河北 顏建河
研讀考綱 強化模擬
——高考化學主觀題命題方式及解決對策
河北 顏建河
高考如戰場??忌洑v了一輪、二輪的復習,備考進入沖刺階段,如何做到提“效”增“益”?這就要求我們的復習,要做到進一步研讀“考綱”,強化“熱點”,特別是要認真研讀近幾年的高考“真題”,熟悉這些“熱點”所涉及的各種題型的考查方式及切入點,要在強化預測題的“演練”過程中,學會總結,學會反思,努力做到有的放矢。這樣,高考的復習收益、效益才能最大化,高考中才能做到戰無不勝,取得最好成績。
命題方式之一:以圖表、模型、圖形等為核心載體,著力考查基本概念和基本理論知識
《考試大綱》明確指出:化學基本概念和基本理論是高考必考核心內容之一,研讀“考綱”,強化“考點”,才是復習之重中之重。為此,對于高考以圖表、模型、圖形等為核心載體進行命制的“主觀”題,必須認真研究,掌握其題型命題方式。同時,要明確這類題型所涉及的“考點”。即命題著力考查蓋斯定律與熱化方程式、化學反應速率的計算及其影響因素、平衡常數計算及其影響因素、化學平衡移動及其影響因素、電極反應方程式書寫,等等。解決好這類題型的對策:(1)泛讀。瀏覽全題,明確已知和待求解的問題;(2)細讀。把握關鍵字、詞、數量關系、圖表中信息含義等;(3)精讀。深入思考,注意挖掘隱含信息。在認真審題后,根據題目中所給出的文字、圖象、數據等提煉出重要的信息,聯系相關概念、理論和解題技巧等,分析每小題的考查方向,組織答案。同時,書寫答案時要“細心、規范、整潔”,避免無謂失分。
例1 (2017·預測)巴黎時間2015年12月12日,氣候變化巴黎大會達成包括《巴黎協定》和相關決定的巴黎成果,在氣候變化對人類社會和地球構成緊迫的、可能無法逆轉的危險面前握手言和,這為綠色低碳循環發展氣候經濟開啟了新的篇章。為了減少碳排放,將碳的氧化物轉化為可再生利用的燃料,常采取的措施有:


則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)的反應熱為_________________。

實驗數據溫度起始時物質的量/mol平衡時物質的量/mol CO H2__CH3OH CO H2__CH3OH達到平衡所需時間/min_1 650℃_2.0 6.0 0 1.0 5_2 900℃_2.0 6.0 0 1.2 2_3 650℃_1.0 4.0 2.0 a b c t____
回答下列問題:
①實驗1條件下平衡常數K=________________。
②a、b之間可能的關系為_____________。
(3)密閉容器中充有CO與H2在催化劑作用下發生上述反應,已知CO的轉化率(α)與溫度、壓強的關系如下圖所示:

①p1_______________(填“<”“>”或“=”)p2,升高溫度能否實現b點到c的轉化________(填“能”或“不能”),如果不能說明原因:___________________________________。
②a、c兩點的反應速率為va_______________(填“<”“>”或“=”)vc。
③在不改變反應物用量情況下,為提高CO轉化率可采取的措施是___________________________________(至少寫出三條)。
分析與解答 本題是一道以圖表、模型、圖形等為核心載體進行命題的常考題型,著力考查基本概念和基本理論知識。涉及化學平衡常數,蓋斯定律,平衡移動原理等相關知識,試題有一定難度。為此,解決好這類題型的關鍵就是認真讀題,仔細觀察試題給予的圖表、圖形等相關信息,并從中提煉出有用的規律,再結合所學相關知識來尋找解決問題的切入點。
(1)根據蓋斯定理,則有ΔH=3×ΔH1-ΔH2=-131.9kJ·mol-1。(2)①K=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)],代入數據可得K=0.25;②消耗CO為(1.0-a)mol,則消耗H2為2(1.0-a)mol,則有4mol-2(1.0-a)mol=b mol,b=2a+2。(3)①a點與b點溫度相同,b點的轉化率小于a點,b點到a點,平衡正向移動,則壓強增大,所以p1<p2;b點與c點的轉化率是相同的,而升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉化率是降低的,所以不能通過溫度的改變實現b點與c點的轉化;②c點的溫度高,反應速率快;③要提高CO的轉化率,采取使平衡正向移動的措施就能達到。
答案:(1)-131.9kJ·mol-1(2)①0.25 ②b=2a+2 (3)①< 不能 b點與c點的轉化率是相同的,而升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉化率是降低的 ②<③降溫,加壓,將甲醇從混合體系中分離出來
命題方式之二:以化學工藝流程(框圖信息)為核心載體,著力考查元素化合物相關知識
《考試大綱》明確指出:常見無機物及其運用是高考必考核心內容之一,研讀“考綱”,強化“考點”,才是復習之重中之重。為此,對于高考中以化學工藝流程(框圖信息)為核心載體進行命制的“主觀”題,必須認真研究,掌握其題型命題方式。同時,要明確這類題型所涉及的“考點”。即命題著力考查運用化學反應原理和元素化合物的相關知識來解決工業生產中實際問題的能力。特別是考點中所涉及的離子方程式書寫、氧化還原反應和化學平衡移動等相關知識。解決好這類題型的對策:(1)從題干中獲取有用信息,了解生產的產品。(2)分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程:①反應物是什么;②發生了什么反應;③該反應造成了什么后果,對制造產品有什么作用。抓住一個關鍵點:一切反應或操作都是為獲得產品而服務。(3)從問題中獲取信息,了解流程后著手答題。對反應條件的分析可從以下幾個方面著手:①對反應速率有何影響?②對平衡轉化率有何影響?③對綜合生產效益有何影響?原料成本,原料來源是否廣泛、是否可再生,能源成本,對設備的要求,環境保護(從綠色化學)方面作答。
例2 (2017·預測)釩(V)及其化合物廣泛應用于工業催化、新材料和新能源等領域,釩的用途十分廣泛,有金屬“維生素”之稱。接觸室中廢釩催化劑含V2O5、VOSO4、K2SO4和SiO2等,從廢釩催化劑回收得到V2O5的主要流程如下:

請回答下列問題:
(1)在VOSO4中,Ⅴ元素的化合價為________,①中所得廢渣的成分是_____________(寫化學式),操作Ⅰ的名稱_____________。
(2)步驟②③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機萃取劑):
R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機層2RAn(有機層)+nH2SO4(水層)
則②中萃取時必須加入適量堿,其原因是___________________________________;③中X試劑為________。
(3)配平④中反應的離子方程式:

(4)流程中,可以循環利用的物質有_________和________。
(5)25℃時,取樣進行試驗分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關系如下表:

____pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1釩沉淀率%88.1 94.8 96.5 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1 89.3
結合上表,在實際生產中,⑤中加入氨水,調節溶液的最佳pH為_________;若釩沉淀率為93.1%時不產生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+)<_________。(已知:25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
分析與解答 本題是一道以化學工藝流程(框圖信息)為核心載體進行命題的??碱}型,著力考查運用化學反應原理和元素化合物的相關知識來解決工業生產中實際問題的能力。涉及離子方程式的書寫、氧化還原反應、化學平衡移動原理等相關知識,試題難度不大。為此,解決好這類題型的關鍵就是認真讀題,仔細觀察試題給予的圖表和化工工藝流程等相關信息,從中抓住流程所涉及的核心反應及轉化關系,并結合試題中的設問來尋找解決問題的切入點。
(1)略。(2)②中萃取時必須加入適量堿,其原因是加入堿中和前邊反應產生的硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率;③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進行,可以加入硫酸抑制平衡正向進行。(3)根據電荷守恒及電子守恒,結合質量守恒定律,可配平離子方程式。(4)根據流程示意圖分析即可。(5)25℃時,釩沉淀率和溶液pH之間關系從表格數據可知:pH為1.7、1.8時釩沉淀率最高,調節溶液的最佳pH為1.7~1.8,若釩沉淀率為93.1%,則pH=2.0,c(H+)=10-2mol/L,c(OH-)=10-12,此時不產生Fe(OH)3沉淀,根據Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,則溶液中c(Fe3+)<Ksp[Fe(OH)3]÷c3(OH-)=2.6×10-39÷(10-12)3=2.6×10-3mol/L。
答案:(1)SiO2過濾 (2)加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率 H2SO4(3)1 6 9 6 1 18 (4)氨氣(或氨水) 有機萃取劑 (5)1.7~1.8 2.6×10-3mol/L
命題方式之三:以初步的實踐科學探究為核心載體,著力考查化學實驗的設計和操作知識
《考試大綱》明確指出:化學實驗是高考必考核心內容之一,研讀“考綱”,強化“考點”才是復習之重中之重。為此,對于高考中以初步的實踐科學探究為核心載體進行命制的“主觀”題,必須認真研究,掌握其題型命題方式。同時,要明確這類題型所涉及的“考點”。即命題著力考查綜合實驗能力,特別是物質制備、物質性質驗證或探究型實驗以及實驗方案的評價和簡單實驗方案的設計,等等。解決好這類題型的對策:(1)明確實驗的目的和原理。實驗原理可從題給的化學情境(或題中所給實驗目的)并結合元素化合物等有關知識獲?。唬?)厘清實驗操作的先后順序。根據實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程,確定實驗操作的方法步驟,把握各步實驗操作的要點,厘清實驗操作的先后順序;(3)分析各項實驗裝置的作用。在分析解答過程中,要認真細致地分析圖中所示的各項裝置,并結合實驗目的和原理,確定它們在該實驗中的作用;(4)得出正確的實驗結論。在分析實驗現象(數據)的過程中,要善于找出影響實驗成敗的關鍵以及產生誤差的原因,或從有關數據中歸納出定量公式,繪制變化曲線等。同時,強調實驗在化學學科中的重要地位,有條件的話,要讓學生重新走進實驗室,動手重做典型的實驗。
例3 (2017·預測)甲基丙烯酸甲酯是有機玻璃單體,為無色透明溶液。實驗室制備甲基丙烯酸甲酯的反應,裝置示意圖和有關信息如下:


藥品相對分____________子質量熔點(℃)___(℃)溶解性密度(g·cm-3沸點甲醇32-98-64.5與水混溶,易溶______________________________________于有機溶劑0.79甲基丙烯酸86 15 161溶于熱水,易溶______________________________________于有機劑1.01甲基丙烯__酸甲酯100-48 100微溶于水,易溶于有機溶劑______________0.944
實驗步驟如下:
向100mL燒瓶中依次加入:15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL無水甲醇、適量的濃硫酸;按右圖連接裝置,加熱燒瓶中混合液,通過分水器分離出水,用錐形瓶盛接收集產生的水;當不再有水生成,停止加熱;冷卻后用試劑X洗滌燒瓶中的混合溶液并分離;取有機層混合液減壓蒸餾,得到較純凈的甲基丙烯酸甲酯。請回答下列問題:

(1)A 裝置的名稱是________________。
(2)上述實驗中濃硫酸有提高甲基丙烯酸甲酯產率的作用,其原理:__________________。但是濃硫酸過多,產率降低,原因是__________________________________________。
(3)上述實驗可能生成的副產物結構簡式為_________________________(填一種即可)。
(4)試劑X宜選擇________(填字母)。
A.飽和食鹽水 B.氫氧化鈉溶液
C.飽和碳酸鈉溶液 D.飽和氯化銨溶液
(5)步驟④中分離有機物操作必需的玻璃儀器主要有______________________________________________________。
(6)實驗結束收集分水器分離出的水,并測得質量為2.70g,計算甲基丙烯酸甲酯的產率約為________(結果保留三位有效數字)。實驗中甲基丙烯酸甲酯的實際產率總是小于此計算值,其原因不可能是________(填字母)。
A.分水器收集的水里含甲酯
B.實驗條件下發生副反應
C.產品精制時收集部分低沸點物質
D.產品在洗滌、蒸發過程中有損失
分析與解答 本題是一道以初步實踐科學探究為核心載體進行命題的常考題型,著力考查知識遷移能力、判斷分析能力和從相關材料中獲取信息的能力。涉及實驗儀器的作用、物質的除雜、有機物中常見的分離收集等相關知識,試題難度不大。為此,解決好這類題型的關鍵就是要抓實驗儀器的作用、物質除雜、催化劑等知識,了解減壓蒸餾目的,即減壓降低物質的熔沸點以及氣體的溶解性,從而結合試題中的設問來尋找解決問題的切入點。

答案:(1)球形冷凝管 (2)濃硫酸吸收生成的水,促進酯化可逆反應向正方向移動 濃硫酸量多,濃硫酸具有強氧化性,能氧化有機反應物,若濃硫酸過多則副反應增多,產率降低 (3)CH3OCH3(4)C (5)燒杯、玻璃棒、分液漏斗 (6)85.2% C
命題方式之四:以有機物制備及有機合成路線為核心載體,著力考查有機化學相關知識
《考試大綱》明確指出:常見有機物及運用是高考必考核心內容之一,研讀“考綱”,強化“考點”才是復習之重中之重。為此,對于高考中以有機物制備及有機合成路線為核心載體進行命制的“主觀”題,必須認真研究,掌握其題型命題方式。同時,要明確這類題型所涉及的“考點”。即命題著力考查以有機物的衍變關系而設計的推斷或合成題。這類試題通常以新藥、新的染料中間體、新型有機材料的合成作為載體,引入新的信息,組合多個化合物的反應,合成具有指定結構的產物,從中引出相關的各類問題,推斷各有機物的結構特點和所含官能團、判斷反應類型,考查化學方程式的書寫、書寫同分異構體、設計產物的合成路線,等等。解決好這類題型的對策:(1)目標有機物的判斷:判斷目標有機物屬于哪類有機物,分析目標有機物中碳原子的個數、碳鏈組成與原料、中間物質的組成關系;(2)目標有機物的拆分:根據給定原料,利用反應規律把目標有機物分解成若干個片段,找出官能團引入、轉換的途徑及保護方法;(3)思維能力要求有:思維的深刻性(演繹推理)、思維的靈活性(知識的遷移,觸類旁通)和思維的批判性(判斷與選擇)等。即觀察目標分子的結構(目標分子的碳架特征,及官能團的種類和位置)→由目標分子和原料分子綜合考慮設計合成路線(由原料分子進行目標分子碳架的構建,以及官能團的引入或轉化)→對于不同的合成路線進行優選(以可行性、經濟性、綠色合成思想)。同時,要讀懂題目,找出有用信息,對于新的有機反應歷程,必須弄清來龍去脈,找出解題切入口。
例4 (2017·預測)有機物W可用作調香劑、高分子合成中間體,它的一種合成路線如下所示:

已知:①化合物E核磁共振顯示有4個峰,峰面積之比為3∶3∶1∶1;

回答下列問題:
(1)A的系統命名為_________________,D中官能團名稱是________。
(2)①②的反應類型分別為________、________。
(3)寫出符合下列條件的F的同分異構體________。
Ⅰ.芳香族化合物;Ⅱ.4種不同化學環境的氫原子;Ⅲ.與FeCl3溶液發生顯色反應。
(4)反應④的化學方程式是_______________________;反應⑤的化學方程式是_________________。
(5)由苯經如下步驟可合成F:

反應條件1所選用的試劑為________,反應條件2所選用的試劑為________;I的結構簡式為____________。
分析與解答 本題是一道以有機物的制備合成路線為核心載體進行命題的??碱}型,著力考查利用題給信息,對信息進行選擇、提煉、加工和運用的能力。涉及有機物結構的書寫、反應類型的判斷和合成路線的設計,試題有一定難度。為此,解決好這類題型的關鍵就是認真讀題,仔細分析有機物的結構、官能團的轉化,從中抓住產物的結構、性質、實驗現象、反應類型這條主線,并結合試題中的設問來尋找解決問題的切入點。
根據有機合成路線分析可知,A和氯氣發生加成反應生成二氯取代物B;B經反應②鹵代烴的取代反應生成C為CH3CH2C(CH3)(OH)CH2(OH);C經反應③醇的氧化反應生成D為CH3CH2C(CH3)(OH)COOH;D經反應④醇的消去反應生成E為CH3—CH C(CH3)—COOH;E和F(C6H5—CH2—OH)經反應⑤酯化反應生成W為CH3—CH C(CH3)—COO—CH2—C6H5。結合題給問題,利用所學相關有機化學基礎知識,則試題中的各個問題可迅速給予解答。
答案:(1)2-甲基-1-丁烯 羥基 羧基 (2)加成反應

命題方式之五:以物質的結構、性質為核心載體,著力考查物質結構與性質的相關知識
《考試大綱》明確指出:物質結構與性質是高考必考核心內容之一,研讀“考綱”,強化“考點”才是復習之重中之重。為此,對于高考中以物質的結構、性質為核心載體進行命制的“主觀”題,必須認真研究,掌握其題型命題方式。同時,要明確這類題型所涉及的“考點”。即命題著力考查在原子結構與物質方面所涉及的核外(價層)電子排布式或軌道表示式(電子排布圖),電離能、電負性的大小判斷;在分子結構與性質方面有σ鍵、π鍵、分子極性、價層電子對數、孤電子對數、分子空間構型和氫鍵的判斷與分析;在晶體結構與性質方面有晶體熔、沸點的比較、晶體類型的判斷、晶胞的有關配位數及其微粒計算,等等。為此,解決好這類題型的對策:用好課本,熟悉教材中的如下相關內容:(1)1~36號元素原子或離子的核外電子的排布(尤其是第四周期元素);(2)元素電離能和電負性分別與元素性質的關系;(3)各類化學鍵(含共價鍵的“三參數”、配位鍵等)與物質組成、性質的關系;(4)分子間作用力、氫鍵與物質性質的關系;(5)四類晶體的構成微粒以及微粒間作用力與晶體性質的關系;(6)鍵的極性與分子極性的關系;雜化軌道“三類型”與簡單分子或者離子的空間結構的關系,等等。認真讀題,掌握“物質結構與性質”相關內容,才可迅速找到解決問題的切入點。
例5 (2017·預測)鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質是Cu4O(PO4)2,可通過下列反應制備:

回答下列問題:
(1)上述方程式中涉及的N、O元素電負性由小到大的順序是________。
(2)基態S的價電子排布式為_____________;與Cu同周期且最外層電子數相等的元素還有_____________(填元素符號)。
(4)在硫酸銅溶液中加入過量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,則1mol CN-中含有的π鍵的數目為________。
(5)銅晶體為面心立方最密堆積,銅的原子半徑為127.8pm,列式計算晶體銅的密度:________。
(6)下表列出了含氧酸酸性強弱與非羥基氧原子數的關系。

_____名稱______次氯酸磷酸硫酸高氯酸HO HO HO結構式Cl—OH P S→→Cl→→OO→OO→HO H HO O OO非羥基氧原子數0 1 2 3_________酸性________弱酸中強酸強酸最強酸
由此可得出的判斷含氧酸強弱的一條經驗規律是____________。亞磷酸(H3PO3)也是中強酸,它的結構式為_________________,亞磷酸與過量氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為_________________。
分析與解答 本題是一道以物質的結構、性質為核心載體進行命題的??碱}型,著力考查考抽象思維能力、空間想象能力以及知識遷移能力。涉及外電子運動狀態、化學鍵類型、雜化軌道的判斷、分子的空間構型及晶體的結構等相關知識,試題難度大。為此,解決好這類題型的關鍵就是認真讀題、讀圖,利用好物質結構與性質的運用、化學鍵類型的判斷、晶胞的計算,等等,再結合試題中的設問來尋找解決問題的切入點。
(1)略。(2)略。(3)略。(4)在硫酸銅溶液中加入過量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,則1mol CN-中含有的π鍵的數目為2 NA。(5)銅晶體為面心立方最密堆積,依據密度=質量/體積,則有9.0g·cm-3。(6)略。
答案:(1)N<O (2)3s23p4K、Cr (3)正四面體sp3(4)2 NA(5)9.0g·cm-3(6)含氧酸分子結構中含非羥基氧原子數越多,該含氧酸的酸性越強 H3PO3+
(作者單位:河北省衡水市故城縣教育局)