1、素养立意解读高考试题中的化学学科素养 【高考中的化学学科素养立意解读】化学学科素养主要是指对必要化学知识的掌握、化学科学的思维方式、对化学科学的理解、科学态度和价值观以及运用化学知识和方法解决问题的意识和能力。在新的“高中化学课程标准”中提出了以下五大化学核心素养:【宏观辨识与微观探析】能通过观察、辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象,初步掌握物质及其变化的分类方法,并能运用符号表征物质及其变化;能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念;能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。热点一 基本生活常识及基本标志的判
2、断 1 (2016 年天津理综,1)根据所给的信息和标志,判断下列说法错误的是()。A B C D 神农本草经记载,麻黄能“止咳逆上气”碳酸氢钠药片 古代中国人已用麻黄治疗咳嗽 该药是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效 看到有该标志的丢弃物,应远离并报警 贴有该标志的物品是可回收物 根据题意叙述可判断 A 项正确;碳酸氢钠会与酸发生反应,可以作为抗酸药,但是服用时喝醋,醋会与碳酸氢钠反应使药效降低,故B 项错误;为放射性标志,看到有该标志的丢弃物应远离并报警,故C 项正确;为可回收物标志,故 D 项正确。B 【变式训练】化学与生活、社会发展息息相关,下列说法不正确的是()。A.“霾尘积聚难见路人”
3、,雾霾所形成的气溶胶具有丁达尔效应 B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应 C.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化 D.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,“剂钢”指的是铁与碳的合金 雾霾所形成的气溶胶属于胶体,胶体都具有丁达尔效应,A 项正确;铁活泼性强于铜,铁置换铜属于湿法炼铜,该过程发生了置换反应,B 项正确;青蒿素的提取方法是低温萃取,没有新物质生成,属于物理变化,C 项错误;铁中含碳量越高,硬度越大,含碳量越少,韧性越强,“剂钢”是指铁与碳的合金,D 项正确。C 热点二 化学变化类型的判断 2 (2016 年上海,10
4、)一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中 和 代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是()。A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应 C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应 根据图示可知,反应物是一种,生成物是两种,该反应属于分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应(如 2H2O22H2O+O2)是放热反应,A 项错误、D 项正确;图示显示有一部分反应物未参加反应,该反应属于可逆反应,B 项正确;从反应后的产物看,有单质生成,故该反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C 项正确。A 【变式训练】(2016 年四川理综,1)化学与生产和生活密切相
5、关。下列过程中没有发生化学变化的是()。A.氯气作水的杀菌消毒剂 B.硅胶作袋装食品的干燥剂 C.二氧化硫作纸浆的漂白剂 D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸有强氧化性,从而能够杀菌消毒,发生化学变化,A 项不符合题意;硅胶能吸水,故可作干燥剂,而吸水时没有发生化学变化,B 项符合题意;二氧化硫具有漂白性是其可与有色物质反应生成无色物质的缘故,发生化学变化,C 项不符合题意;肥皂水显碱性,与蚊虫叮咬处释放的酸发生中和反应,发生化学变化,D 项不符合题意。B 【变化观念与平衡思想】能认识物质是在不断运动的,物质的变化是有条件的;能从内因和外因、量变与质变等方面较全
6、面地分析物质的化学变化,关注化学变化中的能量转化;能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究,逐步揭示各类变化的特征和规律;能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察、分析化学反应,预测在一定条件某种物质可能发生的化学变化。热点一 化学反应速率及影响因素的考查 1 (2016 年北京理综,8)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是()。A.抗氧化剂 B.调味剂 C.着色剂 D.增稠剂 食品添加剂中添加抗氧化剂,目的是减慢食品被氧化的速率,A 项正确;调味剂的主要作用是补充、增强或增加食品的味道,与反应速率无关,B 项错误;着色剂是以食品着色为主要目的,与反应速率无关,C 项错误;增稠
7、剂的主要作用是将液体、浆状食品形成特定形态,与反应速率无关,D 项错误。A 【变式训练】下列关于化学反应速率及其影响因素的说法不正确的是()。A.反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素 B.光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 C.决定化学反应速率的主要因素是浓度 D.增大浓度、加热、加压或使用催化剂,都是加快反应速率的方法 反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素,如钠能和冷水反应,而铜和热水也不反应,故 A 项正确;有些反应在光照条件下可发生,如 HClO 的分解,则光是影响某些化学反应速率的外界条件之一,故B 项正确;决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,故 C 项错误;增大
8、浓度、加热、加压或使用催化剂,可增大单位体积活化分子数目,使反应速率加快,故 D 项正确。C 热点二 化学平衡的相关考查 2 (2016 年全国理综,27)丙烯腈(CH2 CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题:(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)H=-515 kJmol-1 C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)H=-35
9、3 kJmol-1 两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是 ;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是 。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为 460。低于 460 时,丙烯腈的产率 (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是 ;高于460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)。A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大 (3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)n(丙烯)约为 ,理由是 。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为 。
10、(1)由题意可知,反应、都是放热反应,反应、分别放出 515 kJ 和 353 kJ 热量,两反应均符合化学反应自发进行的焓判据;反应的正反应是气体体积增大的放热反应,由勒夏特列原理可知,降温、减压均能使反应的化学平衡向正反应方向移动,提高丙烯腈的平衡产率;催化剂具有高度的专一性,因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂,而非温度、压强。(2)反应的正反应是放热反应,如果已经达到化学平衡状态,当投料、压强、浓度等变量不变时,升温能使平衡左移,丙烯腈的产率逐渐减小,由图可知,低于 460 时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率,温度高于 460 时,催化剂活性可能降低,导致丙烯腈产率降低,A
11、 项正确;反应的正反应是放热反应,升温使平衡逆向移动,平衡常数逐渐变小,B 项错误;温度高于 460 时,副反应进行程度可能变大,反应进行程度变小,导致丙烯腈的产率降低,C 项正确;反应活化能与催化剂有关,与温度、压强、浓度等无关,升 高温度,不能使反应活化能改变,D 项错误。(3)由图可知,最佳n(氨)n(丙烯)约为 1,因为该比例下丙烯腈的产率最高,而副产物丙烯醛的产率最低。由反应的热化学方程式可知,进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为 11.51,空气中氧气的体积分数约为15(氮气约占45),则进料气中氨、空气、丙烯的理论体积比约为 11.515 1=17.51。(1)两个反应均为
12、放热量大的反应;降低温度、降低压强;催化剂(2)不是;该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低;AC(3)1;该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低;17.51 【变式训练】(1)(2016 年全国理综,27 节选)煤燃烧排放的烟气含有 SO2和 NOx,形成酸雨、污染大气,采用 NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中 SO2和 NO 的平衡分压 pe如图所示。由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均 (填“增大”“不变”或“减小”)。反应 ClO2-+2SO32-2SO42-+Cl-的平衡
13、常数 K 表达式为 。(2)(2016 年天津理综,10 节选)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)Hv(吸氢)(3)(2016 年江苏,15)一定温度下,在 3 个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容器中反应 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是()。容器 温度/K 物质的起始浓度/molL-1 物质的平衡浓 度/molL-1 c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)400 0.20 0.10 0 0.080 400 0.40 0.20 0 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应放热 B.达
14、到平衡时,容器中反应物转化率比容器中的大 C.达到平衡时,容器中 c(H2)大于容器中 c(H2)的两倍 D.达到平衡时,容器中的反应速率比容器中的大 (1)由图可知,反应温度升高,SO2和 NO 的-lgpe都减小,则pe 增大,说明平衡向逆反应方向进行,故平衡常数减小。反应ClO2-+2SO32-2SO42-+Cl-的平衡常数 K=c2(SO42-)c(Cl-)c2(SO32-)c(ClO2-)。(2)该反应达到平衡状态时气体的量不变(只有氢气为气体),故压强不变,a 项正确;由于该反应为可逆反应,反应物不能完全转化,要吸收y mol 氢气,需要的 MHx的物质的量要大于 1 mol,故
15、b 项错误;平衡常数只与温度有关,该反应为放热反应,降温,平衡右移,平衡常数增大,故 c项正确;向平衡体系中通入氢气,平衡右移,则 v(吸氢)v(放氢),故 d 项错误。(3)反应和的投料比是等效的,平衡时,500 条件下 CH3OH 的浓度比 400 的小,说明反应升温后,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,A 项正确;反应相当于两份反应,压强增大,该反应平衡正向移动,故容器中反应物的转化率大,B 项错误;由表中数据知,达平衡时,求得中 c(H2)=0.04 molL-1,可推知中,c(H2)0.08 molL-1,计算出中c(H2)=0.15 molL-1,C 项错误;容器、中物质的浓度等效
16、,但是中的温度高,所以中无论是正反应速率还是逆反应速率均增大,D 项正确。(1)减小 c2(SO42-)c(Cl-)c2(SO32-)c(ClO2-)(2)ac(3)AD 热点三 电离平衡的考查 3 (2016 年全国卷,27)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4-(绿色)、Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题:(1)Cr3+与 Al3+的化学性质相似,在 Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入 NaOH 溶液直至过量,可观察到的现象是 。(2)CrO42-和 Cr2O72-在溶液中可相互转化。室温下,
17、初始浓度为 1.0 molL-1的 Na2CrO4溶液中 c(Cr2O72-)随 c(H+)的变化如图所示。用离子方程式表示 Na2CrO4溶液中的转化反应 。由图可知,溶液酸性增大,CrO42-的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据 A 点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 。升高温度,溶液中 CrO42-的平衡转化率减小,则该反应的H 0(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)在化学分析中采用 K2CrO4为指示剂,以 AgNO3标准溶液滴定溶液中的 Cl-,利用 Ag+与 CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中 Cl-恰好完全沉淀(浓度等于 1.010-5
18、molL-1)时,溶液中 c(Ag+)为 molL-1,此时溶液中 c(CrO42-)等于 molL-1。(已知 Ag2CrO4、AgCl 的 Ksp分别为 2.010-12和 2.010-10)(4)+6 价铬的化合物毒性较大,常用 NaHSO3将废液中的 Cr2O72-还原成 Cr3+,该反应的离子方程式为 。(1)根据 Cr3+与 Al3+的化学性质相似,可知蓝紫色的 Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入 NaOH 溶液,要先生成灰蓝色的 Cr(OH)3沉淀,当 NaOH 溶液过量时,Cr(OH)3溶解得到含有 NaCr(OH)4的绿色溶液。(2)从图像中可看出在酸性条件下 CrO42-可转
19、化为 Cr2O72-,对应的离子反应为 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。从图像中可看出溶液中 c(H+)越大,即酸性越强时,CrO42-的平衡转化率越大,A点对应 c(H+)=1.010-7 molL-1,溶液中 c(Cr2O72-)=0.25 molL-1,则平衡时溶液中 c(CrO42-)=1.0 molL-1-2c(Cr2O72-)=0.5 molL-1,则根据中反应可求出A 点对应的平衡常数 K=0.250.52(1.010-7)2=1.01014。升温时,CrO42-的平衡转化率减小,说明升温平衡逆向移动,则该反应H1 D.向 AgCl、AgBr 的饱和溶液中加入少量
20、AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不变(3)(2016 年海南,5)向含有 MgCO3固体的溶液中滴加少许浓盐酸(忽略体积变化),下列数值变小的是()。A.c(CO32-)B.c(Mg2+)C.c(H+)D.Ksp(MgCO3)(4)(2016 年上海,9)向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是()。A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液 (1)由题给信息可知,N2H4+H+N25+的 K=(25+)(24)(+)=8.7107,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14,联氨在水溶液中的第一步电离平衡为N2H4+H2ON25+OH-,其电离常
21、数Kb1=(25+)(-)(24)=(25+)(-)(+)(24)(+)=(25+)(24)(+)c(OH-)c(H+)=KKw=8.71071.010-14=8.710-7;由题意可知,二元弱碱与硫酸中和所得正盐为 N2H6SO4,该正盐与硫酸继续反应生成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。(2)醋酸溶液加水稀释,电离平衡向正反应方向移动,n(H+)、n(CH3COO-)增大,但 c(H+)、c(CH3COO-)减小,根据 K=(+)(3-)(3),可得(+)(3)=(3-),稀释时,K 不变,c(CH3COO-)减小,故(+)(3)增 大,A项 错 误;CH3COONa溶 液 从20 升 温
22、 至30,(3-)(3)(-)=1,升温,Kh 增大,故(3-)(3)(-)减小,B项错误;向盐酸中加入氨水至中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可得c(N4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则 c(N4+)=c(Cl-),故(4+)(-)=1,C 项错误;向AgCl、AgBr的 饱 和 溶 液 中 加 入 少 量AgNO3,溶 液 中(-)c(Br-)=c(Cl-)c(Ag+)c(Br-)c(Ag+)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),Ksp只与温度有关,故c(Cl-)c(Br-)不变,D 项正确。(3)MgCO3 固 体 的 溶 液 中 存 在 溶 解 平 衡:Mg
23、CO3(s)Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入少量浓盐酸可与 CO32-反应,促使溶解平衡正向移动,故溶液中 c(CO32-)减小,c(Mg2+)及 c(H+)增大,Ksp(MgCO3)只与温度有关,不变。(4)在氯水中存在反应 Cl2+H2O HCl+HClO,若反应使 c(HClO)增大,则溶液的漂白性增强。由于酸性:HClH2CO3HClO,向溶液中加入碳酸钙粉 末,会 发 生 反 应:CaCO3+2HClCaCl2+CO2 +H2O,使 平 衡 正 向 移动,c(HClO)增大,溶液漂白性增强,A 项正确;加入稀硫酸,c(H+)增大,平衡逆向移动,c(HClO)减小,溶液漂白性
24、减弱,B 项错误;加入 CaCl2 溶液,不发生化学反应,但溶液的水会对氯水起稀释作用,c(HClO)减小,溶液漂白性减弱,C 项错误;加入 SO2水溶液,SO2与氯水发生氧化还原反应,使c(HClO)减小,溶液漂白性减弱,D 项错误。(1)8.710-7;N2H6(HSO4)2(2)D(3)A(4)A 【证据推理与模型认知】能初步学会收集各种证据,对物质的性质及其变化提出可能的假设;基于证据进行分析推理,证实或证伪假设;能解释证据与结论之间的关系,确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径;能认识化学现象与模型之间的联系,能运用多种模型来描述和解释化学现象,预测物质及其变化的可能结果;能依
25、据物质及其变化的信息建构模型,建立解决复杂化学问题的思维框架。热点一 类比推理 1 (2016 年上海,21)(双选)类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是()。A.CO2是直线形分子,推测 CS2也是直线形分子 B.SiH4的沸点高于 CH4,推测 H2Se 的沸点高于 H2S C.Fe 与 Cl2反应生成 FeCl3,推测 Fe 与 I2反应生成 FeI3 D.NaCl 与浓 H2SO4加热可制 HCl,推测 NaBr 与浓 H2SO4加热可制 HBr O 和 S 是同族元素,故形成的 CO2和 CS2都是直线形分子,A 项正确;C 和 Si,Se 和 S 都分别为同族元素,所形
26、成的氢化物都为分子晶体,沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较,B 项正确;因 I2的氧化性较弱,故与铁反应生成 FeI2,C 项错误;浓硫酸氧化性很强,会将 HBr 氧化为 Br2,D 项错误。AB 【变式训练】“类比法”是化学学习中的一种常用方法。下列说法正确的是()。A.二氧化碳能使漂白粉水溶液先变浑浊后变澄清,二氧化硫也会发生同样现象 B.加热条件下,钠与氧气反应生成过氧化钠,锂与氧气反应也会生成过氧化锂 C.常温下,浓硝酸能使铁、铝钝化,浓硫酸也能使铁、铝钝化 D.氯气可置换出碘化钾溶液中的碘,氟气也可置换出碘化钾溶液中的碘 SO2 通入漂白粉溶液发生
27、氧化还原反应:Ca(ClO)2+2SO2+2H2OCaSO4+2HCl+H2SO4,溶液变浑浊后不变澄清,A 项错误;Li 与氧气加热时反应生成 Li2O,B 项错误;常温下,浓硝酸、浓硫酸均能使铁、铝钝化,C项正确;氟气能与水发生置换反应生成 HF 和 O2,因此不能置换出碘化钾溶液中的碘,D 项错误。C 热点二 反应事实的推理 2 (2016 年上海,18)(双选)一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反应的是()。A.过量的氢气与氮气 B.过量的浓盐酸与二氧化锰 C.过量的铜与浓硫酸 D.过量的锌与 18 molL-1硫酸 H2与 N2合成 NH3的反应是可逆反应,反应物不能
28、消耗完,A 项正确;加入过量的浓盐酸可以使二氧化锰完全反应,B 项错误;随着反应进行,浓硫酸变稀后不再与铜反应,C 项正确;18 molL-1 硫酸与过量的锌反应先生成 SO2,硫酸变稀后与锌反应生成 H2,D 项错误。AC 【变式训练】(2016 年上海,6)能证明乙酸是弱酸的实验事实是()。A.CH3COOH 溶液与 Zn 反应放出 H2 B.0.1 molL-1 CH3COONa 溶液的 pH 大于 7 C.CH3COOH 溶液与 Na2CO3反应生成 CO2 D.0.1 molL-1 CH3COOH 溶液可使紫色石蕊变红 只能证明乙酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,A 项错误;该盐水溶液
29、显碱性,由于 NaOH 是强碱,故可以证明乙酸是弱酸,B 项正确;可以证明乙酸的酸性比碳酸强,但是不能证明其酸性强弱,C 项错误;可以证明乙酸具有酸性,但是不能证明其酸性强弱,D 项错误。B 热点三 物质及其变化的结果预测 3 (2016 年北京理综,26)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe 还原水体中 NO3-的反应原理如图所示。作负极的物质是 。正极的电极反应式是 。(2)将足量铁粉投入水体中,经 24 小时测定 NO3-的去除率和 pH,结果如下:初始 pH pH=2.5 pH=4.5 NO3-的去除率 接近 100%Cu2+,B 项错误;漂白粉的主要成分是次氯酸钙,漂白织物是利用次氯酸盐的氧化性,C 项正确;玻璃的主要成分是 SiO2,HF 能与 SiO2反应,因此氢氟酸可以刻蚀玻璃,D 项正确。B