2025年教师资格考试高中学科知识与教学能力化学试卷与参考答案

2025年教师资格考试高中学科知识与教学能力化学试卷与参考答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分）1.我国科学家开发了一种新型水系锌-碘溴液流电池，其工作原理为：充电时，阳极区发生反应\(\text{I}^-+\text{Br}^--2\text{e}^-=\text{IBr}\)；放电时，负极区\(\text{Zn}-2\text{e}^-=\text{Zn}^{2+}\)。下列说法错误的是（）A.充电时，阴极区溶液pH升高B.放电时，正极反应为\(\text{IBr}+2\text{e}^-=\text{I}^-+\text{Br}^-\)C.该电池的电解质溶液中需含\(\text{Zn}^{2+}、\text{I}^-、\text{Br}^-\)D.放电时，每转移1mol电子，负极质量减少65g2.下列实验操作能达到实验目的的是（）A.用湿润的pH试纸测定\(0.1\text{mol/L}\)醋酸溶液的pHB.向\(\text{FeCl}_3\)溶液中滴加\(\text{KSCN}\)溶液，验证\(\text{Fe}^{3+}\)的水解平衡C.用\(\text{NaOH}\)标准溶液滴定醋酸时，选用甲基橙作指示剂D.用重结晶法提纯含少量\(\text{NaCl}\)杂质的\(\text{KNO}_3\)3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与W同主族，Y的最外层电子数是内层电子数的3倍，Z的单质能与冷水剧烈反应生成\(\text{H}_2\)，W的单质在\(\text{Y}_2\)中燃烧生成淡黄色固体。下列说法正确的是（）A.原子半径：\(\text{W}>\text{Z}>\text{Y}>\text{X}\)B.X与Y形成的化合物中可能含有非极性键C.Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比W的弱D.简单氢化物的热稳定性：\(\text{Y}<\text{W}\)4.已知反应\(\text{2NO}(g)+\text{2H}_2(g)=\text{N}_2(g)+\text{2H}_2\text{O}(g)\)的速率方程为\(v=kc^2(\text{NO})\cdotc(\text{H}_2)\)。在某温度下，将\(0.2\text{molNO}\)、\(0.1\text{molH}_2\)充入\(1\text{L}\)密闭容器中，初始速率为\(0.03\text{mol/(L·min)}\)。若保持温度不变，将\(0.4\text{molNO}\)、\(0.2\text{molH}_2\)充入\(2\text{L}\)容器中，初始速率为（）A.\(0.03\text{mol/(L·min)}\)B.\(0.06\text{mol/(L·min)}\)C.\(0.12\text{mol/(L·min)}\)D.\(0.24\text{mol/(L·min)}\)5.下列关于有机化合物的说法错误的是（）A.分子式为\(\text{C}_5\text{H}_{10}\text{O}_2\)且能与\(\text{NaHCO}_3\)反应的同分异构体有4种B.乳酸（\(\text{CH}_3\text{CHOHCOOH}\)）分子中存在手性碳原子C.向蛋白质溶液中加入饱和\(\text{(NH}_4\text{)}_2\text{SO}_4\)溶液，蛋白质会析出，加水后可溶解D.聚乙烯、聚氯乙烯均能通过加聚反应制备，但前者可用于食品包装，后者不能6.用\(\text{0.1000mol/L}\)\(\text{AgNO}_3\)溶液滴定\(\text{Cl}^-\)时，以\(\text{K}_2\text{CrO}_4\)为指示剂，滴定终点的现象为生成砖红色\(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\)沉淀。已知\(K_{sp}(\text{AgCl})=1.8×10^{-10}\)，\(K_{sp}(\text{Ag}_2\text{CrO}_4)=1.1×10^{-12}\)。若滴定终点时\(c(\text{CrO}_4^{2-})=0.01\text{mol/L}\)，则此时溶液中\(c(\text{Cl}^-)\)为（）A.\(1.8×10^{-7}\text{mol/L}\)B.\(1.8×10^{-8}\text{mol/L}\)C.\(1.1×10^{-5}\text{mol/L}\)D.\(1.1×10^{-6}\text{mol/L}\)7.下列实验现象与对应结论的解释正确的是（）|实验操作|实验现象|结论解释||-|-|-||向\(\text{Fe(NO}_3\text{)}_2\)溶液中滴加稀硫酸|溶液由浅绿色变为黄色|\(\text{H}^+\)促进\(\text{Fe}^{2+}\)水解||向淀粉-KI溶液中通入\(\text{SO}_2\)|溶液变蓝|\(\text{SO}_2\)具有氧化性||向\(\text{AlCl}_3\)溶液中逐滴加入过量氨水|先产生白色沉淀，后沉淀溶解|\(\text{Al(OH)}_3\)能溶于弱碱||向蔗糖中加入浓硫酸|固体变黑膨胀，有刺激性气味气体生成|浓硫酸具有脱水性和强氧化性|8.某温度下，向\(2\text{L}\)恒容密闭容器中充入\(2\text{molA}\)和\(1\text{molB}\)，发生反应\(\text{A}(g)+\text{B}(g)\rightleftharpoons2\text{C}(g)\)。10min后达到平衡，测得\(c(\text{C})=0.6\text{mol/L}\)。下列说法正确的是（）A.0~10min内，\(v(\text{A})=0.03\text{mol/(L·min)}\)B.平衡时，\(c(\text{A}):c(\text{B})=2:1\)C.若升高温度，平衡常数增大，则正反应为放热反应D.若再充入\(1\text{molA}\)和\(0.5\text{molB}\)，平衡正向移动，A的转化率不变9.下列关于化学教学的说法错误的是（）A.探究式教学中，教师应避免直接给出结论，而是引导学生通过实验和推理得出B.化学史教育有助于学生理解科学本质，培养科学态度与社会责任C.为提高课堂效率，教师应优先采用讲授法，减少学生分组实验D.评价学生的化学核心素养时，需结合知识掌握、探究能力、态度价值观等多维度10.某教师在“盐类的水解”教学中，设计了如下问题链：①\(\text{NaCl}\)、\(\text{NH}_4\text{Cl}\)、\(\text{CH}_3\text{COONa}\)溶液的pH是否相同？②为什么\(\text{NH}_4\text{Cl}\)溶液呈酸性？③水解反应与中和反应有何关系？④如何判断盐溶液的酸碱性？该问题链的设计体现了（）A.从宏观到微观的认知逻辑B.从定性到定量的思维进阶C.从理论到实践的应用导向D.从单一到综合的知识整合（因篇幅限制，此处省略第11-20题，实际试卷需完整设置）二、简答题（本大题共2小题，第21题12分，第22题13分，共25分）21.（12分）《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》提出“以发展化学学科核心素养为主旨”的课程理念。请结合“原电池”的教学，说明如何在教学中落实“证据推理与模型认知”这一核心素养。22.（13分）某教师在“乙醇的结构与性质”教学中，设计了如下实验：向试管中加入2mL无水乙醇，再加入2小块新切的钠（用滤纸吸干表面煤油），观察现象；将产生的气体经验纯后点燃，观察火焰颜色并验证产物。（1）该实验的教学目标是什么？（5分）（2）实验中需要注意哪些安全事项？（4分）（3）若学生观察到钠在乙醇中反应比在水中缓慢，但产生气泡速率逐渐加快，可能的原因是什么？（4分）三、诊断题（本大题1小题，15分）23.（15分）某学生在解答“写出\(\text{FeBr}_2\)溶液中通入过量\(\text{Cl}_2\)的离子方程式”时，给出如下答案：\(\text{Fe}^{2+}+\text{Br}^-+\text{Cl}_2=\text{Fe}^{3+}+\text{Br}_2+2\text{Cl}^-\)（1）指出该学生的错误，并分析错误原因。（7分）（2）设计教学片段，帮助学生理解并正确书写此类氧化还原反应的离子方程式。（8分）四、案例分析题（本大题1小题，20分）24.（20分）阅读下面的教学片段，回答问题。教师活动：展示“侯氏制碱法”的流程图，提问：“从原料到产品，主要经历了哪些反应？”学生1回答：“首先是\(\text{NaCl}+\text{NH}_3+\text{CO}_2+\text{H}_2\text{O}=\text{NaHCO}_3↓+\text{NH}_4\text{Cl}\)，然后加热\(\text{NaHCO}_3\)得到\(\text{Na}_2\text{CO}_3\)。”教师评价：“回答正确，这是制碱的核心反应。”接着，教师播放工业制碱的视频，提问：“为什么向饱和食盐水中先通入\(\text{NH}_3\)，再通入\(\text{CO}_2\)？”学生2思考后回答：“因为\(\text{NH}_3\)易溶于水，能使溶液呈碱性，有利于\(\text{CO}_2\)的吸收。”教师点头：“很好，\(\text{NH}_3\)的通入增大了\(\text{CO}_3^{2-}\)的浓度，促进\(\text{NaHCO}_3\)析出。”最后，教师总结：“侯氏制碱法提高了原料利用率，体现了绿色化学理念。”（1）分析该教学片段中教师的教学行为是否符合“素养为本”的教学要求，说明理由。（10分）（2）针对“侯氏制碱法”的教学，提出两条改进建议，以更好地培养学生的科学态度与社会责任。（10分）五、教学设计题（本大题1小题，30分）25.（30分）根据下列材料，完成“化学反应速率”（第一课时）的教学设计。教材内容（节选）：化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，表达式为\(v=\frac{Δc}{Δt}\)，单位为\(\text{mol/(L·min)}\)或\(\text{mol/(L·s)}\)。实验探究：在2支大小相同的试管中各加入\(5\text{mL}\)\(0.1\text{mol/L}\)\(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3\)溶液，再分别加入\(5\text{mL}\)\(0.1\text{mol/L}\)和\(0.2\text{mol/L}\)的\(\text{H}_2\text{SO}_4\)溶液，记录出现浑浊的时间。学生情况：高二年级学生已掌握物质的量浓度、化学反应的基本类型等知识，具备简单的实验操作能力，但对“用定量方法描述反应快慢”的认知较薄弱。要求：（1）确定教学目标（6分）；（2）设计教学重难点（4分）；（3）设计教学过程（18分，包括情境导入、概念建构、实验探究、总结提升等环节）；（4）设计板书设计（2分）。参考答案一、单项选择题（每小题3分，共60分）1.D2.D3.B4.A5.A6.A7.D8.D9.C10.A（第11-20题答案略，需根据实际题目设置）二、简答题（共25分）21.（12分）（1）通过实验证据推理原电池的工作原理：展示铜锌原电池实验，引导学生观察电流表指针偏转、锌片溶解、铜片析出红色物质等现象，记录实验数据（如电流大小）。提出问题：“电流是如何产生的？电子的流动方向如何？”学生基于实验现象（锌失电子、铜离子得电子）和已有知识（氧化还原反应），推理得出“原电池是将化学能转化为电能的装置，负极发生氧化反应，正极发生还原反应”的结论。（2）构建原电池的模型并应用：总结原电池的构成条件（活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路），建立“两极-电解质-回路”的模型。通过变式实验（如铁碳原电池、水果电池），让学生应用模型分析其工作原理，判断正负极并书写电极反应式。（3）通过模型认知解决实际问题：讨论生活中的电池（如干电池、锂电池），引导学生用原电池模型解释其工作原理，分析影响电池性能的因素（如电极材料、电解质），培养学生用模型解释现象、解决问题的能力。22.（13分）（1）教学目标：①知识与技能：通过实验认识乙醇与钠的反应，掌握乙醇的官能团（羟基）的性质；②过程与方法：通过观察、记录实验现象，学习从实验现象推导物质性质的方法；③情感态度与价值观：感受实验探究的乐趣，体会有机物结构与性质的关系。（2）安全事项：①钠的取用：用镊子夹取，避免手直接接触；用滤纸吸干表面煤油，防止燃烧时产生黑烟；②乙醇的量：控制在2mL左右，避免反应过于剧烈；③气体验纯：点燃前需检验氢气纯度，防止爆炸；④试管口方向：避免对着自己或他人，防止液体喷出。（3）可能原因：①钠与乙醇反应生成\(\text{C}_2\text{H}_5\text{ONa}\)，该物质溶于乙醇，增大了溶液的导电性，使反应速率加快；②反应放热，温度升高，加快了反应速率（但乙醇沸点低，温度升高不显著，主要原因是\(\text{C}_2\text{H}_5\text{ONa}\)的溶解）。三、诊断题（15分）23.（15分）（1）错误及原因：①离子方程式未配平：电荷不守恒（左边+1-1=0，右边+3+0-2=+1），原子不守恒（Br原子左边1个，右边2个）；②未考虑\(\text{Fe}^{2+}\)和\(\text{Br}^-\)的还原性强弱：\(\text{Fe}^{2+}\)还原性强于\(\text{Br}^-\)，过量\(\text{Cl}_2\)会先氧化\(\text{Fe}^{2+}\)，再氧化\(\text{Br}^-\)。（2）教学片段设计：环节1：复习氧化还原反应的优先规律提问：“已知还原性\(\text{Fe}^{2+}>\text{Br}^-\)，向\(\text{FeBr}_2\)溶液中通入\(\text{Cl}_2\)，哪种离子先被氧化？”学生通过讨论得出\(\text{Fe}^{2+}\)先反应。环节2：分步书写反应过程①当\(\text{Cl}_2\)少量时，只氧化\(\text{Fe}^{2+}\)：\(2\text{Fe}^{2+}+\text{Cl}_2=2\text{Fe}^{3+}+2\text{Cl}^-\)；②当\(\text{Cl}_2\)过量时，继续氧化\(\text{Br}^-\)：\(2\text{Br}^-+\text{Cl}_2=\text{Br}_2+2\text{Cl}^-\)；③总反应：\(2\text{Fe}^{2+}+4\text{Br}^-+3\text{Cl}_2=2\text{Fe}^{3+}+2\text{Br}_2+6\text{Cl}^-\)（配平电荷和原子）。环节3：学生练习与纠错给出\(\text{FeI}_2\)溶液中通入过量\(\text{Cl}_2\)的问题（已知\(\text{I}^-\)还原性强于\(\text{Fe}^{2+}\)），学生书写离子方程式，教师巡视并纠正配平错误和优先顺序错误。四、案例分析题（20分）24.（20分）（1）符合部分要求，但存在不足：①优点：通过流程图和视频直观展示工业过程，引导学生分析反应原理，体现了“科学态度与社会责任”素养；学生参与回答问题，初步培养了“宏观辨识与微观探析”能力。②不足：-对“侯氏制碱法”的创新点（如循环利用\(\text{NH}_3\)、提高\(\text{NaCl}\)利用率）挖掘不够，未引导学生从绿色化学角度深入分析；-学生的思维参与度有限，问题多为事实性提问（“经历了哪些反应”），缺乏推理性问题（如“为何选择\(\text{NH}_3\)和\(\text{CO}_2\)作为原料？”“与索尔维制碱法相比，优势在哪里？”）；-评价方式单一，仅用“回答正确”“很好”等简单反馈，未引导学生互评或补充。（2）改进建议：①增加对比分析：展示索尔维制碱法（产生\(\text{CaCl}_2\)废弃物）与侯氏制碱法的流程图，提问“两种方法的原料利用率有何差异？侯氏制碱法如何实现‘变废为宝’？”引导学生理解“原子经济性”和“循环经济”理念，培养社会责任。②设计探究任务：提供数据（如\(\text{NaCl}\)转化率在索尔维法中约70%，侯氏法中约96%），让学生计算两种方法的原料消耗差异，讨论“提高原料利用率对工业生产的意义”，深化对绿色化学的理解。五、教学设计题（30分）25.（30分）（1）教学目标①知识与技能：理解化学反应速率的概念，掌握其表达式及单位；能通过实验测定不同浓度下的反应速率。②过程与方法：通过“观察现象-定量测量-数据分析”的探究过程，学习用定量方法描述反应快慢；初步形成“变量控制”的实验设计思路。③情感态度与价值观：感受化学反应速率在生产生活中的应用（如食品防腐、工业合成），体会化学对改善生活的作用。（2）教学重难点重点：化学反应速率的概念及计算；难点：通过实验测定反应速率，理解“用浓度变化量表示速率”的合理性。（3）教学过程环节1：情境导入（5分钟）展示图片：①烟花绽放（瞬间完成）；②铁桥生锈（数年）；③牛奶变质（数天）。提问：“如何描述这些反应的快慢？生活中还有哪些表示‘快慢’的物理量（如速度）？”学生联系生活经验，类比“速度=路程/时间”，初步构建“反应速率=浓度变化/时间”的认知框架。环节2：概念建构（8分钟）①教师讲解：“化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示，表达式\(v=\frac{Δc}{Δt}\)，单位\(\text{mol/(L·min)}\)或\(\text{mol/(L·s)}\)。”强调：①是平均速率；②同一反应中各物质速率比等于化学计量数比。②例题练习：某反应\(\text{A}+2\text{B}=3\text{C}\)中，\(2\text{min}\)内\(c(\text{A})\)由\(0.5\text{mol/L}\)变为\(0.2\t