《高考化学创新题型技巧专题》教案.doc

高考化学创新题型技巧专题教案 专题十六STSE创新题型技巧专题 近年来高考在强调夯实基础、抓主干和核心知识的基础上试题的命制越来越凸现知识与能力并重并以基础知识为载体来强化对能力的考查因而创新型、开放型试题逐渐成为最受青睐的题型创新型试题是指不能单纯地通过简单仿效或机械套用或机械记忆去解答的问题其考查的知识点仍是中学化学的主干知识但问题解答的方法却灵活多样富有技巧性提高了对学生综合应用能力的要求现对近年来高考化学创新型试题常见题型进行归类分析以寻找命题规律探究解题技巧 【考点分析】STSE创新题型应对策略 STSE是由英语单词Science（科学）、Technology（技术）、Society（社会）、Environment（环境）的首字母缩写而成 一、STSE创新题的特点 这类题通常是高起点、低落点与生活、科技和环境相关一般选择最新科技成果（最近诺贝尔奖成果、科技新发现、上一年度国内或国外十大科技进展等）、与社会、生活联系紧密的材料（药物、食品、新型材料等）作为载体命题问题设计严格依据高考大纲知识源于教材最终都是用化学知识解决问题这也是考查学生的知识运用能力和阅读理解能力 二、STSE创新题的类型 以选择题或简答题等题型出现在选择题中通过新材料、新信息介绍以某点为信息源辐射相关联知识与方法以判断正误、推理为主考查识记知识属于较易题简答题要求根据中学化学知识和原理分析、解释相关现象对逻辑思维、文字表达能力要求较高属于中等难度题 三、STSE创新题的解题方法与思路 第一步读题对于陌生度较高的STSE试题要做到逐字逐句阅读挖掘关键字排除干扰信息找出有效信息对于新信息中的有机化学方程式要从断键、成键角度分析找出规律；对于新物质或常见物质的新性质要找出其不同点正所谓“书读百遍其义自见” 第二步联题在读题的基础上结合题目中的问题或选项分析本题考查的知识板块联系中学化学知识体系寻找要提取的信息 第三步析题找到需要的信息后需进行分析分析时要从大脑信息库中迅速提取所需要的知识并使思维从新情境回归到课本、回归到平时的学习中来 第四步解题解题时要注意根据题目的要求回答相应问题如果是简答题一定要言简意赅即一定要做到联系化学原理切入点正确分析、说理层次清晰要点全面 【难点解析】 一、改编、重组、整合教材内容拓宽思维的广度、深度 这类试题往往以教材实验、重要文字描述及课后习题为素材对其进行改编、重组、整合或延伸所以陌生度不大故学生在解答时感到简单但因问题设计的角度、深度或说法发生变化又易导致答题错误 【例1】某课外研究小组用含有较多杂质的铜粉通过不同的化学反应制取胆矾其设计的实验过程为： （1）杂铜中含有大量的有机物可采用灼烧的方法除去有机物灼烧时将瓷坩埚置于上（用以下所给仪器的编号填入下同）取用坩埚应使用灼烧后的坩埚应放在上不能直接放在桌面上 实验所用仪器：a蒸发皿b石棉网c泥三角d表面皿 e坩埚钳f试管夹 （2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物用以制取胆矾灼烧后含有少量铜的可能原因是 a灼烧过程中部分氧化铜被还原 b灼烧不充分铜未被完全氧化 c氧化铜在加热过程中分解生成铜 d该条件下铜无法被氧气氧化 （3）通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、冷却结晶、自然干燥 （4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾与途径相比途径有明显的两个优点是：、 （5）在测定所得胆矾（CuSO4xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行次 （6）若测定结果x值偏高可能的原因是 a加热温度过高b胆矾晶体的颗粒较大 c加热后放在空气中冷却d胆矾晶体部分风化 【解析】（1）因坩埚加热后温度较高应放在泥三角上进行加热且取用坩埚时要用坩埚钳并且为防止坩埚炸裂和烧环桌面烧后的坩埚要在石棉网上冷却不能直接放在桌面上 （2）灼烧后含有少量铜其原因可能是灼烧不充分铜未被完全氧化也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原 （3）利用途径制取胆矾时必须先加酸将氧化铜溶解加热通氧气将Cu氧化过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后然后再蒸发溶剂冷却结晶再过滤得晶体最后将其干燥由此可写出答案 （4）根据途径的反应方程式Cu2H2SO4（浓）CuSO4SO22H2O和途径的反应方程式2CuO22H2OS4（稀）2CuSO42H2O可以看出途径的优点是：产生等量的胆矾比途径耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体（SO2） （5）称量操作至少进行4次分别是：称量坩锅；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过01g （6）若测定结果x值偏高可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了其他三项均使x值偏低 【答案】（1）ceb（2）ab（3）蒸发过滤 （4）产生等量胆矾途径消耗硫酸少途径不会产生污染大气的气体（5）4（6）a 【点评】本题以高一化学教材第六章氧族元素、环境保护复习题（2）:用铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜时可用下列两种方法： （1）CuCuSO4（2）CuCuOCuSO4这两种方法中种较好为什么和高三选修教材上的实验硫酸铜晶体中结晶水含量的测定为题材进行改编、重组和整合命制的陌生度小这类试题的出现有利于引导对教材知识的进一步整合融合和思考拓宽了命题的角度提升了思维的空间 【变式训练】实验室常利用甲醛法测定（NH4）2SO4样品中氮的质量分数其反应原理为：4NH6HCHO3H6H2O（CH2）6N4H滴定时1mol（CH2）6N4H与1molH相当然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验： 步骤称取样品1500g 步骤将样品溶解后完全转移到250mL容量瓶中定容充分摇匀 步骤移取2500mL样品溶液于250mL锥形瓶中加入10mL20的中性甲醛溶液摇匀、静置5min后加入12滴酚酞度液用NaOH标准溶液滴定至终点按上述操作方法再重复2次 （1）根据步骤填空： 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后直接加入NaOH标准溶液进行滴定则测得样品中氮的质量分数（填“偏高”、“偏低”或“无影响”） 锥形瓶用蒸馏水洗涤后水未倒尽则滴定时用去NaOH标准溶液的体积（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 滴定时边滴边摇动锥形瓶眼睛应观察 A、滴定管内液面的变化B、锥形瓶内溶液颜色的变化 滴定达到终点时溶液由色变成色 （2）滴定结果如下表所示： 实验 编号待测溶液的体积 /mL标准溶液的体积/mL 滴定前刻度滴定后刻度 125001022103 225002002199 325000202020 若NaOH标准溶液的浓度为01010molL1则该样品中氮的质量分数为 【答案】（1）偏高无影响B无粉红（或浅红）（2）1885 二、以图表或某一物质为载体强化学科间知识的综合 以图表或某一物质为载体将基本概念基本理论元素化合物计算和实验无机和有机等知识进行融合创新具有较高的区分度有利于高校选拔人才是近年来高考化学命题的一大亮点 【例2】红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）反应过程和能量关系如图所示（图中的H表示生成1mol产生的数据） 根据上图回答下列问题： （1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 （2）PCl3分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是上述分解反应是一个可逆反应温度为T1时在密闭容器中加入080molPCl5反应达到平衡时PCl5还剩060mol其分解率等于；若反应温度由T1升高到T2平衡时PCl5的分解率为（填“大于”、“小于”或“等于”） （3）工业上制备PCl5通常分两步进行先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3然后降温再和Cl2反应生成PCl5原因是 （4）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的H4H3（填“大于”、“小于”或“等于”） （5）PCl5与足量水充分反应最终生成两种酸其化学方程式是 【解析】（1）由图可以看出1molP与Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJmol1所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P（s）Cl2（g）PCl3（g）；H306kJmol1 （2）中间产生PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量其H93kJmol1所以PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g）；H93kJmol1；分解率10025由热化学方程式可知此反应的正反应为吸热反应所以升高温度平衡向正反应方向移动PCl5的分解率增大 （3）由图可知P与Cl2反应生成PCl3PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5都是放热反应分两步进行且第二步降低温度有利于PCl5的生成防止PCl5的分解 （4）由盖期定律可知一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等即H4H3H1H2306kJ/mol93kJ/mol399kJmol1 （5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl化学方程式为：PCl54H2OH3PO45HCl 【答案】（1）P（s）Cl2（g）PCl3（g）；H306kJmol1 （2）PCl5（g）PCl3（g）Cl2（g）；H93kJmol125%大于 （3）两步反应均为放热反应降低温度有利于提高产率防止产物分解 （4）399kJmol1等于 （5）PCl54H2OH3PO45HCl 【例3】二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料它清洁、高效具有优良的环保性能四川是利用天然气生产二甲醚的重要基地之一 请填写下列空白： （1）与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是： （2）二甲醚可由合成气（COH2）在一定件下制得用合成气制二甲醚时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物该反应的化学方程式可能是： （3）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料石墨为电极可构成燃料电池该电池中负极上的电极反应式是： （4）制备二甲醚的合成气可由甲烷与水蒸气或二氧化碳经高温催化反应制得合成气除制二甲醚外还可用于冶炼金属用它冶炼铁的生产过程可示意如下： 在催化反应室中进行的反应均为可逆反应增大体系的压强对甲烷转化率的影响是（填“增大”“减小”或“不变”） 在上述炼铁过程的某时间段内若有xm3（标准状况）的甲烷进入燃烧室中充分燃烧还原反应室有5ykg（即103mol）铁生成假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进入催化反应室则这些高温尾毛在理论上可产生合成气m3（标准状况） 【解析】（1）由于醇与等碳原子数的醚为同分异构体显然相对分子质量相等C2H5OH符合条件由于1molO的质量等于1molCH4的质量1mol碳的质量等于12molH的质量在C2H6O的基础上去掉1个CH4而同时增加一个氧即CH2O2应符合条件经验证没有其他的分子符合题意 （2）根据质量守恒定律及氧化还原反应规律可得如下符合条件的化学方程式：3CO3H2CH3OCH3CO2或2CO4H2CH3OCH3H2O （3）由原电池原理可知负极发生氧化反应失电子由于CH3OCH3被氧化的产物在碱性溶液中不能存在故负极反应物应为和H2O即CH3OCH316OH12e211H2O （4）由CH4H2O（g）CO3H2和反应CH4CO22CO2H2知增大压强可使上述平衡向逆反应方向移动减少CH4的转化率由反应CH42O2CO22H2O知xm3的CH4可产生3xm3的CO2与H2O的混合气体；又由Fe2O33CO2Fe3CO2Fe2O33H22Fe3H2O知生成103mol的Fe产生3y103的高温尾气故由反应知最后可得合成所12（xy）m3 【答案】（1）CH3CH2OH、HCOOH （2）3COH2CH3OCH3CO2或2CO4H2CH3OCH3H2O （3）CH3OCH316OH12e211H2O （4）减少12（xy） 【点评】例2以图表为载体将反应热的本质热化学方程式的书写反应热的计算化学平衡等知识进行融合创新例3以二甲醚为载体考查了有机和无机、同分异构体、原电池及化学平衡等知识内容这类试题的出现使人感到耳目一新充分出现了“深化基础、知识与能力并重、稳中求变”的命题特点 【变式训练】铜在自然界存在于多种矿石中如： 矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石 主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3Cu（OH）2 请回答下列问题： （1）上表所列铜化合物中铜的质量百分含量最高的是 （2）工业上以黄铜矿为原料采用火法熔炼工艺生产铜该工艺的中间过程会发生反应：2CU2OCu2S6CuSO2反应的氧化剂是 （3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是；处理该尾气可得到有价值的化学品写出其中1种酸和1种盐的名称 （4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质需进一步采用电解法清制请简述粗铜电解得到精铜的原理： （5）下表中对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是（填字母） 选项陈述陈述判断 A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；有 B铜表面易形成 致密的氧化膜铜容器可以 盛放浓硫酸对；对；有 C铁比铜活泼铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈对；对；有 D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无 【答案】（1）Cu2S（2）Cu2O和Cu2S （3）形成酸雨会对植物和建筑物等造成严重危害硫酸、硫酸铵 （4）电解池中粗铜作阳极精铜作阴极电解质为硫酸铜溶液阳极上发生氧化反应粗铜中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”；阴极上发生还原反应溶液中的铜离子得到电子变成铜单质沉积在纯铜上从而达到精制Cu的目的 （5）AD 三、联系科学实践体现创新理念 试题注重STSE（科学、技术、社会、环境）教育注重理论联系实际并能应用所学知识解决生产、生活和社会热点中的实际问题命题具有创新理念已成为高考的另一大亮点 【例4】纤维素是自然界最为丰富的可再生的天然高分子资源 （1）纤维素可制备用于纺织、造纸等的黏胶纤维成分是（C6H10O5）n生产过程涉及多个化学反应工艺简图如下： 近来化学家开发了一种使用NMMO加工纤维素的新方法产品“Lyocell纤维”成分也是（C6H10O5）n工艺流程示意图如下： “Lyocell纤维”工艺流程中可充分循环利用的物质是 与“Lyocell纤维”工艺相比粘胶纤维工艺中会产生含有（只填非金属元素符号）的废物并由此增加了生产成本 “Lyocell纤维”被誉为“21世纪的绿色纤维”原因是 （2）“Lyocell纤维”工艺流程中的NMMO可按如下路线制备（反应条件均省略）： 其中化合物可三聚为最简单的芳香烃化合物可使溴水褪色 化合物也可聚合为在一定条件下具有导电性的高分子化合物该高分子化合物的化学式为 化合物与氧气反应的原子利用率达100其化学方程式为 关于化合物、的说法正确的是（填代号） A、都可发生酯化反应B、可被氧化不可被氧化 C、都溶于水D、可与钠反应不可与钠反应 E、是乙醇的同系物F、可由卤代烃的取代反应制备 写出合成NMMO最后一步反应的化学方程式 【解析】（1）由工艺流程可知NMMO被循环利用比较两个生产流程可知在黏胶纤维的生产过程中会产生含硫、含氯的废物从而增加了生产成本并可能由此产生环境污染而新工艺不会产生污染物具纤维素原料可以再生故称为“21世纪绿色纤维”（2）最简单的芳香烃为苯则三聚为苯的烃必为乙炔其聚合成为高分子化合物的化学方程式为；化合物为乙烯欲使其与O2反应原子利用率为100只有发生加成反应即2CH2CH2O2据、的分子结构特点不难推知它们所具有的性质 【答案】（1）NMMOS、Cl新工艺环境污染小纤维素原料可再生 【点评】本题以NMMO加工纤维素的新化学工艺方法为题材联系化工生产实际考查学生的分析问题和解决问题的能力第问从物质的循环利用出发强调了可持续发展的观念；第问要求对两种工艺的优劣进行评价：第问题要求考生了解绿色化学的理念；（2）中主要考查有机物的组成、结构和性质 四、提供信息考查信息迁移能力 这类试题往往“高起点、低落点”一般是以教材上没有涉及的知识和平时不做要求的陌生知识为背景而提供明确的信息然后设置综合性的问题进行考查信息提取、与所学知识整合及应用能力 【例5】松油醇可以以下路线合成小方框中的每一字母各代表一种有机物： 请回答下列问题： （1）试剂1是试剂2是 （2）A至H中能发生银镜反应的是（填结构简式） （3）写出G和H的结构简式：GH （4）E转化为F的反应的化学方程式是 【解析】与（CH3）2CHMgI反应的物质应含有碳氧双键所以A为CH3CHO试剂1为O2可推出B的结构简式为B在浓H2SO4加热的条件下发生消去反应可生成两种烯烃依据F能与反应说明F为二烯烃可推知C应为D为C要由单烯烃转变成二烯烃应先与卤素加成再发生消去反应所以试剂乙为Br2水E为F为H为G为 【答案】（1）O2；Br2水 【点评】本题以松油醇的合成为情景和信息它不但考查了考生信息的接受、提取及迁移应用能力同时也考查了将信息与已学知识有机整合的能力本题考查的知识点主要有烯烃、卤代烃、醇、醛（酮）等性质及其相互转化反应条件、试剂选择结构简式、化学方程式的书写等知识、 【变式训练】已知： （1） 两种醛类物质（其中一种必须在与醛基相邻的C原子上有H原子俗称H）在碱性条件下加热可以发生羰基的加成和消去反应得到不饱和醛 甲苯及其卤代物是有机化工的基本原料由它出发可制造某些香料、药物及广泛应用于印刷、电子工业中的感光树脂的重要中间体它们之间的关系如下图所示： 图中B、D、E都能使溴水褪色E在光等辐射能作用下可以发生二聚加成反应生成互为同分异构体的环状化合物F和G；E还可以在一定条件下形成一种优质高分子感光树脂的单体H试回答： （1）写出有机物的结构简式：A、C、D （2）反应（）的类型是反应（）的类型是 （3）写出AB的化学方程式： （4）同种类、互为同分异构体的F和G的结构简式为F、G （5）已知： 如果EH的反应在一定条件下也能实现的话请你预测所得高分子感光树脂单体H的最简单的结构简式为 【答案】 五、设置综合性问题考查思维的严密性、流畅性 这类试题的问题设计往往是考查物质合成路线的设计及评价、实验方案的设计及评价、物质的检验和化学用语等知识 【例6】已知：2CH2CH2O22CH3CHOCH3CHOCH3CHOCH3CH（OH）CH2CHOCH3CHCHCHO （1）兔耳草醛在食品、化妆品等工业中用作香料添加剂其合成流程为（部分产物及反应条件已略去）： 兔耳草醛的分子式是；物质A的结构简式是 检验C中含有一般的碳碳双键的简要实验步骤是 物质A有多种同分异构体其中一类同分异构体能使FeCl3溶液显紫色结构中不含CH3且苯环上只有两个互为对位的取代基其可能的结构简式为 CD的化学方程式为 （2）现以CH2CH2和其他无机物合成CH3CHCHCOOCH2CH2OOCCHCHCH3请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）例由乙醇合成聚乙烯的反应流程图可表示为： 【解析】（1）根据兔耳草醛的结构简式即可得其分子式为C13H18O然后根据其合成流程图逆推可知物质D、C、A的结构简式为 因为C中含有碳碳双键与醛基且醛基比碳碳双键更易被氧化所以检验碳碳双键时应先把醛基保护或利用银氨溶液（或新制氢氧化铜悬浊液）氧化掉然后再检验碳碳双键 根据“能使FeCl3溶液显紫色结构中不含CH3且苯环上只有两个互为对位的取代基”可写出A的同分异构体 （2）分析CH3CHCHCOOCH2CH2OOCHCHCH3的结构可知要生成该物质就需要先制备出CH3CHCHCOOH与HOCH2CH2OH由CH3CHCHCOOH可进一步逆推到CH3CHCHCHOCH3CHOCH3CH2OHCH2CH2故其合成路线如图2所示： 图2物质的合成路线图 【点评】本题除考查醛、烯烃、醇、脂及其相互转化关系等知识点外主要考查了信息处理、实验检验及设计能力如“在检验C中含有一般的碳碳双键”时因C中含醛基就应想到醛基的干扰及处理这就突出了思维的严密性、深刻性再如合成流程图的设计与传统的根据有机合成路线推测有机物的结构正好相反突出体现了对设计流程的正误辨析、优化选择体现了思维的敏捷性、流畅性 六、设置探究性问题、提倡探究性学习 探究性化学试题在近年高考中主要表现在实验考题上简单地说这类试题就是将化学问题或化学实验教学中出现的疑难问题通过设计一系列的实验并付诸实践根据实验现象或实验结果进行严密推理来解决问题的一种实验方法这类试题通过将研究性学习方法和科学探究的方法引入到实验问题的解决之中引导考生逐步形成质疑乐于探究的学习习惯；重视对实验方案的设计和评价培养考生分析问题的能力和实验探究的能力 【例7】某种催化剂为铁的氧化物化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中加热溶解；取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为3的结论 （1）请指出该结论是否合理并说明理由 （2）请完成对铁元素价态的探究： 限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹；3molL1H2SO4、3H2O2、6molL1HNO3、001molL1KMnO4、NaOH稀溶液、01molL1KI、20KSCN、蒸馏水 提出合理假设 假设1：； 假设2：； 假设3： 设计实验方案证明你的假设 实验过程 根据的实验方案进行实验请按下列表格格式写出实验操作步骤、预期现象与结论 实验操作预期现象与结论 步骤1： 步骤2： 步骤3： 【解析】（1）加入KSCN溶液出现血红色溶液中一定含有Fe3但由于是用HNO3溶解的铁的氧化物HNO3具有强氧化性能将Fe2氧化为Fe3+所以该同学得出的结论是不合理的 （2）在高中阶段常见的铁的氧化物有FeO（2价铁的氧化物）、Fe2O3（3价铁的氧化物）、Fe3O4（同时含有2、3价铁的氧化物）据此可得出三种假设 由于Fe2极易被氧化所以首先应该把3molL1H2SO4煮沸赶走H2SO4中溶解的O2然后将样品溶解在煮沸的H2SO4中根据Fe2、Fe3的性质差异即可设计出相应的实验方案设计时本着操作简单、现象明显等原则进行本小问属于开放性问题只要设计方案合理即可 【答案】（1）不合理因为稀硝酸有强氧化性会氧化样品中可能存在的二价铁所以从实验结果只能判断样品溶解后的溶液中存在三价铁而不能确定样品中铁元素的价态 （2）假设1：催化剂中铁元素全部为3价 假设2：催化剂中铁元素全部