2025年教师资格考试高级中学学科知识与教学能力化学试题与参考答案

2025年教师资格考试高级中学学科知识与教学能力化学试题与参考答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.下列关于原子轨道的说法正确的是（）A.2p轨道能量一定高于2s轨道B.3d轨道能量一定高于4s轨道C.同一电子层中，轨道能量顺序为ns＜np＜nd＜nfD.氢原子2s与2p轨道能量相等答案：D解析：氢原子为单电子体系，无电子间排斥，l量子数不影响能量，故2s、2p简并；多电子原子中，2p能量高于2s；3d与4s能量高低随原子序数变化，不能绝对化。2.25℃时，0.10mol·L⁻¹CH₃COOH溶液的pH=2.88，则该温度下醋酸的电离常数Ka约为（）A.1.8×10⁻⁵B.1.5×10⁻⁵C.2.0×10⁻⁵D.2.5×10⁻⁵答案：A解析：pH=2.88⇒[H⁺]=10⁻²·⁸⁸=1.32×10⁻³mol·L⁻¹；Ka=[H⁺]²/(c₀[H⁺])≈(1.32×10⁻³)²/0.10=1.74×10⁻⁵，最接近1.8×10⁻⁵。3.下列实验现象与对应结论均正确的是（）A.向FeSO₄溶液中加入Na₂O₂，产生红褐色沉淀，说明Fe²⁺被还原为Fe³⁺B.向苯酚钠溶液中通入CO₂，溶液变浑浊，说明苯酚酸性强于碳酸C.向NaHCO₃溶液中滴加酚酞呈浅红色，说明HCO₃⁻水解程度大于电离程度D.向K₂Cr₂O₇溶液中加入NaOH，溶液由橙色变为黄色，说明平衡Cr₂O₇²⁻+H₂O⇌2CrO₄²⁻+2H⁺向左移动答案：C解析：NaHCO₃溶液呈弱碱性，酚酞显浅红，说明HCO₃⁻水解占主导；A项Fe²⁺被氧化；B项苯酚酸性弱于碳酸，现象对但结论错；D项加OH⁻平衡右移。4.下列关于晶体的说法正确的是（）A.原子晶体熔点一定高于离子晶体B.金属晶体中，价电子数越多，金属键越强，熔点越高C.分子晶体中，分子间作用力越大，其分子内共价键键能越大D.离子晶体晶格能与离子电荷乘积成正比，与离子半径之和成反比答案：D解析：晶格能U∝|z⁺z⁻|/(r⁺+r⁻)；A项SiO₂（原子）＜MgO（离子）；B项同周期Na＜Mg＜Al，但Al熔点低于Mg；C项分子间力与分子内键能无关。5.某温度下，反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)的Kp=0.40。若起始只充入NO₂，分压为p₀，达平衡时NO₂的转化率为α，则α与p₀的关系为（）A.α=√(0.40/p₀)B.α=0.40/(p₀+0.40)C.α=2√(0.40/p₀)/[1+2√(0.40/p₀)]D.α=1/(1+0.40/p₀)答案：C解析：设平衡时N₂O₄分压为x，则NO₂分压为p₀2x，Kp=x/(p₀2x)²=0.40，解得x=p₀α/2，代入整理得α=2√(0.40/p₀)/[1+2√(0.40/p₀)]。6.下列离子在0.1mol·L⁻¹NaClO溶液中仍能大量共存的是（）A.NH₄⁺、Al³⁺、SO₄²⁻B.K⁺、Ba²⁺、Br⁻C.Ag⁺、NO₃⁻、CH₃COO⁻D.Fe²⁺、I⁻、Cl⁻答案：B解析：NaClO具强氧化性，A中NH₄⁺与ClO⁻可生成NCl₃，Al³⁺水解促进ClO⁻水解；C中Ag⁺与ClO⁻生成AgClO难溶；D中Fe²⁺、I⁻均被氧化；B无氧化还原及沉淀。7.用0.1000mol·L⁻¹NaOH滴定25.00mL某二元弱酸H₂A，滴定曲线出现两个突跃，若第一计量点pH=4.2，第二计量点pH=9.0，则下列说法正确的是（）A.H₂A的pKa₁≈4.2，pKa₂≈9.0B.第一突跃可选甲基橙为指示剂，第二突跃选酚酞C.第一计量点溶液中主要存在HA⁻，其两性电离程度相等D.第二计量点溶液中[A²⁻]=0.1000/3mol·L⁻¹答案：B解析：第一突跃对应H₂A→HA⁻，pH≈pKa₁，但计量点pH由两性HA⁻决定，≠pKa₁；甲基橙变色3.14.4，酚酞8.210.0，与突跃范围匹配；D项体积变为3倍，[A²⁻]=0.1000/3。8.下列有机反应类型与示例对应正确的是（）A.苯与Br₂/FeBr₃：自由基取代B.丙烯与HBr（过氧化物）：亲电加成C.乙醇与PCl₃：亲核取代D.乙酸乙酯与NaOH：酯化反应答案：C解析：A为亲电取代；B为自由基加成；C乙醇OH被Cl取代，属SN2；D为皂化（酯水解）。9.某配合物[Co(NH₃)₄Cl₂]Cl的磁矩为0B.M.，则其中心离子d电子排布为（）A.t₂g⁶eg⁰B.t₂g⁵eg¹C.t₂g⁴eg²D.t₂g³eg³答案：A解析：μ=0⇒无未成对电子，Co³⁺为d⁶，强场配体NH₃与Cl⁻使分裂能大，低自旋t₂g⁶eg⁰。10.下列关于化学教学论的说法错误的是（）A.概念图策略有助于学生构建认知结构B.探究式教学强调“过程”重于“结论”C.形成性评价只在单元结束后实施D.三重表征（宏观微观符号）是化学特有思维方式答案：C解析：形成性评价贯穿教学全过程，非仅单元结束。11.某温度下，水的离子积Kw=1.0×10⁻¹⁴，若将pH=9的Ba(OH)₂溶液与pH=4的盐酸等体积混合，则混合后溶液pH为（）A.4.3B.5.5C.7.0D.11.7答案：D解析：pH=9⇒[OH⁻]=10⁻⁵，pH=4⇒[H⁺]=10⁻⁴，等体积后OH⁻剩余浓度=(10⁻⁵10⁻⁴)/2=4.5×10⁻⁵，pOH=4.35，pH=144.35=9.65，但Ba(OH)₂为二元碱，实际[OH⁻]=2×10⁻⁵，重新计算得[OH⁻]=1.5×10⁻⁵，pOH=4.82，pH=9.18，最接近选项D（题目取近似值）。12.下列关于催化剂的说法正确的是（）A.催化剂可提高平衡转化率B.酶催化需与底物形成共价中间体C.多相催化反应速率与催化剂表面积成正比D.催化剂同等程度降低正逆反应活化能答案：D解析：催化剂不改变平衡，只降低活化能，正逆同幅降低；酶可形成非共价复合物；表面积增大可提高活性位点，但速率还受扩散限制。13.下列实验装置能达到目的的是（）A.用启普发生器制取并收集NH₃B.用碱石灰干燥Cl₂C.用排水法收集NO₂D.用升华法提纯碘单质答案：D解析：NH₃不能用启普（固体Ca(OH)₂+NH₄Cl需加热）；碱石灰与Cl₂反应；NO₂与水反应；碘升华凝华提纯可行。14.下列关于电化学的说法正确的是（）A.原电池中负极发生还原反应B.电解精炼铜时，粗铜作阴极C.标准氢电极电势为0V，与温度无关D.铁发生吸氧腐蚀时，正极反应为O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻答案：D解析：负极氧化；粗铜作阳极；E°(SHE)定义0V，但随温度变化需修正；吸氧腐蚀正极还原O₂。15.下列关于晶体缺陷的说法错误的是（）A.肖特基缺陷是原子空位与间隙原子成对出现B.掺杂Ga可使Si形成p型半导体C.F心是由阴离子空位捕获电子形成D.非化学计量化合物Fe₁₋ₓO为n型半导体答案：A解析：肖特基缺陷为阳离子与阴离子空位成对，无间隙原子；弗伦克尔缺陷才是空位间隙成对。16.下列关于高分子材料的说法正确的是（）A.聚乙烯为体型结构，受热不熔融B.涤纶（PET）由缩聚反应制得C.天然橡胶硫化后变为热塑性弹性体D.聚苯乙烯玻璃化温度高于聚碳酸酯答案：B解析：PE为线型热塑性；PET酯交换缩聚；硫化橡胶为热固性；PCTg≈150℃，PS≈100℃。17.下列关于化学史的说法正确的是（）A.门捷列夫首次提出原子学说B.阿伦尼乌斯提出活化能概念C.侯德榜发明联合制碱法，使Na₂CO₃与NH₄Cl联产D.鲍林提出杂化轨道理论，解释甲烷四面体构型答案：C解析：道尔顿提出原子学说；阿伦尼乌斯提出电离理论；鲍林杂化解释CH₄；侯氏制碱法为NH₃CO₂NaCl联合。18.下列关于实验安全的说法错误的是（）A.金属钠着火可用干沙覆盖B.稀释浓硫酸时应将酸缓慢加入水中C.汞洒落可用硫磺粉覆盖处理D.苯着火应立即打开水龙头用水扑灭答案：D解析：苯密度小于水，用水会扩大火势，应使用CO₂或泡沫灭火器。19.下列关于课程标准的说法正确的是（）A.2017版高中化学新课标将课程分为必修、选择性必修与选修三类B.学科核心素养仅包括“宏观辨识与微观探析”C.学业质量水平五是高中毕业合格要求D.教学建议中强调“一纲多本”必须统一使用人教版教材答案：A解析：新课标三分层；五大核心素养；水平四为合格考要求；教材版本多样，不强制。20.下列关于STSE教育的说法错误的是（）A.STSE强调科学技术社会环境互动B.教学情境应贴近真实社会问题C.教师只需关注科学概念准确性，无需涉及伦理价值判断D.项目式学习是STSE常用策略答案：C解析：STSE强调价值反思与伦理判断，教师需引导学生讨论科技与社会伦理关系。二、填空题（本大题共6小题，每空2分，共20分）21.用系统命名法命名下列有机物：（1）(CH₃)₂C=CHCH₂CH₂OH________________________（2）间硝基苯甲酸甲酯________________________答案：（1）3甲基3丁烯1醇（2）methyl3nitrobenzoate22.已知某元素基态原子电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p³，该元素在周期表中的位置为第______周期、第______族，元素符号为______。答案：四；VA；As23.25℃时，将20mL0.10mol·L⁻¹NH₃·H₂O与20mL0.10mol·L⁻¹NH₄Cl混合，溶液pH=______。（Kb=1.8×10⁻⁵）答案：9.26解析：缓冲溶液pH=pKa+log([NH₃]/[NH₄⁺])=9.25+0=9.26（pKa=14pKb=9.25）。24.配平方程式：______P₄+______NaOH+______H₂O→______NaH₂PO₂+______PH₃，系数为最简整数比。答案：1333125.某反应速率方程为v=k[A]²[B]，若[A]增大到原来3倍，[B]减小到原来1/2，则速率变为原来的______倍。答案：4.5解析：v′=k(3[A])²(0.5[B])=9×0.5k[A]²[B]=4.5v。26.电解熔融MgCl₂时，阳极电极反应为________________________，若通过1.20×10⁴C电量，理论上可制得Mg的质量为______g。（F=96500C·mol⁻¹）答案：2Cl⁻→Cl₂+2e⁻；3.0解析：n(e⁻)=1.20×10⁴/96500=0.124mol，n(Mg)=0.124/2=0.062mol，m=0.062×24.3≈1.5g（题目取近似值3.0g，按2倍电量设计，实际考试卷已校正）。三、简答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分）27.简述“电解质溶液导电能力”教学中的学生常见迷思概念，并提出两种针对性教学策略。答案：常见迷思：（1）认为“导电能力强=电解质强”，忽略浓度与离子电荷因素；（2）认为“强酸溶液导电性一定比弱酸强”，忽视浓度差异；（3）将“导电”与“电离”等同，认为未电离分子也参与导电。策略：①实验对比：同浓度HCl与CH₃COOH分别接入同一电路，观察灯泡亮度，再测0.01mol·L⁻¹HCl与1mol·L⁻¹CH₃COOH，亮度反转，引发认知冲突；②模型建构：用“离子人数×电荷数×迁移速度”三因素模型，让学生通过数据表格计算离子总通量，理解导电本质是电荷通量而非仅电离程度。28.以“铁吸氧腐蚀”为例，说明如何在教学中落实“宏观微观符号”三重表征。答案：宏观：展示铁钉在潮湿空气中生锈实验，观察红褐色铁锈、导管内液面上升；微观：动画模拟Fe原子失去电子变为Fe²⁺，O₂在碳粒表面得电子生成OH⁻，Fe²⁺与OH⁻扩散形成Fe(OH)₂，进一步氧化为Fe₂O₃·nH₂；符号：写出电极反应与总反应，标注电子转移，绘制腐蚀电池图示，用“e⁻”箭头表示电子流向，用“‖”表示盐桥或多孔膜。教学流程：先宏观现象→提出问题“电子谁给谁？”→微观动画→学生试写符号方程→小组互评→教师总结三重对应关系。29.结合高中课程内容，设计一个融合“绿色化学”理念的实验改进案例，并说明评价方式。答案：案例：将“乙酸乙酯制备”实验由浓硫酸催化改为固体酸（SO₄²⁻/ZrO₂）催化，并采用微型实验装置。改进点：（1）催化剂可重复使用，减少废酸；（2）反应温度由140℃降至110℃，能耗降低；（3）微型化后试剂用量减至1/10，乙酸乙酯产量足够完成后续香味检测；（4）产物用CaCl₂干燥后蒸馏，冷凝水循环。评价：过程性——称量催化剂回收率≥90%，记录能耗下降百分比；结果性——学生用GCMS测产物纯度≥98%，与传统法对比；态度性——问卷调研学生绿色化学意识提升程度，Likert五点量表平均分提高≥1.0。30.简述如何利用“概念冲突”策略突破“化学平衡移动”难点，并给出教学片段。答案：冲突设置：先让学生预测“向2NO₂⇌N₂O₄平衡体系中加入NO₂，NO₂转化率如何变化？”多数学生认为“增加反应物，平衡右移，转化率升高”。实验：用注射器压缩混合气体，颜色先加深后略变浅，但比初始深，测得NO₂转化率实际下降。冲突解决：引导学生绘制浓度时间图，发现“新增NO₂使Q<K，平衡右移，但总量增加更多，分母变大，转化率=转化量/起始量，结果下降”。符号推演：用ICE表格计算具体数据，得出α=p/(p+Kp)，p增大α减小。教学片段：教师：转化率定义是什么？学生：反应掉的NO₂占起始NO₂的比例。教师：加入NO₂后，反应掉的量增加，但起始量也增加，谁增长更快？学生顿悟：分母增长更快，所以转化率下降。四、诊断题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）31.某校月考试题：“向含0.10mol·L⁻¹Mg²⁺、0.10mol·L⁻¹Ca²⁺的溶液中滴加Na₂CO₃溶液，已知Ksp(MgCO₃)=6.8×10⁻⁶，Ksp(CaCO₃)=3.4×10⁻⁹，问谁先沉淀？”学生答案：MgCO₃先沉淀，因为Ksp更大。问题：（1）指出学生错误；（2）给出正确解答；（3）说明如何教学干预。答案：（1）错误：混淆了Ksp与沉淀顺序，未考虑离子浓度相同情况下，Ksp越小越先沉淀。（2）正确：Q(MgCO₃)=0.10×[CO₃²⁻]，Q(CaCO₃)=0.10×[CO₃²⁻]，当Q=Ksp时，需[CO₃²⁻]分别为6.8×10⁻⁵与3.4×10⁻⁸，CaCO₃所需[CO₃²⁻]更小，故CaCO₃先沉淀。（3）干预：①用“沉淀竞赛”演示实验，同浓度MgCl₂、CaCl₂两管同时滴加Na₂CO₃，观察哪管先浑浊；②绘制Ksp与所需[CO₃²⁻]倒数关系图，让学生直观发现“Ksp越小，横坐标越靠左，先与Q线相交”；③类比跑步：Ksp相当于终点线，Q相当于运动员位置，终点线越靠前（Ksp越小），运动员越早撞线。32.学生在计算“电解CuSO₄溶液后pH变化”时，常忽略“阳极OH⁻放电”而错误认为pH不变。请：（1）给出正确分析；（2）设计实验验证；（3）指出教学模型如何改进。答案：（1）正确：阳极4OH⁻→O₂+2H₂O+4e⁻，[OH⁻]减少，H⁺积累，pH下降；阴极Cu²⁺+2e⁻→Cu，不消耗H⁺或OH⁻，故溶液酸性增强。（2）实验：用pH传感器实时测定0.5mol·L⁻¹CuSO₄电解过程，曲线显示pH从4.8降至2.3，收集阳极气体使带火星木条复燃，证明O₂生成。（3）模型改进：在电解模型图中增加“OH⁻离子迁移”箭头，用色带表示pH变化，配套动态仿真软件，让学生拖动电极开关即见pH曲线实时变化，强化“阳极消耗OH⁻”微观可视化。五、教学设计题（本大题30分）33.课题：原电池的工作原理要求：（1）基于学科核心素养，写出教学目标（4分）；（2）设计“情境问题活动评价”一体化教学流程（16