有序存储的能力。【印证2】A.反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)的ΔS>0、ΔH<0B.体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ)D.逆反应速率v逆:v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ)答案BC【巩固练2】汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为
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