2024年高考化学真题完全解读(北京卷)
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北京市
2024年北京市普通高中学业水平等级性考试化学试卷,以《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》为命题依据,紧扣时代主题,落实“立德树人”根本任务,体现稳中求进、稳中创新的命题原则,凸显对化学学科核心素养的考查,彰显化学学科特色和学科价值,突出对化学学科关键能力的考查,注重对化学研究方法、研究过程的理解和迁移应用。试题立足北京的教学特点和学生学习实际,巧妙地融合各模块的知识内容,倡导学以致用,提升思维品质,很好地体现了基础性、时代性、应用性、综合性、创新性和发展性,进一步发挥等级考在促进高中、高校育人衔接中的重要作用,服务首都化学教育高质量发展。
一、强化价值引领,发挥育人功能
化学试题坚持落实立德树人根本任务,“五育”并举,体现科学教育的育人功能,落实全面发展的育人目标。试题从促进学生德智体美劳全面发展、服务创新人才选拔、引导投身科技强国建设等方面,积极落实、宣传党的二十大精神,充分发挥价值导向功能,服务国家所需人才的选拔培养。试题以中国传统节日习俗、我国科学家对化学化工发展的贡献、我国科技前沿新成果等为载体,体现对中华优秀传统文化的传承,体现科学家爱国奉献、为国争光的精神,体现科技创新在我国现代化建设中的重要作用,增强民族自信、文化自信、科技自信。
如:第1题,展现我国科技成果,利用激光操控方法,实现对同位素41Ca的灵敏检测及应用,体现我国在科学领域的成就和创新能力,增强学生的民族自豪感和爱国情怀。第11题,利用CO2为原料合成新型可降解高分子,为“碳中和”提供新思路,展示科技前沿,体现可持续发展和“绿色化学”理念,强化环保意识和社会责任感,凸显化学的社会价值。第16题,利用不同的氮源制备HNO3,通过对制备方法发展的解读,理解电解法作为N2直接利用的新思路,体会科学家的思维,感受科学研究的意义,感悟科学精神,激发学生对科学的热爱,增强学生的社会责任感、时代使命感。
二、注重依据课标,促进课堂增效
高中化学基础内容包括物质结构理论、典型化合物的性质、化学反应原理、基本化学实验操作方法和实验设计思想。试题强调高中化学基础知识和基本技能,聚焦分析问题与解决问题的根本能力,设问与答案设计呼应教材核心内容,命题在教考衔接上精耕细作,全面考查了化学学科特点和化学研究基本方法、化学基本概念和基本理论、常见无机物及其应用、常见有机物及其应用、化学实验基础知识等必备知识,体现了测试的基础性要求。试题助推“双减”持续深入推进,凸显校园学习的重要性,引导学生回归课堂和教材。积极探索课标要求、教材内容在考试中的体现,促进新高考与新课程、新课标和新教材的协调联动。继续坚持贴近教材,助力“双减”。
如:选取教材中素材,第3题酸性锌锰干电池,第7题工业生产制取硫酸的原理,第7题和第8题均为教材实验;第15题新教材内容按照教学实际,考查基础,引导中学夯实基础教学。第16题以氨为氮源催化氧化制备硝酸,第17题乙酸乙酯的制备等素材均来自教材。依据课标设问,第17题有机推断题中羰基碳原子碳氢键极性强,易断裂原因的解释,符合课标对“认识化学键极性与有机反应的关系”的要求;贴近教学考查主干,
三、注重关键能力,测评学习潜能
服务国家科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,助力创新型人才选拔是今年化学学科命题的重要目标。命题秉持“素养立意”理念,以国家经济社会发展、科学技术进步、生产生活实际等真实情境创设真实任务,引导考生养成学以致用的务实作风,以投身社会主义现代化建设的主人翁精神持续学习,报效祖国。考查考生创造性解决实际问题的能力,体现了创新思维、创新方法的重要价值,鼓励弘扬创新精神。试题丰富核心素养考查路径,注重结构化知识、关键能力、思想方法与思维品质的考查,通过设计问题梯度,展现考生能力层级。
如:如第10题以氯资源再利用为素材,考查元素守恒的观念。第17题以解释有机化合物中氟原子的作用、依据断键和成键确定有机化合物的结构等设问,凸显对“结构决定性质”学科观念的考查。第14题研究不同条件下KMnO4与KI的反应,考查学生运用氧化还原反应规律、定性与定量相结合及对比等方法,分析化学变化的动态过程。第19题通过对实验现象进行分析、研究和反思,考查逻辑推理的能力,体现敢于质疑、严谨论证、去伪存真的科学精神。
四、注重融合应用,彰显化学价值
化学试题注重贯彻落实新课程理念,以化学真实问题情境作为载体,试题素材情境取材广泛,围绕与化学关系密切的材料、环境、能源与生命等领域,通过对应用于社会生产实践中化学原理的考查,以解决问题为目标,充分体现出化学学科推动科技发展和人类社会进步的重要作用,凸显化学学科的社会价值,很好地发挥了育人功能。试题坚持联系生产实际,创设真实问题情境,把学校教育同社会大课堂结合起来,考查实践能力。试题以具有针对性、启发性、过程性和科学性的真实情境为测试载体,考查分析解决实际问题的能力。在实际问题解决过程中,注重对学科本质的考查,知识融合度高。
如:第17题融合了有机化学基础、物质结构与性质和化学反应原理等模块的知识,体现出实际问题的复杂性和综合性。第18题融合元素化合物、反应速率、电化学等知识解决由黄铜矿生产纯铜工艺中的问题,第19题通过实验验证理论分析的探究过程,融合金属及其化合物、溶液中的离子检验、实验设计、平衡移动等知识,突出了对科学探究与创新意识的考查。
五、丰富呈现形式,信息获取加工
化学是一门实践应用性极强的学科,信息获取与加工能力对于化学研究至关重要。试题通过解读图、表,获取信息并与已有知识进行关联解决问题,是化学思维的重要方面。北京化学试题通过提供多种图表形式的信息,深入考查学生的信息获取与加工能力。
如:电池构造示意图、分子结构和晶体结构示意图、实验操作示意图、反应机理示意图、工艺流程示意图、有机合成路线图、实验数据图表等,学生需要理解所给信息,根据图文综合分析,并对相关数据进行加工应用。设问层层递进,步步深入,全面地考查了考生对反应原理领域各方面知识的掌握情况。
六、注重学科特征,凸显化学特色
化学实验最能体现学科特色,试题注重对基础实验和探究实验的考查,要求学生多角度、多层面对实验基础知识、反应规律和原理进行综合运用。通过实验探究过程,引导学生进行证据推理、归纳总结,获得合理结论。试题通过情境任务设计,引导考生进行证据推理和归纳总结合理结论,培养发展考生的思维能力,加强学科思想方法在化学教育各阶段的衔接。试题有利于引导中学开展实验教学,引导考生在实践中培养学科思维,在思考中理解学科本质。实验考查应促进考生掌握基本的化学实验方法和技能,体验实验探究的基本过程,进一步发展考生解决综合实验问题的能力,避免“黑板实验”和“思维实验”。如:第6题实验基本操作的考查引导考生走进实验室;第9、10、11、13等题注重引导学生从微观视角理解化学过程,第19题注重考查学生的实验意识、证据推理等方面的科学素养。
实验探究题是北京卷的一大特色,化学试题第19题在保持往年注重考查证据推理等实验探究能力的基础上,开始探索实验考查的多元化,首先依据金属活动性顺序,判断Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属,接着开展实验探究。实验中,当现象与理论分析不一致时,再次进行分析及探究,通过自主设计实验,排除干扰因素,重新获取证据,证实了理论分析的结果,凸显了理论的价值。
“教育兴则国家兴,教育强则国家强”。2024年北京市高考化学试题坚持北京命题理念,试题结合学科特色,注重基础聚焦素养,关联教材摒弃题海,重视潜能启迪思维,培养探究科学精神,为高层次思维水平的展现提供更多可能,切实促进首都化学教育人才培养模式的转变。
一是基础试题比例略微增大,选择题加大了基础试题分值,非选择题各题均设置基础设问;
二是注重考生十二年的基础积累,第6题浓硫酸的稀释来源于初中化学教材,启发基础培养的持续性;
三是实验探究题为北京卷的一大特色,今年化学卷开始探索实验的多元化考查,这有利于引导中学从多角度开展实验教学,发挥其在化学学习中的重要作用。
一、建立学科基本观念,优化复习教学模式
化学学科观念既是人们对化学学科认知的结果,又能指导人们如何看待化学问题、选择何种途径解决化学问题,因此在学科知识与学科思维中起统摄作用。而不少教师只重视化学事实性知识的教学,轻视学生化学观的形成教育,致使学生化学认知素养不足。复习教学强调从新的角度和高度引导学生对已学知识进行再学习。教学中应以学生原有的知识经验为基础,通过设置多样化的学习活动,探索建立用化学基本观念来统摄知识建模与思维建模的教学模式。这一教学模式的基本程序包括:设置合适的专题,厘清专题中的核心概念,提炼与专题内容融合的基本观念,分解基本观念的内容属性和思维属性,编制实现学科观念双重属性建构的研究案例,探究实现知识与思维的建构,感悟观念在统摄知识与思维的价值。帮助学生补缺补漏、知识整合与能力提升。
二、体现化学学科特点,强化实验探究教学
化学是一门以实验为基础的科学,实验是测定物质组成与结构、研究性质及变化规律、实现物质分离与提纯等的重要方法与手段,在化学教学中有不可替代的教育功能与地位。新课程大幅度地增加了实验探究活动,复习教学中,对于实验教学不应满足于实验基本操作的训练,更应作为物质及其变化研究的方法与手段,从而充分发挥实验(包括有机实验)的认知功能、方法论和教学论功能和在培养学生化学学科核心素养的重要作用。复习中,应再创设适宜的探究情境,引导学生经历“提出问题—作出猜想—设计方案—得出结论—反思评价”等过程;要求学生对比、归纳、总结常见仪器装置的使用原理、用途特点和规律;领会实验操作的实质与内涵:对操作原理的认识(解决实验操作理论依据的问题),对操作方法的认识(解决如何操作的问题),对操作目的的认识(解决为何要安排这样操作的问题),对错误操作造成后果的认识(解决为何要这样操作的问题),掌握科学规范地进行实验操作的技能;加强实验目的、步骤和原理分析,学会控制条件、使用仪器、观察分析、得出结论、解释结果、设计或评价或改进简单的实验方案。多问“怎样做”“为什么这样做”“还可以如何做”,培养与发展学生的实验探究能力。
三、培养学科思维方式,准确运用化学术语
培养学科思维方式,准确运用化学术语,提高学生的答题能力是复习不可忽略的一个重要环节。化学学科中常用的思维方法有非逻辑思维中的直觉思维、想象思维和联想思维,逻辑思维中的分析与综合、归纳与演绎、类比与假设,发散思维中的逆向思维、侧向思维和多向思维等等。在复习训练中,把学生置于一种仿真的环境,通过对一些典型专题、案例的分析和归纳,引导学生去细心体会、总结、交流,发展化学学科思维能力。例如,离子反应:从微观角度认识在溶液中发生化学反应的物质的性质,初步建立起研究水溶液体系的思路方法;氧化还原反应:对化学反应、化学物质分类提出新视角,并指导物质性质的研究——通过抓住组成物质的核心元素的价态进行物质性质及反应的预测,等等。化学用语是用于表示物质微观组成、结构及物质变化的化学符号系统,其格式严谨、内涵丰富,是化学学习、交流及成果传承不可或缺的核心工具,是化学学科思维方式三大表征之一、复习教学中,要特别加强化学方程式、热化学方程式、离子方程式、电极反应式、电离方程式以及化学式、结构简式、电子式、电子排布式、化学专用名词等的规范使用,并通过简答题的训练,提高用规范的语言文字表达化学问题的能力。
四、牢牢把握经典母题,实现在反思中提升
进入复习教学,将不可避免地进行相当强度的习题训练、考试评价和有针对性的讲评教学。结合历年高考母题,选取试题素材情境进行针对训练,可围绕与化学关系密切的材料、生命、环境、能源与信息等领域,通过对应用于社会生产实践中化学原理的考查,充分体现出化学学科推动科技发展和人类社会进步的重要作用,凸显化学学科的社会价值。习题训练不能只强调解题熟练度,缺乏思维导引。为做好“练—讲—评”教学,实现在纠错中提升的目的,应把握“五核心”,即试题的核心知识、核心技能、核心能力、核心方法和核心价值;增强“四意识”,即资源意识(确定题目的功能价值,求精不求广)、目标意识(练习应达成的目标)、过程意识(讲评的效度取决于学生思维发展过程和程度)、评价意识(包括暴露学生答题情况的前评价和讲评后学生达成情况的评价);关注“三思维”(命题者思维、应答者思维和讲评者思维)的交互;落实“三方面”(铺路引导、做好归纳、整体感悟和提升)。
一、选择题:本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.我国科研人员利用激光操控方法,从原子束流中直接俘获原子,实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年,是的17倍,可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是
A.的原子核内有21个中子
B.的半衰期长,说明难以失去电子
C.衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间
D.从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化
2.下列化学用语或图示表达不正确的是
A.的电子式:B.分子的球棍模型:
C.的结构示意图:D.乙炔的结构式:
3.酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法正确的是
A.石墨作电池的负极材料B.电池工作时,向负极方向移动
C.发生氧化反应D.锌筒发生的电极反应为
4.下列说法不正确的是
A.葡萄糖氧化生成和的反应是放热反应
B.核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C.由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D.向饱和的溶液中加入少量鸡蛋清溶液会发生盐析
5.下列方程式与所给事实不相符的是
A.海水提溴过程中,用氯气氧化苦卤得到溴单质:
B.用绿矾()将酸性工业废水中的转化为
C.用溶液能有效除去误食的
D.用溶液将水垢中的转化为溶于酸的:
6.下列实验的对应操作中,不合理的是
A.AB.BC.CD.D
7.硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
8.关于和的下列说法中,不正确的是
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去
D.室温下,二者饱和溶液的差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
9.氘代氨()可用于反应机理研究。下列两种方法均可得到:①与的水解反应;②与反应。下列说法不正确的是
A.和可用质谱法区分
B.和均为极性分子
C.方法①的化学方程式是
D.方法②得到的产品纯度比方法①的高
10.可采用催化氧化法将工业副产物制成,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A.Y为反应物,W为生成物
B.反应制得,须投入
C.升高反应温度,被氧化制的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
11.的资源化利用有利于实现“碳中和”。利用为原料可以合成新型可降解高分子P,其合成路线如下。
已知:反应①中无其他产物生成。下列说法不正确的是
A.与X的化学计量比为
B.P完全水解得到的产物的分子式和Y的分子式相同
C.P可以利用碳碳双键进一步交联形成网状结构
D.Y通过碳碳双键的加聚反应生成的高分子难以降解
12.下列依据相关数据作出的推断中,不正确的是
A.依据相同温度下可逆反应的Q与K大小的比较,可推断反应进行的方向
B.依据一元弱酸的,可推断它们同温度同浓度稀溶液的大小
C.依据第二周期主族元素电负性依次增大,可推断它们的第一电离能依次增大
D.依据的氢化物分子中氢卤键的键能,可推断它们的热稳定性强弱
13.苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓作催化剂
14.不同条件下,当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应,结果如下。
已知:的氧化性随酸性减弱而减弱。
下列说法正确的是
A.反应①,
B.对比反应①和②,
C.对比反应①和②,的还原性随酸性减弱而减弱
D.随反应进行,体系变化:①增大,②不变
二、非选择题:本部分共5题,共58分。
15.锡()是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。
(1)位于元素周期表的第5周期第IVA族。将的基态原子最外层轨道表示式补充完整: 。
(2)和是锡的常见氯化物,可被氧化得到。
①分子的模型名称是 。
②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成σ键。
(3)白锡和灰锡是单质的常见同素异形体。二者晶胞如图:白锡具有体心四方结构;灰锡具有立方金刚石结构。
①灰锡中每个原子周围与它最近且距离相等的原子有 个。
②若白锡和灰锡的晶胞体积分别为和,则白锡和灰锡晶体的密度之比是 。
(4)单质的制备:将与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至,由于固体之间反应慢,未明显发生反应。若通入空气在下,能迅速被还原为单质,通入空气的作用是 。
16.是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。
(1)方法一:早期以硝石(含)为氮源制备,反应的化学方程式为:。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
(2)方法二:以为氮源催化氧化制备,反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究:在容积可变的密闭容器中,充入和进行反应。在不同压强下(、),反应达到平衡时,测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。
(3)方法三:研究表明可以用电解法以为氨源直接制备,其原理示意图如下。
①电极a表面生成的电极反应式: 。
②研究发现:转化可能的途径为。电极a表面还发生iii.。iii的存在,有利于途径ii,原因是 。
(4)人工固氮是高能耗的过程,结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。
17.除草剂苯嘧磺草胺的中间体M合成路线如下。
(1)D中含氧官能团的名称是 。
(2)A→B的化学方程式是 。
(3)I→J的制备过程中,下列说法正确的是 (填序号)。
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将J蒸出,都有利于提高I的转化率
b.利用饱和碳酸钠溶液可吸收蒸出的I和乙醇
c.若反应温度过高,可能生成副产物乙醚或者乙烯
(4)已知:
①K的结构简式是 。
②判断并解释K中氟原子对的活泼性的影响 。
(5)M的分子式为。除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇。由此可知,在生成M时,L分子和G分子断裂的化学键均为键和 键,M的结构简式是 。
18.利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是 。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
(3)矿石和过量按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;和时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
①温度低于,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是 。
②温度高于,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。
(4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。
(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的溶液做电解液,并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是 。
19.某小组同学向的的溶液中分别加入过量的粉、粉和粉,探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
(1)理论分析
依据金属活动性顺序,中可将还原为的金属是 。
(2)实验验证
①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液,滴加溶液,证明都有生成,依据的现象是 。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成,用平衡移动原理解释原因 。
③对实验Ⅱ未检测到单质进行分析及探究。
i.a.甲认为实验Ⅱ中,当、浓度较大时,即使与反应置换出少量,也会被、消耗。写出与、反应的离子方程式 。
b.乙认为在为3~4的溶液中即便生成也会被消耗。设计实验 (填实验操作和现象)。
证实了此条件下可忽略对的消耗。
c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在粉上,阻碍了与的反应。实验证实了粉被包裹。
ii.查阅资料:开始沉淀的约为1.2,完全沉淀的约为3。
结合a、b和c,重新做实验Ⅱ,当溶液为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制, (填实验操作和现象),待为3~4时,取出固体,固体中检测到单质。
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ,解释实验Ⅲ的固体中检测到单质的原因 。
题号
难度
考查内容
详细知识点
选择题
1
中
同位素
物理变化与化学变化;原子中相关数值及其之间的相互关系;元素、核素、同位素
2
易
化学用语
结构式、结构简式、比例模型、球棍模型、最简式;电子式的书写与判断;乙炔分子的组成
3
易
原电池
锰锌干电池及其工作原理
4
易
认识有机物
葡萄糖在人体内的主要反应;氨基酸的成肽反应;蛋白质的盐析;核酸的组成与结构
5
中
离子方程式正误判断
离子方程式的正误判断;沉淀转化;卤素单质的置换反应;
6
易
化学实验基本操作
硫酸物理性质;酸碱中和滴定实验基本操作及步骤;配制一定物质的量浓度的溶液的步骤、操作;蒸发与结晶
7
中
工艺流程分析
硫酸的工业制法及其工艺特点
8
中
无素及其化合物
碳酸氢钠的不稳定性;碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化;碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较;盐类水解规律理解及应用;
9
中
物质结构与性质
盐类水解的应用;利用杂化轨道理论判断分子的空间构型;极性分子和非极性分子
10
中
化学反应机理
氧化还原反应的概念判断;催化剂对化学反应速率的影响;化学平衡常数的影响因素及应用
11
中
官能团结构与性质
加聚反应;缩聚反应;多官能团有机物的结构与性质;化学科学对人类文明发展的意义
12
易
物质性质推断
化学平衡常数的影响因素及应用;电离能的概念及变化规律;键能、键长、键角;电离平衡常数和电离度;
13
中
化学反应与能量
化学能与物质稳定性之间的关系;活化能对反应速率的影响;苯分子结构的特点;苯的加成反应
14
中
氧化还原反应、化学计算
化学方程式中物质的量的运用;氧化性、还原性强弱的比较;基于氧化还原反应守恒规律的计算
非选择题
15
中
物质结构与性质综合
价层电子对互斥理论的应用;利用杂化轨道理论判断化学键杂化类型;晶胞的有关计算;常见金属的冶炼
16
中
化学反应原理综合
氮气组成、结构与性质;影响化学平衡的因素;与转化率变化有关图像的分析;电解池电极反应式及化学方程式的书写
17
中
有机合成与推断
常见官能团名称、组成及结构;有机推断综合考查
18
中
化学工艺流程
氧化还原反应方程式的书写与配平;铵盐的不稳定性;影响化学反应速率的其他因素;铜的电解精炼
19
中
化学实验设计与评价
盐类水解规律理解及应用;物质性质的探究
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用标准溶液滴定溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.配制一定物质的量浓度的溶液
反应序号
起始酸碱性
KI
KMnO4
还原产物
氧化产物
物质的量/ml
物质的量/ml
①
酸性
0.001
n
Mn2+
I2
②
中性
0.001
10n
MnO2
温度/℃
B中所含铜、铁的主要物质
400
500
实验
金属
操作、现象及产物
I
过量
一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到单质
Ⅱ
过量
一段时间后有气泡产生,反应缓慢,逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液为3~4,取出固体,固体中未检测到单质
Ⅲ
过量
有大量气泡产生,反应剧烈,逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液为3~4时,取出固体,固体中检测到单质
参考答案:
1.A
【详解】A.的质量数为41,质子数为20,所以中子数为,A正确;
B.的半衰期长短与得失电子能力没有关系,B错误;
C.根据题意衰变一半所需的时间要大于衰变半所需的时间,C错误;
D.从原子束流中直接俘获原子的过程没有新物质产生,不属于化学变化,D错误;
本题选A。
2.A
【详解】
A.是共价化合物,其电子式为,故A错误;
B.为正四面体形,分子的球棍模型:,故B正确;
C.Al的原子序数为13,即的结构示意图:,故C正确;
D.乙炔含有碳碳三键,结构式为:,故D正确;
故选A。
3.D
【详解】A.酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨电极为正极,故A错误;
B.原电池工作时,阳离子向正极(石墨电极)方向移动,故B错误;
C.发生得电子的还原反应,故C错误;
D.锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应,故D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.葡萄糖氧化生成CO2和H2O是放热反应,在人体内葡萄糖缓慢氧化成CO2和H2O为人体提供能量,A项正确;
B.核酸是一种生物大分子,分析核酸水解的产物可知,核酸是由许多核苷酸单体形成的聚合物,核苷酸进一步水解得到磷酸和核苷,核苷进一步水解得到戊糖和碱基,故核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子,B项正确;
C.氨基乙酸的结构简式为H2NCH2COOH,形成的二肽的结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH,该二肽中含1个氨基、1个羧基和1个肽键,C项错误;
D.鸡蛋清溶液为蛋白质溶液,NaCl溶液属于轻金属盐溶液,向饱和NaCl溶液中加入少量鸡蛋清溶液,蛋白质发生盐析,D项正确;
答案选C。
5.D
【详解】A.氯气氧化苦卤得到溴单质,发生置换反应,离子方程式正确,A正确;
B.可以将氧化成,离子方程式正确,B正确;
C.结合生成沉淀,可以阻止被人体吸收,离子方程式正确,C正确;
D.与反应属于沉淀的转化,不能拆分,正确的离子方程式为CaSO4+=CaCO3+,D错误;
本题选D。
6.D
【详解】A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;
B.浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B项合理;
C.NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下;定容阶段,当液面在刻度线以下约1cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D项不合理;
答案选D。
7.B
【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。
【详解】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
8.D
【详解】A.和的溶液中均存在、、、、、、,A正确;
B.加入溶液会发生反应:,B正确;
C.受热易分解,可转化为,而热稳定性较强,利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C正确;
D.室温下和饱和溶液相差较大的主要原因是的水解程度远大于,D错误;
故选D。
9.D
【详解】A.和的相对分子质量不同,可以用质谱法区分,A正确;
B.和的H原子不同,但空间构型均为三角锥形,是极性分子,B正确;
C.Mg3N2与D2O发生水解生成Mg(OD)2和ND3,反应方法①的化学方程式书写正确,C正确;
D.方法②是通过中D原子代替中H原子的方式得到,代换的个数不同,产物会不同,纯度低,D错误;
故选D。
10.B
【分析】由该反应的热化学方程式可知,该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O;CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,则Y为HCl;Cu(OH)Cl分解生成W和Cu2OCl2,则W为H2O;CuCl2分解为X和CuCl,则X为Cl2;CuCl和Z反应生成Cu2OCl2,则Z为O2;综上所述,X、Y、Z、W依次是、、、。
【详解】A.由分析可知,Y为反应物,W为生成物,A正确;
B.在反应中作催化剂,会不断循环,适量即可,B错误;
C.总反应为放热反应,其他条件一定,升温平衡逆向移动,平衡常数减小,C正确;
D.图中涉及的两个氧化还原反应是和,D正确;
故选B。
11.B
【详解】A.结合已知信息,通过对比X、Y的结构可知与X的化学计量比为,A正确;
B.P完全水解得到的产物结构简式为,分子式为,Y的分子式为,二者分子式不相同,B错误;
C.P的支链上有碳碳双键,可进一步交联形成网状结构,C正确;
D.Y形成的聚酯类高分子主链上含有大量酯基,易水解,而Y通过碳碳双键加聚得到的高分子主链主要为长碳链,与聚酯类高分子相比难以降解,D正确;
故选B。
12.C
【详解】A.对于可逆反应的Q与K的关系:Q>K,反应向逆反应方向进行;Q
C.同一周期从左到右,第一电离能是增大的趋势,但是ⅡA大于ⅢA,VA大于VIA,C不正确;
D.的氢化物分子中氢卤键的键能越大,氢化物的热稳定性越强,D正确;
故选C。
13.C
【详解】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
故选C。
14.B
【详解】A.反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,I元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应①的离子方程式是:10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O,故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5,A项错误;
B.根据反应①可得关系式10I-~2,可以求得n=0.0002,则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2,反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价,反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-,中I元素的化合价为+5价,根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3,反应②的离子方程式是:I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-,B项正确;
C.已知的氧化性随酸性减弱而减弱,对比反应①和②的产物,I-的还原性随酸性减弱而增强,C项错误;
D.根据反应①和②的离子方程式知,反应①消耗H+、产生水、pH增大,反应②产生OH-、消耗水、pH增大,D项错误;
答案选B。
15.(1)
(2) 平面三角形 杂化
(3) 4
(4)与焦炭在高温下反应生成,将还原为单质
【详解】(1)
Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族,基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2,Sn的基态原子最外层轨道表示式为;
(2)①SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4-2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形;
②SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,有4个σ键、无孤电子对,故Sn采取sp3杂化,则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键;
(3)①灰锡具有立方金刚石结构,金刚石中每个碳原子以单键与其他4个碳原子相连,此5碳原子在空间构成正四面体,且该碳原子在正四面体的体心,所以灰锡中每个Sn原子周围与它最近且距离相等的Sn原子有4个;
②根据均摊法,白锡晶胞中含Sn原子数为8×+1=2,灰锡晶胞中含Sn原子数为8×+6×+4=8,所以白锡与灰锡的密度之比为∶=;
(4)将SnO2与焦炭充分混合后,于惰性气氛中加热至800℃,由于固体之间反应慢,未发生明显反应;若通入空气在800℃下,SnO2能迅速被还原为单质Sn,通入空气的作用是:与焦炭在高温下反应生成CO,CO将SnO2还原为单质Sn,有关反应的化学方程式为2C+O22CO、2CO+SnO2Sn+2CO2。
16.(1)难挥发性
(2) ,该反应正向气体分子总数减小,同温时,条件下转化率高于,故,x、y点转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
(3) 反应iii生成,将氧化成,更易转化成
(4)中存在氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程
【详解】(1)浓硫酸难挥发,产物为气体,有利于复分解反应进行,体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。
(2)①第I步反应为氨气的催化氧化,化学方程式为;
②,该反应正向气体分子总数减小,同温时,条件下转化率高于,故,根据,x、y点转化率相同,则n相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响,故y点的容器容积小于x点的容器容积。
(3)①由电极a上的物质转化可知,氮元素化合价升高,发生氧化反应,电极a为阳极,电极反应式为;
②反应iii生成,将氧化成,更易转化成。
(4)中存在氮氮三键,键能高,断键时需要较大的能量,故人工固氮是高能耗的过程。
17.(1)硝基、酯基
(2)
(3)abc
(4) 氟原子可增强的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强的活泼性
(5)
【分析】
B发生硝化反应得到D,即B为,A与CH3OH发生酯化反应生成B,即A为,D发生还原反应得到E,结合E的分子式可知,D硝基被还原为氨基,E为,E在K2CO3的作用下与发生反应得到G,结合G的分子式可知,G为,I与C2H5OH在浓硫酸加热的条件下生成J,结合I与J的分子式可知,I为CH3COOH,J为CH3COOC2H5,J与在一定条件下生成K,发生类似的反应,结合L的结构简式和K的分子式可知,K为 ,G和L在碱的作用下生成M,M的分子式为,除苯环外,M分子中还有个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,可推测为G与L中键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为键和键,M的结构简式为。
【详解】(1)由D的结构简式可知,D中含氧官能团为硝基、酯基;
(2)
A→B的过程为A中羧基与甲醇中羟基发生酯化反应,化学方程式为:;
(3)I→J的制备过程为乙酸与乙醇的酯化过程,
a.依据平衡移动原理,加入过量的乙醇或将乙酸乙酯蒸出,都有利于提高乙酸的转化率,a正确;
b.饱和碳酸钠溶液可与蒸出的乙酸反应并溶解乙醇,b正确;
c.反应温度过高,乙醇在浓硫酸的作用下发生分子间脱水生成乙醚,发生分子内消去反应生成乙烯,c正确;
故选abc;
(4)
①根据已知反应可知,酯基的与另一分子的酯基发生取代反应,中左侧不存在,所以产物K的结构简式为;
②氟原子可增强的活泼性,氟原子为吸电子基团,降低相连碳原子的电子云密度,使得碳原子的正电性增加,有利于增强的活泼性;
(5)
M分子中除苯环外还有一个含两个氮原子的六元环,在合成M的同时还生成产物甲醇和乙醇,再结合其分子式,可推测为G与L中键与酯基分别发生反应,形成酰胺基,所以断裂的化学键均为键和键,M的结构简式为。
18.(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)
(3) 温度低于,随焙烧温度升高,分解产生的增多,可溶物含量增加,故铜浸出率显著增加 温度高于,随焙烧温度升高发生反应:,和转化成难溶于水的,铜浸出率降低
(4)
(5)粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量
【分析】黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有SiO2等杂质)粉碎后加入硫酸铵通入空气焙烧,黄铜矿在硫酸铵生成的SO3作用下,转化成CuSO4,得到的混合气体中主要含NH3,用硫酸吸收,得到硫酸铵,是溶液A的主要溶质,可以循环利用,固体B为SiO2、CuSO4及含铁的化合物,加水分离,主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2的滤渣,分别为滤液C和滤渣D,向硫酸铜溶液中加入过量的铁,置换得到粗铜和FeSO4,粗铜再精炼可以得到纯铜。
【详解】(1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎,是为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)铵盐不稳定,易分解,分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和SO3,故化学方程式为;
(3)①由图,温度低于425℃,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大,是因为温度低于425℃,随焙烧温度升高,(NH4)2SO4分解产生的SO3增多,可溶物CuSO4含量增加,故铜浸出率显著增加;
②温度高于425℃,随焙烧温度升高,CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO,发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO46CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,铜浸出率降低;
(4)加入置换硫酸铜溶液中的铜,反应的离子方程式为;
(5)粗铜中含有杂质,加酸可以除,但粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量。
19.(1)
(2) 产生蓝色沉淀 水解方程式为,加入的或会消耗,促进水解平衡正向移动,使其转化为沉淀 或、 向为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加溶液,不产生蓝色沉淀 加入几滴溶液,待溶液红色消失后,停止加入盐酸
(3)加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被沉淀包裹
【分析】实验Ⅰ中,加入过量的Cu,Cu与Fe3+发生反应,一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到Fe单质;实验Ⅱ中,加入过量的Zn,发生反应,有气泡产生,pH逐渐增大,使得Fe3+转化为红褐色沉淀,固体中未检测到Fe单质,原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹;实验Ⅲ中,加入过量Mg,发生反应,由于Mg很活泼,该反应非常剧烈,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质,对比实验Ⅱ和Ⅲ,加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被沉淀包裹,实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
【详解】(1)在金属活动性顺序表中,排在之前,排在之后,因此可将还原为;
(2)①与会生成蓝色的沉淀;
②水解方程式为,加入的或会消耗,促进水解平衡正向移动,使其转化为沉淀;
③i.a.Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式为:或、;
b.要证实在pH为3~4的溶液中可忽略H+对Fe的消耗,可向为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加溶液,不产生蓝色沉淀,即说明此条件下Fe未与H+反应生成Fe2+;
ⅱ.结合a,b和c可知,实验Ⅱ未检测到单质的原因可能是的干扰以及沉淀对锌粉的包裹,因此可控制反应条件,在未生成沉淀时将还原,即可排除两个干扰因素,具体操作为:重新做实验Ⅱ,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制pH<1.2,加入几滴溶液,待溶液红色消失后,停止加入盐酸,待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质;
(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ,加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被沉淀包裹,实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
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