高中化学经典例题详解

高中化学经典例题详解高中化学经典例题详解 丹东市第一中学高一十六班 化学 2 一 基本概念和基本原理基本概念和基本原理 例 1 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用 他的学说中 包含有下述三个论点 原子是不能再分的粒子 同种元素的原子的各种性质和质量都相同 原子是微 小的实心球体 从现代的观点看 你认为这三个论点中 不确切的是 A 只有 B 只有 C 只有 D 解析 从现代物质结构观点看 道尔顿原子学说的三个论点都是不确切的 对于 现代科学已经知道 原子是由原子核和核外电子组成的 原子核内又有质子和中 子 在化学反应中 原子可以得到和失去电子 在核反应中原子核可以裂变和聚变 对于 由于元素存在同位素 它们在质量和物理性质上存在差异 至于 原子核相 对于原子来说是很小的 它的直径约是原子的万分之一 它的体就只占原子体积的几 千亿分之一 电子在核外较大的空间内作高速运动说明原子核与电子之间具有一定的 距离 答案 D 评述 考查运用现代物质结构理论评价科学史中的道尔顿原子学说的能力与分析 能力 例例 2 1996 年全国 下列离子方程式不正确的是 A 氨气通入稀硫酸中 NH3 H NH4 B 二氧化碳通入碳酸钠溶液中 CO2 CO32 H2O 2HCO3 C 硫酸铝溶液跟偏铝酸钠溶液及应 322 3 463OHAlOHAlOAl D 氯气通入冷的氢氧化钠溶液中 2Cl2 2OH 3Cl ClO H2O 解析 首先根据离子反应规律判断反应物与生成物的表示式 分子式 离子式 四个反应都正确 符合离子方程式书写要点 氧气 二氧化碳 氯气用分子式 氢氧 化铝 水是弱电解质也用分子式 只有可溶性强电解质用离子符号 然后根据质量守 恒判断也符合 对于选项 C 可以用离子电荷守恒判断 AI3 与 AlO 2在溶液中发生 双水解反应产物是电中性的 Al OH 3 因此反应中 Al3 与 AlO 2的物质的量之比应为 1 3 才能使反应前后离子电荷守恒 至于选项 D 是氧化还原反应 氧化剂 还 原剂都是 Cl2中的 Cl 原子 但其中氧化剂得电子总数为 3 3 个 0 Cl得 3 个电子转化为 3 个 Cl 即 3 eCl 3 0 Cl 而还原剂失电子总数只有 1 OClCl e 10 不符 合电子守恒 因此不正确 对于溶液中的氧化还原反应 除了根据离子反应规律 氧 化还原反应规律判断反应实质与可能性 结合离子反应书写要点判断表达式 是否符 合质量守恒之外 还特别要注意电子得 失总数是否相等 常见的离子方程式正误判 断中 往往不正确的居多 2 3 而本题选的不正确选项只有一个 也导致失误 答案 D 评述 本题属考查离子方程式书写的传统题 但本题要求找不正确的 理解 较容易 例例 3 X Y Z 和 R 分别代表四种元素 如果aXm bYn CZn dRm 四种离 子的电子层结构相同 a b C d 为元素的原子序数 则下列关系正确的是 丹东市第一中学高一十六班 化学 3 A a c m n B a b n m C c d m n D b d n m 解析 根据这四种微粒具有相同电子层结构即具有相同的核外电子数 分别按阳 离子的核外电子数为 质子数 原子序数 离子所带电荷数 阴离子则为 质子数十离子所带电荷数 由此得 a m b n c n d m 然后分别根据选项涉及之元素审视 选项 A 涉及 a m c n 变形后为 a c m n A 不正确 选项 B 涉及 a m b n 变形后为 a b m n 也不正 确 选项 c 涉及 c n d m 变形后为 c d m n 仍不正确 只有选项 D 涉及 b n d m 变形后为 b d m n 与选项 D 结论一致 答案 D 评述 本题需掌握有关原子的组成及质子数 核外电子数与微粒所带电荷数的相 互关系 理解 中等难度 例例 4 下列各组指定原子序数的元素 不能形成 AB2型化合物的是 A 6 和 8 B 16 和 8 C 12 和 9 D 11 和 6 解析 本试题涉及的是前 18 号元素 这是复习中应熟悉的元素 应立即将序号 与元素相对应 就能作出判断 选项 A 是碳和氧能形成 CO2 选项 B 是硫与氧 也能形成 SO2 C 是镁和氟能形成 MgF2 选项 D 是钠和碳不能形成 AB2型化 合物 答案 D 评述 对元素在周期表的位置及其相互化合规律 构 位 性关系 的知识的考 查 此类试题是近年来的常见试题 有时还强调属于离子型或共价型的某类化合物 为此作如下归纳 短周期元素两两形成化合物的类型与组合如下 类型ABAB2A2BAB3A2B3A3B2 离子型 A 与 A A 与 A A 与 A A 与 A A 与 A IIIA 与 A A 与 A 共价型H 与 A A 与 A H 与 AVA 与 HB 与 A 特例CO NOSO2 NO2 CaC2 N2OSO3N2O3 有时还会涉及三种元素形成的化合物 非金属元素形成的含氧酸或盐 金属元素形成 的碱 为此对各主族元素最高氧化物对应水化物的通式归纳如下 族 A A A A A A A 通 式 MOHM OH 2M OH 3 H3MO3 HMO2 H2RO3 H4RO4 HRO3 H3RO4 H2RO4HRO4 理解 中等难度 例 5 反应 2X 气 Y 气 2Z 气 热量 在不同温度 T1和 T2 及压 强 p1和 p2 下 产物 Z 的物质的量 n2 与反应时间 t 的关系如右图所示 下述 判断正确的是 丹东市第一中学高一十六班 化学 4 A T1 T2 p1 p2 B T1 T2 P1 p2 C T1 T2 P1 p2 D T1 T2 p1 p2 解析 首先分析反应 这是一个气体的总物质的 量减小 体积减小 放热的可逆反应 低温 高压对反应有利 达平衡时产物 Z 的物 质的量 n2大 平衡点高 即图示曲线 T2 p1 再对比图示曲线 T2 p2 温度相同 压 强不同 平衡时 n2不同 pl时的 n2 P2时的 n2 由此分析 p1 p2 再从反应速率验证 T2 P1的曲线达平衡前斜率大 曲线陡 先到达平衡 也说明压强是 p1 p2 增大反 应压强可以增大反应速率 然后比较曲线 T2 p2与 T1 p2 此时压强相同 温度不同 温度低的达平衡时 n2大 平衡点高 曲线 T2 p2 由此判断温度 T1 T2 再由这两 条曲线达平衡前的斜率比较 也是 T1 p2的斜率大于 T2 p2 T1 p2先到达平衡 反 应速率大 也证明 T1 T2 由此分析得出正确的判断是 T1 T2 p1 p2 选项 C 的 结论正确 答案 C 评述 本题是对于正反应是气体体积减小 放热的可逆反应 温度 压强与产物 的物质的量的关系 反应速率的逆向思维能力与对图象的观察能力的综合考查 理解 较难 例例 6 若室温时 pH b 的氨水与 pH a 的盐酸等体积混合 恰好完全反应 则该 氨水的电高度可表示为 A 10a b 12 B 10 a b 14 C 1012 a b D 1014 a b 解析 分析中首先根据强酸盐酸的 pH 值 lg H 推出盐酸的物质的量浓 度 即 CHCl H 10 a mol L 1 1 又酸 碱中和反应时 不论强 弱 只有所含可电离的 H OH 的物质的量相等时 才能恰好完全反应 由此可推出一元弱碱氨水的浓度为 C氨水 10 a 对于弱电解质存 在以下关系 OH c 10 a 2 另一方面由水溶液中 H OH 10 14 及氨水中 pH lg H 14 pOH 14 十 lg OH 得 OH 10b 14 3 代入 2 式得 10b 14 10 a a 10b 14 10 a 10a b 14 100 10a b 12 答案 A 评述 考察溶液 pH 值的概念 弱电解质的电离平衡及电离度的概念 以及它们 之间的相互关系等综合思维能力 综合应用 较难 例 7 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气 已知铅蓄电池放电时发 生如下反应 负极 ePbSOSOPb2 4 2 4 丹东市第一中学高一十六班 化学 5 正极 OHPbSOeSOHPbO 24 2 42 224 今若制得 Cl2O 050mol 这时电池内消耗的 H2SO4的物质的量至少是 A O O25mol B O O5Omol C O 1Omol D 0 2Omol 解析 首先需将铅蓄电池的负极反应变形为 Pb 2e SO 2 4 PbSO4 电子移 项 从而得出电池放电时转移电子数与消耗 H2SO4的关系 2e 2H2SO4即 e H2SO4 再根据电解饱和食盐水反应 确定放出 Cl2与转移电子数的关系 Cl2 2e 今制得 0 050molCl2 需转移 O 1Omol 电子 因此消耗 H2SO40 O1Omol 只 有原理清晰 才能思维畅通迅速作出判断 答实 C 评述 考查了原电池与电解池知识的综合应用及思维的灵活性 敏捷性 理解 中等难度 例例 8 在 25 时 若 10 体积的某强酸溶液与 1 体积的某强碱溶液混合后溶液呈中 性 则混合之前 该强酸的 pH 值之间应满足的关系是 评述 本题着重考查 pH 值的概念与计算 考查方式是把特殊和具体的问题与普 遍 一般的规律结合起来 检查逻辑思维与逆向思维能力 即考查思维的严密性与整 体性 在阅读中必须分析出题干中 两种溶液混合后溶液呈中性 是本题主要的解题 线索 根据这一线索进行逆向思索 它意味着混合前的两种溶液中 酸溶液中 H 离子 的物质的量与 OH 离子的物质的量相等 据题设 则有 10 H 酸 OH 碱 进行 思维转换 同一种溶液 碱溶液 中 H 离子浓度与 OH 离子浓度乘积等于水的离子 积 25 时 K 1 10 14 因此上式可变换为 10 H 酸 101 14 H 将方程两边分别取负对数 并稍作整理 1 pH 酸 pH 碱 14 移项后得 pH 酸 pH 碱 15 另一解法 10 H 酸 OH 碱 碱 酸 101 10 14 H H 移项 H 酸 H 碱 10 15 取负对数 pH 酸十 pH 碱 15 答案 强酸的 pH 值与强碱的 pH 值之和等于 15 评述 将化学问题抽象成数学问题 利用数学工具 结合化学基础知识通过计算 解决化学问题是思维能力培养的重要方面 本题就是典型例证 在测试中发现有的同 学根据负指数运算推导 H 强酸 OH 强碱 1 10 则 10 pH强酸 10pOH强碱 1 10 10 10 pH强酸 10pOH强碱 10 14 pH 强碱 丹东市第一中学高一十六班 化学 6 1 pH强酸 14 pH强碱 pH强酸 pH强碱 15 综合应用 较难 例例 9 在一个固定体积的密闭容器中 保持一定温度 进行以下反应 H2 g Br2 g 2HBr g 已知加入 1molH2和 2molBr2时 达到平衡后生成 a mol HBr 见下表 已知 项 在相同条件下 且保持平衡时各组分的质量分数不变 对下列编号 1 3 的状态 请填写表中空白 起始状态编号 H2Br2HBr 平衡时 HBr 的物质的量 mol 已知120a 1 240 2 10 5a 3 m 2 mnn 解析 在分析中要注意到题设情景 1 容器体积固定 2 反应 H2 g Br2 g 2HBr g 是一个气体体积不变的反应 压强将不影 响平衡 3 编号 1 3 和已知状态达到相同的平衡状态 各组分的质量分 数不变 4 达平衡时 HBr 在混合气中的含量为 a 3 由已知状态推导 这样对 于编号 1 起始状态相对于已知情况相当于压强增大一倍 因此平衡不移动 达平衡 时 HBr 的量可以由 342 ax 反应前 后气体总量不变 得 x 2a 对于编号 2 可以先由平衡时 HBr 的含量不变 设体系中总的物质的量为 y 则 3 5 0a y a y 1 5 mol 再结合等效代换 按方程式系数关系 相当于 HBr 起始为 O 时 H2 Br2各为 O 5mol 这样 为满足气体物质的总量为 1 5mol 和当起始 HBr 为 O H2 Br2 1 2 已知起始状态 只能是 H2为 O O 5 O 5 O Br2为 O 5mol 1 O 5 O 5 编号 3 先设 HBr 起始量为 x 平衡量为 y 通过等效代换转换为如下状态 H2为 m O 5x Br2为 n O 5x HBr 为 0 此时2 1 5 0 5 0 n m x 2 n 2m 混合气总物质的量 m n 2 n 2m 3 n m 平衡混合气中 HBr 含量 3 3 a mn y y a n m 答案 编号起如状态平衡时 HBr 的物质的量 mol 丹东市第一中学高一十六班 化学 7 H2Br2HBr 已知120a 1 2402a 2 00 510 5a 3 m 2 mnn 2 n 2m n m a 评述 本题考查对题设情景的阅读理解 对隐含信息 反应特点与反应条件 的挖掘 这是解答本题的关键 除此本题还特别考查了由题给具体情况 各种状态 统摄归纳成一般规律的能力 题给的 3 种状态及设问要求 一个比一个思维层次高梯 度十分明显 层次十分清楚 测试结果也是这样 有关化学平衡的理论分析题 在总复习中可以对初态与平衡态间的物料关系作如 下归纳 1 2A B 2C 总量 有变化 初态 C1 C2 O C1 C2 平衡态 C1 2X C2 X 2X C1 C2 x 2 A B 2C 总量 不变 初态 C1 C2 0 C1 C2 平衡态 C1 x C2 x 2x C1 C2 相应以此关系为依据的题 只有两类 如恒温恒压下 1 2A B 2C 总量有变化 初态 mol O 2O 0 10 O O O O 2O 0 30 0 10 0 O 10 0 0 20 2 A g B g 2C g 总量不变 初态 mol 0 20 0 20 0 0 0 0 40 0 40 0 20 0 0 20 0 0 40 上述两个反应的 初态过平衡对 A B C 的平衡物质的量相等 且初态反应物 的物质的量之比和方程式中各物质系数比相匹配 两种状态达平衡时 A B 的 平衡物质的量相同 但其初态反应物的物质的量之比和化学方程式中各物质系数不匹 配 由此可延伸出多种试题 本题就是属于反应 2 总量不变 中的 状况 综合应用 较难 例例 10 单质硼有无定形和晶体两种 参考下列数据 晶体金刚石晶体硅晶体硼 熔点 K 382316832573 沸点 K 510026282823 硬度 Moh 107 09 5 晶体硼的晶体类型属于 晶体 理由是 已知晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体 如下图所示 各正二十面 丹东市第一中学高一十六班 化学 8 体之间以 B B 键相互联结 在每个正二十面体中有二十个等边三角形的面和一定 数目的顶角 每个顶点各有一个硼原子 通过观察图形及推算 得出此基本结构单元 是由 个硼原子构成 其中 B B 键之间的键角是 解析 非金属单质的晶体类型主要有 2 种 原子晶体和分子晶体 由于作用力强 弱相差悬殊 物理性质 熔 沸点 硬度 差别也甚大 因此根据表中数据可以看出 单质晶体硼的熔 沸点 硬度都介于典型的原子晶体 金刚石和晶体硅之间 因此晶 体硼当属原子晶体 然后观察图形 每个等边三角形有 3 个项点 但从图形中还应观察到在这个二十 面体中每个顶点 B 原子 与另 5 个硼原子分别形成 B B 键 即每个顶点为 5 个等 边三角形 不同面上 所共有 因此该基本单元内硼原子数为 3 2O 5 12 其基本单元透视图如右图所示 答案 l 原子晶体 非金属单质晶体硼的熔 沸点和硬度都介于原子晶体金 刚石和晶体硅之间 由此推知晶体硼为原子晶体 2 硼原子数 3 2O 5 12 或设硼原子数为 x 每个硼原子与其它 5 个硼原子形成 B B 键 每个 B B 键为 两个面所共有则 203 2 1 5 2 1 x x 12 硼原子数 键角 60 评述 本题考查了晶体类型与晶体性质的关系 对图形的观察分析 将立体几何 图形与晶体模型图结合的能力 以及将化学知识抽象为数学问题 然后运用数学工具 解决化学问题的能力 综合应用 较难 例例 11 1997 年诺贝尔化学奖授予对发现能量分子三磷酸腺苷的形成过程作出重 大贡献的两位科学家 已知三磷酸腺苷 简称 ATP 是生物活性体中极为重要的能量物质 生物体中 蛋白质的合成 离子迁移 肌肉收缩和神经细胞的电活性等都需要能量 而 ATP 的水 解是一个较强的放热反应 它可以为上述过程提供所需能量 其水解式为 ATP溶液 H2O P i液十 3OKJ 其中 P i是无机磷酸酸式盐 如 H2PO 4 ATP 与 ADP 的结构 式如下 丹东市第一中学高一十六班 化学 9 键线交点处为碳原子 1 由上述结构式可知 ATP 在物质分类上 既属于 又属于 2 ADP 在适当的酸催化下还可以继续水解放出能量生成 AMP 直至腺苷 试写 出 ATP 逐级水解的反应式 有机物用代号表示 3 写出水解最终产物腺苷的分子式 解析 本题比较基本 只要读懂结构式的左侧表示可 溶性磷酸盐 右侧表示磷酸和腺苷 含核碳糖结构 形 成的酯 在书写共价键断裂的水解反应式遵循质量守恒 并恰当运用题示表示式进行扩展式迁移 并分析出最终 水解产物腺苷是一五碳糖 结构式如右图 键线交点处为碳原子 答案 l 可溶性磷酸盐 磷酸酯 酯类 2 ATP H2O ADP H2PO 4 Q1 能量 ADP H2O AMP H2PO 4 Q2 AMP H2O 腺苷 HP2PO 4 Q3 3 C10H13O4N5 评述 本题属于信息迁移题 试题给出了 1997 年诺贝尔化学奖的成果 能量分 子三磷酸腺苷的结构式及其水解释放能量的表示式 考查的知识是物质的分类 由结 构式推导分子式 水解反应式 可谓起点高 落点低 综合应用 中等难度 二 二 元素及其化合物元素及其化合物 例 12 根据以下叙述 回答 l 2 小题 1995 年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家 大气中的臭 氧层可滤除大量的紫外光 保护地球上的生物 氟利昂 如 CCl2F2 可在光的作用下 分解产生 Cl 原子 Cl 原子会对臭氧层产生长久的破坏作用 臭氧的分子式为 O3 有 关反应为 丹东市第一中学高一十六班 化学 10 O3 光 O2 O Cl O3 ClO O2 ClO Cl O2 总反应 2O3 3O2 l 在上述臭氧变成氧气的反应过程中 Cl 是 A 反应物 B 生成物 C 中间产物 D 催化剂 2 O3和 O2是 A 同分异构体 B 同系物 C 氧的同素异形体 D 氧的同位素 解析 l 题考查初中化学中有关催化剂的概念 分析中要注意 Cl 原子对臭氧 层产生长久的作用 催化剂具有的 更要看到反应 是可逆的 由于 Cl 原子与 O3反 应生成的 ClO 极不稳定 立即与反应 的生成物原子氧反应生成氧气并重新转化为 Cl 原子 导致反应 不可逆 叠加后得总反应 2O3 Cl 3O2 Cl 原子在反应过程中数 量上没有变化 只是通过其自身的中间产物 ClO 作用 而且在反应 中重又生成 所 以能长久起破坏作用 因此 Cl 原子是能改变其他反应 破坏臭氧的反应即总反应 的 速度而自身的质量和化学性质不变的催化剂 2 本小题考查了有关高中化学涉及的同分异构体 同系物 同素异形体和同位 素这几对易错易混淆的概念 只要掌握基本概念中的有关内容 根据 O2 O3是同一种 元素 氧元素 形成的不同分子组成 分子内原子个数不同 的不同单质 就能准确 判断它们是氧的同素异形体 答案 l D 2 C 评述 本题给出了有关环保知识的新信息 在审读中要抓住题干中的有关反应及 设问 本题是 一带多 的选择题型 用一个共同的叙述 新信息或新情境 回答多 个选择题 了解 较容易 例 13 下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物 其中粗框表示初始 反应物 反应时加入或生成的水 以及生成沉淀 J 时的其它产物均已略去 填写下列空白 1 物质 B 是 F 是 J 是 2 反应 的离子方程式是 解析 解答本题应采用正向思维 从电解饱和食盐水的反应入手 2NaCl 2H2O 电解 2NaOH H2 Cl2 丹东市第一中学高一十六班 化学 11 从题示框图 B 物质既能与 A 反应生成 D 和 E 又能与 C 反应生成 G 从电解食盐 水的产物分析 只有 Cl2符合这特点 它能与氢氧化钠 A 反应生成 NaClO 生成的 H2O 略去 Cl2 2NaOH NaClO NaCl H2O 还能与氢气 C 在点燃条件下生成 HCl Cl2 H2点燃2HCl 由此推断出 A NaOH B Cl2 C H2 G HCl 然后需确定 F F 既能与 Cl2直接反应生成 I 又能与 HCl 反应生成 H 和氢气 H 在 Cl2作用下还能转化为 I 则 F 应该是变价金属铁 Fe 用相关反应验证 2Fe 3Cl2点燃2FeCl3 Fe 2HCl FeCl2 H2 2FeCl2 Cl2 2FeCl3 至此框图中的大部分都得到合理解释 最后需确定沉淀 J 难点 按框图所示沉淀 J 既可由 FeCl3 I 与 D 反应而生成 又可以由 FeCl2 H 与 D 反应而生成 J 一定是含铁化合物 此时需判断 D D 是 NaClO 与 NaCl 中的一种 但 NaCl 不能与 FeCl3或 FeCl2反应生成 J D 只能是次氯酸 钠 NaClO NaClO 是一种强氧化性盐 含 1 Cl 又是强碱 NaOH 弱酸 HClO 盐 在水 中水解而显碱性 因此当它与 FeCl3反应时显示了碱性从而生成 Fe OH 3 J 沉 淀 当它与 FeCl2反应时显示了氧化性和碱性的双重作用 也生成了 Fe OH 3 J 沉淀 这样确认 J 是 Fe OH 3 答案 B Cl2 F Fe J Fe OH 3 2 Cl2 2OH ClO Cl H2O 评述 本题从电解食盐水出发组成一个氯单质和无机物之间相互反应的网络 可谓起点低 落点高 试题涉及的知识面广 考查了氯单质 氯化物 氯的含氧化合 物 铁元素的变价 铁和亚铁化合物的相互转化 次氯酸钠的氧化性和水解性 几乎 概括了中学化学范围内氯 铁两种重要元素及其化合物的基本内容 本题还以上述知识为载体多方面地考查了思维能力与思维方法 分析与综合 比 较与论证 是一道典型的能力测试题 综合应用 较难 例例 14 A B C 是在中学化学中常见的 3 种化合物 它们各由两种元素组成 甲 乙是两种单质 这些化合物和单质之间存在如下的关系 单质甲 单质乙 化合物 A 化合物 B 化合物 B 化合物 A 和化合物 C 单质乙和化合物 C 据此判断 1 在 A B C 这 3 种化合物中 必定含有乙元素的是 用 A B C 字母填写 丹东市第一中学高一十六班 化学 12 2 单质乙必定是 填 金属 或 非金属 其理由是 3 单质乙的分子式可能是 则化合物 B 的分子式是 解析 本题初看起来 题设条件及框图并未给出明的线索 关键在于恰当动用逻 辑推理 对于设问 1 化合物 A 是由甲 乙两种单质化合而成 则化合物 A 中一定 含乙元素 再看左边纵行 单质甲与化合物 B 反应可生成 A 舍乙元素 和 C 两种化 合物 单质甲只含甲元素 则 A 中的乙元素只能来自化合物 B 至于化合物 C 由题设 条件无法判断 因此必定含乙元素的应该是 A B 两种化合物 至于设问 2 则需由框图的右侧纵行推理由化合物 A 与 B 都舍乙元素 反应 生成单质乙和化合物 C 在单质乙中乙元素的化合价为零价 因此在 A B 两种化合物 中的乙元素必定分别是正 负两种化合价 因此乙元素必定是非金属元素 这是本题 的关键性突破 也是难点 最后看设问 3 在中学涉及的主要非金属氢 氧 碳 氮 硫 磷 氯中 在 其二元化合物中分别呈正 负两种价态以硫 氮为常见 答案 1 A B 2 非金属 因为 A B 乙 C 且乙为单质 可知乙元素在 A B 中分别呈正 负价 所以乙是非金属 3 S H2S 或 N2 NH3 评述 本题考查了对图表的观察能力以及分析 推理 正向 逆向思维 抽象思 维等多种思维能力 也考查了非金属元素的单质及化合物性质的综合认识水平 将化 合价的基本概念与具体反应判断相结合 从而从高层次上考查了将化学知识按内在的 联系抽象归纳 逻辑地统摄成规律的思维能力 综合应用 较难 例 15 BGO 是我国研制的一种闪烁晶体材料 曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著 名实验 它是锗酸铋的简称 若知 在 BGO 中锗处于最高价态 在 BGO 中 铋 的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同 在此氯化物中铋具有最外层 8 电子稳定结构 BGO 可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物 且 在 BGO 晶体的化学式中 这两种氧化物中所含氧的总质量相同 请填空 1 锗和铋的元素符号分别是 和 2 BGO 晶体的化学式是 3 BGO 晶体中所含铋的氧化物的化学式是 解析 试题首先通过 BGO 是锗酸铋的简称向同学们传递了 BGO 的元素组成 铋 Bi 锗 Ge 氧 O 由此根据元素周期表的知识可知铋是第 VA 族 锗是 族 元素 随后在信息 1 中又指示了锗处于其最高价 4 价 再及时由原硅酸 H3SiO4推知锗酸根应为 GeO 4 4 信息 2 实质上指示了在 BGO 中铋 Bi 的价态为 十 3 价 因为铋 Bi 原子最外层有 5 个电子 只有与 3 个氯原子形成 BiCl3的共价化 合物时 才能满足 Bi 的最外层达到 8 电子的稳定结构 因此在 BGO 中铋以 Bi3 形式 存在 这样 根据 1 2 两个信息结合已有知识就能得出 BGO 晶体化学式的一种 形式 锗酸铋 Bi4 GeO4 3 首先可以把锗酸铋按 Bi Ge O 的顺序整理为 Bi4 Ge3O12的形式 然后由含氧量相同 再结合铋 锗各自化合价 自然导出 2Bi2O3 3GeO2的形式 这三种形式中的任意一种都是本题第 2 问的正确答案 第 3 问比较简单 只要读出信息 2 中铋的化合价为正三价就能正确写出 BGO 晶体 中铋的氧化物的化学式应为 Bi2O3 答案 l Ge Bi 丹东市第一中学高一十六班 化学 13 2 Bi4 GeO4 3 或 Bi4Ge3O12或 2Bi2O3 3GeO2 3 Bi2O3 评述 本题属于信息迁移式试题 着重考查了运用元素周期律 周期表的基础知 识进行信息加工 转换与综合应用的能力 锗 Ge 和铋 Bi 分别是高中教材中元 素周期律 周期表后学习的第 A VA 族主族元素 在学习与总复习过程中要善于通 过代表元素性质的学习 推论长周期中相应同主族元素性质及其重要化合物的性质及 化学式 才能适时地与试题中的相关信息进行联想 转换 通过类比与求同思维得出 正确结论 综合应用 较难 例 16 卤块 的主要成分为 MgCl2 含 Fe2 Fe3 Mn2 等杂质离子 若以它 为原料 按如下工艺流程图 即可制得 轻质氧化镁 如果要求产品尽量不含杂质离 子 而且成本较低 流程中所用试剂或 PH 值控制可参考下列附表确定 轻质氧化镁生产工艺流程图 表 1 生成氢氧化物沉淀的 PH 值 物质开始沉淀沉淀完全 Fe OH 3 Fe OH 2 Mn OH 2 Mg OH 2 2 7 7 6 8 3 9 6 3 7 9 6 9 8 11 1 注 Fe2 氢氧化物呈絮状 不易从溶液中除去 所以常常将它氧化成为 Fe3 生成 Fe OH 3沉淀而去除之 表 2 化学试剂价值表 试剂价格 元 t 漂液 含 NaClO25 2 H2O2 30 NaOH 固 98 Na2CO3 固 99 5 卤块 MgCl2 30 450 2400 2100 600 310 请填写以下空白 1 在步骤 加入的试剂 X 最佳选择应是 其作用是 2 步骤 加入的试剂 Y 应是 之所以要控制 pH 9 8 其目的是 3 在步骤 时发生的化学反应方程式是 解析 在题目第一段阅读中要明确试题要求 1 由卤块 含杂质的 MgCl2 制得 轻质氧化镁 不含杂质 Fe2 Fe3 Mn2 离子 2 成本较低 在阅读观察工 丹东市第一中学高一十六班 化学 14 艺流程图要明确 3 杂质离子在步骤 加入 Y NaOH 强调 PH 9 8 除 成为 Fe OH 3 Mn OH 2沉淀 4 步骤 是由 MgCl2 含 Na 到轻质氧 化镁的转化 制备过程 3 通过逆向思维 MgO 来自 Mg OH 2 来自 水中煮沸 MgCO3 因此步骤 所得滤液中应加 Z 是 Na2CO3 步骤 所得沉淀物 为 MgCO3 经过步骤 在水中煮沸 MgCO3水解生成 Mg OH 2 并放出 CO2气体 在阅读附表 1 时需结合试题分析 5 在步骤 需加氧化剂使 Fe2 转化为 Fe3 以便 沉淀完全容易除去 6 步骤 控制 PH 9 8 是为了使 Mn OH 2沉淀完全 虽然 Mg OH 2已开始沉淀会影响产率 但保证了产品纯度 且原料卤块价格比较低廉 7 在阅读附表 2 时可以从成本较低的角度考虑步骤 答案 l 漂液 使 Fe2 量能 Fe3 2 NaOH 使杂质离子 Fe3 Mn2 沉淀完全又尽量减少 Mg2 损失 3 2223 COOHMgOHMgCO 评述 本题结合工业生产实际考查无机化合物 轻质氧化镁 的转化生成 分离 提纯问题 涉及了金属元素 Mg Fe Mn 及其化合物相互转化的知识和信息加工 迁移能力 逻辑推理和逆向思维能力 综合应用 较难 三 有机化学基础知识 三 有机化学基础知识 例 17 已知酸性大小 羧酸 碳酸 酚 下列含溴化合物中的溴原子 在适当条件下 都能被羟基 OH 取代 均可称为水解反应 所得产物能跟 NaHCO3溶液反应的 是 解析 水解后所得产物分别是 芳香醇 酚 C 羧酸 D 醇 丹东市第一中学高一十六班 化学 15 故只有 C 所得产物能跟 NaHCO3 反应 选 C 为答案 答案 C 评述 这是一道信息迁移题 题目给出新信息 意在考查考生接受新信息 并运 用新信息 结合旧知识解决问题的能力 审题时 可得到两个信息 酸性大小的顺 序是羧酸 碳酸 酚 含溴的化合物中的溴原子 在适当条件下 都能被羟基 一 OH 取代 根据酸与盐反应的规律可知 能与 NaHCO3溶液反应的酸 应该是比 H2CO3酸性强的酸 在选项中挑选水解时能生成羧酸的溴化物 理解 中等难度 例例 18 甲基丙烯酸酯是世界上年产量超过 100 万吨的高分子单体 旧法合成的 反应是 CH3 2C O HCN CH3 2C OH CN CH3 2C OH CN CH3OH H2SO4 CH2 C CH3 COOCH3 NH4HSO4 90 年代新法的反应是 CH3CH CH2 CO CH3OH pd CH2 C CH3 COOCH3与旧法比较 新 法的优点是 A 原料无爆炸危险 B 原料都是无毒物质 C 没有副产物 原料利用率高 D 对设备腐蚀性较小 解析 A 新法的原料中有 CO 可燃性气体 有爆炸极限 不能说 原料无 爆炸危险 弃之 B 新法的原料中有 CO CO 有毒 所以不能说 原料都是无 毒物质 弃之 C 由新法的化学方程式看 产物只写了一种 而旧法的反应化学 方程式甲 产物写了两种 可推知新法的优点是 没有副产物 原料利用率高 故 C 是答案之一 D 对比三个化学方程式 可能新法的原料中没有 HCN 和 H2SO4 故对设备腐蚀性较小 所以 D 是本题的另一个答案 答案 C D 评述 这是一道密切联系生产实际的信息迁移题 意在通过对三个化学方程式的 观察 对比和分析 考查自学能力和思维能力 可通过对比旧法和新法的反应 比较 时要注意选项提出的要求 找出新法的优点 理解 中等难度 例 例 19 已知卤代烃跟 NaOH 水溶液共热时 能发生消去所应 形成醇类或酚类 NaXOHRNaOHXR OH 2 已知 卤代烃跟 NaOH 的乙醇溶液共热时 能发生消去反应 形成含有碳碳双键 的烯烃 OHNaXCHCHRNaOHCHCHH OHHC 222 52 H X 某有机物 A 的分子式为 C8H13O2Br 在不同的条件下发生水解反应 分别生成 1 1和 2 C2 C1经过如下图的变化又能分别转化为 1和 C2 C2能进一步氧化 生成两种二元羧酸 B1 也可变为 2 有机物 A B1 C1 B2 C2等的相互转化关系 如图所示 丹东市第一中学高一十六班 化学 16 其中 只有 1既能使溴水褪色 又能跟 Na2CO3溶液反应放出二氧化碳 试回答下列各问 1 有机物 1的结构简式是 有机物 1转变为 1说明 1与 1具有 1转变为 1的三步连续的化学反应是 2 有机物 A 的结构简式是 有机物 转变为 B2 C2的化学反应方程式是 3 反应 I 的类型是 反应 II 的类型是 4 1变为 C2的化学方程式是 C2变为二元酸的化学方程式是 解析 这是一道信息给予式的未知有机物推断 试题给出的两条信息是 卤代烃在 NaOH 水溶液中发生水解反应 卤代烃在 NaOH 的乙醇溶液中发生消去反应 读懂 了这两条信息 又掌握了醇 醛 酸 酯的反应规律及相互联系 便可按下述方法进 行推断 1 从有机物 的分子式为 C8H13O2Br 符合不饱和卤代酸或酯出发 进行正向 思维 即 能发生酸性水解 又能发生碱性水解 可以判断有机物 属于酯类 而且 在这个酯分子中含有一个碳碳双键和一个溴原子 至于在这个酯分子中碳碳双键和换 原子的位置 则要从 的酸性分解产物 和 1入手 进行逆向思维才能确定 具体 思维过程是 从 1经氧化反应 消去反应和酸化反应 可以转变为 1 说明 1是饱 和的溴代醇 1是不饱和羧酸 而且 1 1这两种有机物均含有 个碳原子和相同 的碳架 有机物 则是由四碳不饱和羧酸与四碳饱和溴代醇所形成的酯 对于 1是四 碳不饱和羧酸的判断 可从试题中 1既能使溴水褪色 又能跟 Na2CO3溶液反应放 出二氧化碳 完全一致 说明上述推断的正确性 2 从有机物 是不饱和羧酸与饱和溴代醇形成的酯出发 进行正向思维 该酯 在强碱性条件下水解时 酯基和卤素均可发生水解 2是不饱和羧酸盐 2则是四 碳的饱和二元醇 这一推断又被 1与 NaOH 反应生成 B2 1与 NaOH 水溶液共热生 成 C2所证实 3 B1 C1 B2 C2这四种有机物的碳架结构及官能团 CC Br OH 的位置的确定 则要从 C2的最终氧化产物 2 甲基丙二酸出发 从后向前依次倒推 说 明 1 C1 B2 C2均具有丁字形碳架 而且根据 2 甲基丙二酸中羧基的位置 也可以 确定有机物 1中 Br OH 的位置和有机物 1中 CC 的位置 进而确定有机物 丹东市第一中学高一十六班 化学 17 的结构 从而完成这道未知有机物的推断 答案 有机物 1的结构简式是 C1与 B1具有相同的丁字形碳架 C1 变为 B1 的三步连续化学反应是 2 有机物 A 的结构简式是 有机物 A 变为 B2 C2的化学方程式是 3 反应 I 是中和反应 反应 II 是水解反应 C1 变 C2 的化学方程式是 丹东市第一中学高一十六班 化学 18 C2 变为 2 甲基丙二酸的化学方程式是 评述 综上所述 对这种信息对予框图式未知有机物的推断 要理解信息 把握联系 和规律 选准突破口 本题是 B1 并灵活运用正向思维和逆向思维 并使这两种思 维方法巧妙结合在一起 才能提高解这种框图式未知物推断题的技能和技巧 综合应用 较难 例例 20 已 知 不稳定 R 代表烃基 现在只含 C H O 的化合物 A F 有关它们的某些信息 已注 明在下面的方框内 1 在化合物 A F 中有酯的结构的化合物是 填字母代号 丹东市第一中学高一十六班 化学 19 2 把化合物 A 和 F 的结构简式分别填入下列方框中 A F 解析 这是一道联系新情景和定量分析特点的未知有机物结构的推断题 试题题干中给出以 下两条新信息 含有醇羟基的有机物在乙酸酐存在跟乙酸发生酯化反应 生成乙酸酯 而且生成的乙 酸酯的相对分子质量 比原来含有醇羟基的有机物的相对分子质量大 42 即 M r 乙酸酯 Mr 醇 42 在同一个碳原子含有两个羟基的有机物很不稳定 它们会自动失水生成含有醛基结构 的有机物 此外 在所给出的框图中 给出了 A B C D E F 六种未知有机物及其相关性质 还给出了这六种有机物间相互联系和转化的反应条件 要做好这道未知有机物结构的 推断 还要从框图中找出以下的解题信息 从有机物 A 能发生银镜反应 又能跟金属钠反应放出氢气 说明有机物 A 的分子中既 含有醛基 又含有羟基 从有机物 A 经 选择氧化 后生成的新有机物 D 不发生银镜反应 可被碱中 和 说明 选择氧化 是指有机物分子中的醛基被氧化为羧基的反应 选择 二字的 含意在于同时含有醛基和羟基的有机物只有醛基被氧化 羟基不被氧化 上述分析 可从 B 经选择氧化变为 C C 又经酯化变成 F 可以得到进一步证实 含有羟基和羧基双官能团的有机物 本题中的羧基由醛基经 选择氧化 而来 跟乙酸 乙酸酐反应时 是该有机物分子中醇羟基的酯化反应 当有机物跟乙醇 浓 硫酸反应时 是该有机物分子中羟基的酯化反应 4 含有醛基 羟基的有机物 A 经醇羟基酯化转变为 B 又经选择氧化醛基变 为羧基生成有机物 C 再经羧基酯化变为最终有机物 F 在有机物 F 中 不含有羟基 醛基和羧基 它们已全部转变为酯基 上述分析 可从 A D E F 可以加以证实 现在的问题是如何把试题给出的两条信息 与框图中给出的四条信息相结合 这 是突破这道有机物结构题的关键 具体地说 就是要抓住有机物 C 的相对分子质量是 190 有机物 D 的相对分子质量是 106 两种有机物的相对分子质量之差为 Mr 190 106 84 而这个差值仅仅由于该有机物分子中醇羟基跟乙酸 乙酸酐的酯化反应所造成 把此点理解与试题题干给出的第一条信息乙醇跟乙酸酯化的相对分子质量之差是 42 相 对照 可以确定在有机物 A 的分子中含有的羟基个数是 84 42 2 又据题干给出的第二条信息 同碳二羟基化合物很不稳定 会发生 自动脱水 说明在有机物 A 的分子中的 2 个羟基 应分别连在两个不同的碳原子上 由于醛基是 一价基 只能存在于有机物分子结构的链端 从而得出有机物 A 是甘油醛的正确推断 这一分析 还可从 A 经 选择氧化 变为 D 得到证实 即从 D 的相对分子质量是 106 可以推出有机物 A 的相对分子质量为 M A 106 16 90 只有含一个 CHO 两个 OH 的甘油醛的相对分子质量为 90 答案 丹东市第一中学高一十六班 化学 20 有机物 B C E F 均是含 酯的结构的化合物 A 是甘 油醛 D 是甘油酸 不含有 酯的结构 有机物 A 和 F 的结构简式 如下 评述 这是一道高层次的信息迁移式的有机物结构推断题 它的 高层次 主要表现在若没 有熟练的有机反应知识 没有准确吸收新信息并与原有的化学知识相结合 没有较强 的自学能力和思维能力 就不能进行科学的和定量的思维及严格的逻辑推理 也就不 能正确的解析本题 综合应用 较难 例例 21 请认真阅读下列请认真阅读下列 3 个反应 个反应 利用这些反应 按以下步骤可从某烃 A 合成一中间体 DSD 酸 A 3 42 HNO SOH B 342 SOSOH C 试剂与条件已略去 D 请写出 A B C D 的结构简式 解析 这是一道含有隐含信息的信息迁移题 在阅读分析中必须注意到反应 的产物 苯胺易被氧化的信息和反应 中所加的无机试剂 NaClO 具有氧化性的隐含信息 因此 合成染料中间体 DSD 酸的中间步骤 C D 应是先接 链 由在 NaClO 作用下形成 然后在还原剂 Fe HCl H2O 的共同 丹东市第一中学高一十六班 化学 21 作用下 将硝基 NO2 还原为氨基 NH2 生成 DSD 酸 但有不少考生因忽略 了 NaClO 的氧化性与一 NH2的还原性 先将 还原为 再接链 导致 C D 的结构简式完全错误 本题的 A B 结构简式则可以由 C 逆推得出 评述 有关 NaClO 的氧化性已分别在 1994 年高考第 31 题和 1996 年高考第 11 题中涉及并应用 可见 做题不在于多而在于精 研究近几年的化学高考试题 分析 把握试题所传递的信息和趋势 对提高同学们的学习能力是极其有益的 试题还通过 DSD 酸的结构简式中 NH2 SO3H 的基因的连接 传递正确书写结构简式的信息 但众多考生却未能正确借用 而出现多种书写上的错误 可见基本技能的提高也是十 分重要的 综合应用 较难 例例 22 某种 ABS 工程树脂 由丙烯腈 CN2 CHCN 符号 A 1 3 一丁二 烯 CH2 CHCH CH2 符号 B 和苯乙烯 符号 S 按一定配比共聚而得 1 A B 和 S 三种单体中 碳氢比值最小的单体是 2 经元素分析可知该 ABS 样品的组成为 CaHbNc a b c 为正整数 则原料中 A 和 B 的物质的量之比是 用 a b c 表示 解析 本题考查考生综合分析 计算与抽象思维能力 在阅读中应及时将 3 种单 体 A B S 的结构简式转换为表示元素组成的分子式 A C3H3N B C4H6 S C8H8 问题就不难解决 1 A S 的碳氢个数比均为 1 1 唯有 B 是 1 1 5 或 2 3 小于 A S 2 原 料 A 中只含 1 个 N 原子 由共聚物 CaHbNc可知 1mol ABS 中含 c mol A 由单体与共 聚物的组成可知氢原子 碳原子个数之差为 b a 只与单体 B 有关 其他均为 1 1 每 l mol B 中氢与碳原子数差 2mol 因此每 l mol ABS 中含 B 为 b a 2mol 故原料中 A 与 B 的物质的量之比为 C b a 2 答案 1 B 或 CH2 CH CH CH2 2 c b a 2 或 2c b a 评述 解答本题 及时进行分子式的转移是关键 但许多考生未能仿照题示信息 进行相应的转换而失误 此外 缺乏综合分析和抽象思维能力 未能找出 N 原子数与 丹东市第一中学高一十六班 化学 22 A 的分子数 b a 与 B 的分子数之间的关系 致使第 2 问空答率约达 50 有的 考生一见抽象的数字 a b c 就望而却步 即使思路正确的考生也有因心理过于紧张 而误写为 b a 2 c 2c b a 或 2c a b 等 可见 良好的心理素质也是十 分重要的 综合应用 较难 四 化学实验 四 化学实验 例例 23 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应 可以得到铁的氧化物 该氧化 物又可以经过此反应的逆反应 生成颗粒很细的铁粉 这种铁粉具有很高的反应活性 在空气中受撞击或受热时会燃烧 所以俗称 引火铁 请分别用下图中示意的两套仪 器装置 制取上速铁的氧化物和 引火铁 实验中必须使用普通铁粉 6molL 1 盐酸 其它试剂自选 装置中必要的铁架台 铁夹 铁圈 石棉网 加热设备等在图中均已 略去 填写下列空白 1 实验进行时试管 A 中应加入的试剂是 烧瓶 B 的作用是 烧瓶 C 的作用是 在试管 D 中收集得到的是 2 实验时