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1突破全国卷专题讲座(四)新型化学电源的高考命题视角及解题指导[学生用书 P117]新型化学电源是高考中每年必考的知识点,随着全球能源逐渐枯竭,研发、推广新型能源迫在眉睫,因此,化学中的新型电源成为科学家研究的重点方向之一,也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源,有“氢镍电池” “高铁电池” “锌锰碱性电池” “海洋电池” “燃料电池” “锂离子电池” “银锌电池” “纽扣电池”等,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大,因此许多考生感觉难度大。虽然该类试题貌似新颖,但应用的解题原理还是原电池的知识,只要细心分析,实际上得分相对比较容易。题型一 新型电池的正负极的判断该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式,只要根据元素的常见价态去判断即可:新型电池中Error!题型二 书写新型电池的电极反应式分析物质得失电子情况,据此确定正、负极上发生反应的物质。第 一 步分析电极反应 生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。第 二 步写出比较容易书写的电极反应式。第 三 步若有总反应式,可用总反应式减去第三步中的电极反应式,即得另一极的电第 四 步极反应式。题型三 新型电池充放电时各物质变化的判断电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程,即放电是原电池、充电是电解的过程,如铅蓄电池放电、充电的变化为放电时 充电时负极:Pb― →PbSO 4 阴极:PbSO 4― →Pb― ― →对 应 正极:PbO 2― →PbSO 4 阳极:PbSO 4― →PbO 2― ― →对 应 解决该类题目时,先分清原电池放电时的正、负极,再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。题型四 新型电池中离子的移动方向原电池中均存在阴离子移向负极、阳离子移向正极。这是因为负极失电子,生成大量阳离子积聚在负极附近,致使该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中的阳离子要移向正极。虽然从微观上讲不参与电极反应的离子发生移动,但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。题型五 电化学与化学实验有机融合电化学知识中会涉及对电极材料、电解液中的离子等进行分析,因而就容易与化学实验融合在 一起进行考查,如电解液的制备、净化,电极反应产物的检验,电化学装置的设计等,提高了试题的综合度。题型六 在元素推断等知识中渗透电化学内容物质推断、氧化还原反应、化学反应速率与化学平衡等知识是高考考查的重点内容,为了拓展知识考查的宽度,体现学科知识的密切相关性,故常在该类问题中设计一些简单的电化学知识。题型七 原电池与化学平衡移动相碰撞将自 发进行的氧化还原反应设计成原电池,根据阴、阳离子向电池的负极、正极移动来考查化学平衡移动原理和原电池原理。1.(2016·浙江五校联考)海洋电池是一种以铝合金为电池负极,金属(Pt、Fe)网为2正极,以海水为电解质溶液的新型电池。它靠海水中的溶解氧与铝反应而产生电能,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构。海水中只含有 0.5%的溶解氧。不放入海洋时,铝极就不会在空气中被氧化,可以长期储存。用时,把电池放入海水中,便可供电,电池设计使用周期可长达一年以上,避免经 常更换电池的麻烦。即使更换,也只是换一块铝合金板,电池总反应式:4Al+3O 2+6H 2O===4Al(OH)3↓。下列说法错误的是( )A.负极铝被氧化B.海水温度升高,电池反应速率可能加快C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气的接触面积D.正极电极反应式为 O2+4H + +4e - ===2H2O解析:选 D。A.根据电池 总反应式: 4Al+3O 2+6H 2O===4Al(OH)3↓,铝失电子作负极,被氧化,A 项正确;B.海水温度升高,化学反应速率加快,电池反应速率可能加快,B 项正确;C.正极制成仿鱼鳃的网状结构的目的是增大正极材料和氧气的接触面积,C 项正确;D.氧气在正极得电子,海水呈中性,正 极电极反应式为 O2+2H 2O+4e - ===4OH- ,D 项错误。2.(2016·安庆高三模拟)下图为一种新型的生物燃料电池,它有两个涂覆着酶的电极,处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中,由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜。下列对其工作原理叙述正确的是( )A.该电池工作过程中,H + 浓度不断增大B.该电池在高温环境下 能提供更好的动 力C.该电池负极反应为 H2-2e - ===2H+D.该电池正极反应为 O2+4e - ===2O2-解析:选 C。根 据信息该电池反应方程式为 2H2+O 2===2H2O,在生物体中,H 2O 为稳定产物,则正极反应式为 O2+2H 2O+4e - ===4OH- ,负极反应式为 2H2-4e - ===4H+ ,H + 生成量与消耗量相同,则该电池工作过程中,H + 浓度不变;由于酶高温受热易发生变性而失去催化效果,B 错误。3.(2016·永州高三模拟)市场上经常见到的标记为 Li-ion 的电池称为“锂离子电池” 。它 的负极材料是金属锂和碳的复合材料 (碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导 Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为 Li+2Li 0.35NiO2 2Li0.85NiO2。放 电 充 电下列说法不正确的是( )A.放电时,负极的电极反应式:Li-e - ===Li+B.充电时,Li 0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C.该电池不能用水溶液作为电解质D.放电过程中 Li+ 向负极移动解析:选 D。A 项,放电时,Li 从 0 价升至+1 价,失去电子,作为负极,正确;B 项,充电时,反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;C 项,由于 Li 可以与水反应,故电解质应为非水材料,正确;D 项,原电池中阳离子应迁移至正极得电子,错误。4.控制适当的条件,将反应 Fe3+ +Ag Fe2+ +Ag + 设计成如图所示的原电池。下列判断正确的是( )A.反应开始时,石墨 棒作阳极,银棒作阴极B.灵敏电 流计的读数由小变大,再变小3C.反应达化学平衡时,电流计读数最大D.反应达化学平衡时,在右侧烧杯中滴入一定量的 NaCl 溶液,电流计指针又偏转解析:选 D。原电池中两极称为正极和负极,A 错。当反应达到平衡时,正、逆反应的速率相等,此时电路中电流强度的和为 0,故电流计的读数为 0,B 和 C 均错。1突破全国卷专题讲座(五) 化学平衡问题中常用的学科思想[学生用书 P137]在化学平衡问题中,运用某些学科思想能够很好地解决问题,其中比较常用的学科思想有:极值思想、虚拟思想和转化思想(等效思维法)。一、极值思想可逆性是化学平衡的前提,反应达到平衡状态时应是反应物和生成物共存的状态,每种物质的量不为 0(可逆反应“不为 0”原则)。但在处理化学平衡问题时,特别是在确定某些范围或在范围中选择合适的量时,往往可用极限分析法推断,即假设反应不可逆,则最多生成产物多少,有无反应物剩余。虽然这样的极值点是不可能达到的,却可以帮助我们确定某些数值的范围。该方法常用来判断混合物的组成,平衡混合物中各组分含量的范围等。解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态” ,从而进行极端分析。一般来说,对于混合物成分的确定,常把混合物看作某单一组分进行讨论;对于化学平衡来说,常假设可逆反应向某一反应方向进行到底,再进行讨论。将 1 mol CO和 1 mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中,在某条件下达到平衡:CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H 2(g),此时有 的 CO转化为 CO2,在相同条件下,若将231 mol CO2、1 mol H2和 1 mol H2O(g)充入同一反应器中,当达到平衡后,混合气体中 CO2的体积 分数可能为( )A.22.2% B.27.5%C.33.3% D.36.8%[解析] CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H 2(g)起始时 1 mol 1 mol 0 0平衡时 mol mol mol mol13 13 23 23反应达到平衡时 CO2的体积分数为 ×100%=33.3%。23 mol1 mol+ 1 mol当加入 1 mol CO2、1 mol H 2和 1 mol H2O(g)时体现 的关系为CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H 2(g)起始时 0 1 mol 1 mol 1 mol转化后 1 mol 2 mol 0 0与前一种情况相比,由于 H2O(g)量的增加,达到平衡时 CO的反应量应大于 mol,但23小于 1 mol,CO 2的生成量应大于 mol,小于 1 mol, 因此平衡时 CO2的体积分数应大于 23×100%=22.2%,而小于 ×100%=33.3%,故正确答案为 B。23 mol3 mol 1 mol3 mol[答案] B二、虚拟思想所谓虚拟思想,就是在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法。即把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较,可以假设一个中间转化过程,便于比较。一定量的混合气体在密闭容器中发生反应: mA(g)+ nB(g) pC(g),达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的 1/2,当达到新的平衡时,气体 C的浓2度变为原平衡时的 1.9倍,则下列说法正确的是( )① m+ np ② m+ n” “3时, x%________y%;(2)当 n=3 时, x%________y%;(3)当 n3时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,则 x%y%。(2)当 n=3 时,增大压强 ,平衡不移动,则 x%= y%。(3)当 n (2)= (3)b B. aa%。3. T ℃时,体积相等的甲、乙、丙 3个密闭容器中,发生反应:CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g),起始时充入各物质的物质的量如下表所示:CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)甲 a mol a mol 0 0乙 a mol 2a mol 0 0丙 a mol a mol 0 a mol则达到平衡时,CO 的物质的量由大到小的顺序是( )A. n(甲) n(乙) n(丙) B. n(甲) n(丙) n(乙)C. n(乙) n(丙) n(甲) D. n(乙) n(甲) n(丙)解析:选 D。根据题意,以甲容器为参照物,设达到平衡时,甲容器中 CO的物质的量为 n mol。乙容器相当于在甲容器基础上增加反应物浓度,平衡正向移动,平衡时 CO的物质的量大于 n mol;丙容器相当于在甲容器基础上增加生成物浓度,平衡逆向移动,平衡时 CO的物质的量小于 n mol。1突破全国卷专题讲座(一) 关于 NA的应用[学生用书 P16]“设 NA为阿伏加德罗常数的值,有关说法的正误判断”是高考中的常见题型,该类试题以中学所学过的一些重点物质为平台,考查学生对阿伏加德罗常数及其有联系的物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积等概念与原理的理解是否准确,各种重要物质的组成结构,氧化还原反应中的各种守恒关系及平衡的有关原理的掌握是否牢固,只有将上述几方面的知识规律熟练掌握,才能更好地解决关于 NA的应用问题。命题角度一 物质的组成例如:设 NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.1 mol 氦气所含的原子数目为 2NAB.1 L 1 mol/L FeCl 3饱和溶液滴入沸水中能生成 NA个氢氧化铁胶粒C.28 g 乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为 2NAD.78 g 过氧化钠晶体中含 2NA个阴离子答案:C强调:(1)稀有气体为单原子分子;(2)最简式相同的物质的混合计算可以将混合物看成一种物质进行相关计算。命题角度二 Vm的应用例如:设 NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是________。A.22.4 L 任何气体所含的分子总数均为 NAB.标准状况下,22.4 L CCl 4所含的分子数为 NAC.标准状况下,22.4 L SO 3所含的分子数为 NAD.常温常压下,11.2 L H 2所含的原子数为 NAE.0 ℃,1 atm 下,11.2 L H 2所含的原子数为 NAF.常温常压下,28 g 氮气所含的分子数为 NAG.标准状况下,22.4 L H 2和 O2的混合气体所含的分子数为 NAH.标准状况下,22.4 L NO 和 O2的混合气体所含的分子数为 NA答案:EFG强调:(1)混合气体需考虑是否反应,反应后体积是否变化;(2)当所给物理量是体积时要注意所处状况和物质状态,即凡是涉及 22.4 及其倍数时需注意:①条件是否为标准状况;②对象是否为气体。命题角度三 溶液的 有关知识例如:设 NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )A.1 mol/L 的 NaCl 溶液里含 Na+ 数目为 NAB.1 L 1 mol/L 的 NH4Cl 溶液里含 NH 数目为+ 4NAC. 0.5 L 1 mol/L 的 CH3COOH 溶液里含 H+ 数目为 0.5NAD.1 L 2 mol/L 的 MgCl2溶液中含 Cl- 数目为 4NA 答案:D强调:涉及溶液时需注意:(1)是否给出体积;(2)是否为强电解质;(3)是否水解。命题角度四 氧化还原反应例如: 设 NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )2A.在 O2参与的反应中,1 mol O 2作氧化剂时得到的电子数一定是 4NAB.56 g Fe 与足量的浓 HNO3 完全反应时转移 3NA个电子 C.1 mol Na 2O2与水完全反应时,转移的电子数目为 NAD.足量的 I2与 1 mol Fe 反应时,转移的电子数目为 3NA答案: C强调:注意一些特殊物质的价态和电子转移数目,如 Na2O2、氯气的歧化反应。命题角度五 特殊 反应、特殊物质、化学键等例如:设 NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是( )①常温常压下,17 g 甲基(— 14CH3)所含的中子数为 9NA②常温常压下,22.4 L NO 气体的分子数小于 NA③64 g 的铜发生氧化还原反应,一定失去 2NA个电子④常温常压下,100 mL 0.5 mol/L 的乙酸溶液中,乙酸的分子数目小于 0.05NA⑤常温常压下,1 mol 氦气含有的核外电子数为 4NAA.①② B.③④C.②④ D.④⑤答案:C强调:注意金刚石、石墨、白磷等代表性物质的化学键数目计算,零族元素的单原子分子结构,过氧化钠中阴、阳离子比例。关于 NA的问题年年考且涉及的知识面广,灵活性强。题目较浅,难度系数在 0.78 左右或平均分在 3.1 左右。考查方向主要有:1.考查物质的组成;2.考查 Vm的应用;3.考查溶液的有关知识;4.考查氧化还原反应;5.考查特殊反应、特殊物质、化学键等。解题策略:(1)以物质的量为桥梁;(2) 细心审题,注意关键字词,留心陷阱。1.(2016·湛江模拟)设阿伏加德罗常数的数值为 NA,下列说法正确的是( )3A.11.2 L 氮气所含的分子数为 0.5NAB.16 g CH 4含有的电子数为 8NAC.7.8 g Na 2O2与足量 CO2反应,转移的电子数为 0.1NAD.1 L 0.1 mol·L -1 的 Na2S 溶液中含有的 S2- 为 0.1NA解析:选 C。A.氮气所处的状态不明确,故 11.2 L 氮气的物质的量无法计算,故 A 错误;B.16 g 甲烷的物质的量为 1 mol,而甲烷为 10 电子微粒,故 1 mol 甲烷含 10 mol 电子,故 B 错误;C.7.8 g Na2O2 物质的量为 0.1 mol,Na 2O2 与足量 CO2反应时,过氧化钠发生自身氧化还原反应,2Na 2O2+2CO 2===2Na2CO3+O 2;每 2 mol 过氧化钠反应转移电子 2 mol,所以 0.1 mol 过氧化钠反应转移的电子数为 0.1NA,故 C 正确;D.S 2- 为弱酸根离子,在溶液中会水解,故溶液中 S2- 的个数小于 0.1NA,故 D 错误。2.(2016·平邑模拟) NA为阿伏加德罗常数,下列叙述错误的是( )A.标准状况下,11.2 L 氦气中含有 0.5NA个原子B.标准状况下,0.1 mol Br 2参加反应,转移的电子数目一定为 0.2NAC.常温常压下,16 g O 2和 O3混合气体中含有原子总数为 NAD.1 mol Na 与足量 O2反应,生成 Na2O 和 Na2O2的混合物,转移电子总数为 NA解析:选 B。A.标准状况下,11.2 L 氦气的物质的量是 0.5 mol,含有的 原子是 0.5 mol,即含有 0.5NA个原子,故 A 正确;B.溴单质和水、强碱溶液的反应,属于自身氧化还原反应,0.1 mol Br2反应转移 0.1 mol 电子,故 B 错误; C.16 g O2和 O3混合气体与 16 g O2组成相同,含有原子总数为 NA,故 C 正确;D.1 mol Na 与足量 O2反应,失去 1 mol 电子,转移电子总数为 NA,故 D 正确。3.(2016·衡水 模拟)阿伏加德罗常数约为 6.02×1023mol-1 ,以下叙述正确的是( )A.1 mol 任何气体单质在标准状况下体积都约为 22.4 L,含有的原子数都为2×6.02×1023B.同温、同压、同体积的氢气和氧气具有相同的分子数C.在铁与硫的反应中,1 mol 铁失去的电子数为 3×6.02×1023D.在 pH=13 的 NaOH 溶液中,OH - 的数目为 0.1×6.02×1023解析:选 B。A.标准状况下 1 mol 任何气体体积均约为 22.4 L,所含分子数为6.02×1023,气体分子可能是双原子分子或单原子分子,含有的原子数不一定为2×6.02×1023,故 A 错误;B.依据阿伏加德罗定律分析可知,同温、同压、同体积的氢气和氧气具有的分子数相同,故 B 正确;C.铁和 硫反 应生成硫化亚铁, 1 mol 铁失去的电子数为 2×6.02×1023,故 C 错误;D.溶液体积不确定,不能计算氢氧根离子数,故 D 错误。1突破全国卷专题讲座(二) 化学与 STSE[学生用书 P76]1.STSE 是由英语单词 Science(科学)、Technology(技术)、Society(社会)、Environment(环境)的首字母缩写而成的词。2.STSE 创新题的特点这类题通常是高起点、低落点,与生活、科技和环境相关。一般选择最新科技成果(最近诺贝尔奖成果、科技新发现、上一年度国内或国外十大科技进展等),与社会 、生活联系紧密的材料(药物、食品、新型材料等)作为载体命题,问题设计严格依据《高考大纲》 ,知识源于教材,最终都是用化学知识解决问题。试题出题特点常以选择题或非选择题等题型出现。高考试题对 STSE 的考查主要有两方面的内容:一是近期发生的重大事件,要求从化学视角,运用化学原理去解释;二是运用化学原理去解释生活中的一些现象。STSE 创新题的命题通常有如下方面:1.化学与生活化学与生活密不可分,休戚相关,涉及的内容有:①食品(如食用油、醋、酱油、盐、食用色素、防腐剂、调味品、添加剂、干燥剂等)与人体健康;②烟酒与人体健康;③油漆、涂料、装饰材料中的化学知识;④化妆品与化学知识;⑤药品相关知识;⑥毒品;⑦饮用水及水溶液;⑧维生素;⑨氟与人体健康;⑩钙与人体健康等。2.化学与环境保护当今社会面临着环境日益恶化、生态平衡被破坏等一系列问题,高考命题常以此为考查点,由此达到 宣传与教育的作用。重点关注:工业 “三废 ”和生活垃圾处理不当对空气、水体和土壤造成的污染;绿色化学新理念在工、农业生产中起导向作用。(1)富营养化:含磷洗衣粉的使用是造成水体富营养化的重要原因。由于迅速繁殖的浮游生物的颜色不同,使水面呈现蓝色、红色或棕色等。这种现象在江、河、湖泊中出现称为“水华” ,在海湾中出现叫做“赤潮” 。 (2)绿色食品:指无污染、无公害、安全且有营养价值的卫生食品。(3)绿色化学:指从根本上消灭污染,能彻底防止污染产生的科学 。绿色化学观点:①开发“原子经济”反应;②采用无毒、无害的原料;③采用无毒、无害的催化剂;④采用无毒、无害的溶剂;⑤利用可再生的资源合成化学品;⑥环境友好产品。(4)白色污染:指各种塑料垃圾对环境所造成的污染。因为它们很难降解,会破坏土壤结构。(5)光化学烟雾:指汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化合物等一次污染物,在阳光(紫外线)作用下会发生光化学反应生成二次污染物,参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象。(6)酸雨:指 pH 小于 5.6 的雨水,它是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物转化而成的,绝大部分是硫酸和硝酸,我国以硫酸型酸雨为主。 (7)温室效应:指由于煤、石油、天然气等化石燃料的大量使用,排放到大气中的 CO2气体大量增加,使地表温度上升的现象。(8)臭氧空洞:家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”以及汽车尾气中的氮氧化物在臭氧转化成氧气的过程中起催化作用,从而使大气平流层中的臭氧含量减少而形成臭氧空洞。(9)重金属及重金属污染:如铜、锌、银、铬、镉、镍、铅、汞等。重金属的化合物(以及少数重金属单质)对环境的污染称为重金属污染,如含铅汽油的使用等会造成铅污染。(10)空气质量日报:1997 年 5 月起,我国有几十座城市先后开始定期发布城市空气质量周报,在此基础上,现在许多城市开始发布空气质量日报。其主要内容包括:“空气污染指数 API”“空气质量级别” “首要污染物”等,目前计入 API 的项目有:二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗 粒物等。空气污染指数越小,空气质量越好。23.化学与能源能源是 人类社会发展进步的物质基础,是向人类提供电能、热能、机械能等一切自然资源的总称。根据开发和使用情况,能源又可分为常规能源,如煤、石油、天然气等;新能源,如核能、太阳能、地热能、氢能等。重点关注:新能源如新型燃料电池、高能绿色电池等的开发和利用。4.化学与材料化学是材料发展的源泉,以新型 材料为背景考查物质的结构和性质及化学原理一直是高考的热点。这类试题与化学基本概念及元素化合物的性质联系紧密,认真理解好题意就能顺利解答。 下面是常见材料的知识整理。材 料1.随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品受潮及富脂食品氧化变质,在包装袋中应放入的化学物质是( )A.无水硫酸铜、蔗糖 B.硅胶、硫酸亚铁C.食盐、硫酸亚铁 D.生石灰、食盐解析:选 B。本题考查化学在日常生活中的应用,解题时应注意分析关键词,如本题中的防止食品受潮及富脂食品氧化变质,从中可知加入的物质应为干燥剂和还原剂,故答案为 B。2.2008 年发生的三聚氰胺奶粉事件至今让一些婴幼儿的家长心有余悸。三聚氰胺(C3H6N6)是氰胺(H 2N—C≡N)的反应产物,也可以看成三聚氰酸 C3N3(OH)3中—OH 被—NH 2取代的产物。下列有关推断中正确的是( )3A.三聚氰胺是一种不饱和烃B.奶粉中掺入三聚氰胺的目的是提高脂肪的含量C.氰胺生成三聚氰胺属于加成反应D.三聚氰酸与三聚氰胺互为同分异构体解析:选 C。三聚氰胺含有氮元素,不属于烃类,A 错;检测奶粉质量的重要指标是蛋白质的含量,而蛋白质通常是通过氮元素的含量来测定的,所以,奶粉中掺入三聚氰胺能提高氮元素的质量分数,B 错;氰胺合成三聚氰胺反应的化学 方程式为 3H2N—C≡N― →C 3H6N6,只能是“—C≡N”发生加成反应,C 正确;三聚氰胺和三聚氰酸的分子式不同,不互为同分异构体,D 错。3.下列措施不科学的是( )A.为防止“白色污染” ,将废塑料集中起来焚烧B.为遏制“温室效应”的加剧,大力发展水电和核能C.为防止“臭氧空洞”的进一步扩大,禁止使用“含氟冰箱”D.为减少大气污染,减少煤炭的燃烧而改烧天然气解析:选 A。废塑料焚烧会产生许多有害气体;大力发展水电和核能有利于减少火力发电产生的 CO2的排放;减少氟氯烃的排放可防止“臭氧空洞”的进一步 扩大;燃烧天然气产生的污染比燃烧煤炭产生的污染少得多,故只有 A 不科学。4.关于法兰西帝国征俄的战败,近来有一种科学的解释,拿破仑为节约军费,把军服上的铜扣换作锡扣,俄国低温的气候使锡发生了化学变化(“消失”了),也就是说拿破仑的六十多万法军在俄敞风而行,多数被活活冻死。已知:锡与碳位于同一主族,灰锡(粉末状)和白锡(块状)是锡的两种同素异形体,Sn(s,灰)= ==Sn(s,白) Δ H=+2.1 kJ·mol-1 。下列说法中正确的是( )A.锡扣消失的变化属于放热反应B.锡的主要化合价是-4、+2、+4C.等质量的灰锡燃烧放出的热量高于白锡D.锡扣消失的变化属于氧化还原反应解析:选 A。由题给反应知白锡转化为灰锡属于放热反应,低温下可自发进行,故锡扣消失的变化是由白锡转变为灰锡,属于放热反应,白锡燃烧放出的热量比等质量的灰锡多;锡为金属元素,无-4 价;同素异形体之间的转化无价态变化,不属于氧化还原反应,故只有 A 正确。5.某日凌晨,一大厦发生火灾。起火原因是燃放烟花爆竹引燃了大楼表面的聚氨酯泡沫保温易燃材料,起火点附近有一块镶嵌在楼体外墙上的 LED 显示屏。下列有关说法中正确的是( )A.焰火主要是利用了化学中“焰色反应”的有关知识B.烟花爆竹能产生巨大的经济效益,应大力提倡燃放烟花爆竹C.LED 显示屏中的氮化镓(GaN)由同主族元素 N 和 Ga 组成D.聚氨酯属于酯类,由 C、H、O 三种元素组成解析:选 A。燃放烟花爆竹会产生硫的氧化物,对空气造成污染,同时会产生大量垃圾,还可能引发火灾,不应多燃放,B 错误;氮化镓(GaN)中 Ga 为+3 价,位于第ⅢA 族,而 N 位于第ⅤA 族,C 错误;从名称看,聚氨酯中一定含有 N 元素,D 错误。6.下列关于化学与生产、生活的认识正确的是( )A.镀锌铁表层破损后,铁更容易被腐蚀B.SiO 2制成的玻璃纤维,由于导电能力强而被用于制造通讯光缆C.用磷酸钙陶瓷制造人体骨骼,这是利用该材料 的生物功能D.汽车尾气污染物中含有氮的氧化物,是汽油不完全燃烧造成的解析:选 C。A 中镀锌铁表层破损后,将会形成原电池,铁作为正极,受到保护,故 A错误;SiO 2不具有导电能力,故 B 错误;D 中氮的氧化物是由空气中的氮气产生,故 D 错误。7.下列物质与其用途相符合的是( )①单晶硅——半导体材料 ②SiO 2——光导纤维③AgI——人工增雨剂 ④明矾——混凝剂,用于净水4⑤Al 2O3——耐火材料 ⑥NaClO——消毒剂A.全部 B.只有①②④⑤⑥C.只有①②④⑤ D.只有②④⑥ 答案:A8.下列表述不正确的是( )A.人造刚玉熔点很高,可用作高级耐火材料,主要成分是 Al2O3B.清洁能源所用光电池的生产材料主要是用高纯度的硅C.在医疗上碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多D.氮的固定只有在高温、高压、催化剂的条件下才能实现 解析:选 D。植物也能进行氮的固定,故 D 错误。9.下列说法中,正确的是( )A.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用B.工业上金属 Na、Mg 都是用电解其相应的氯化物水溶液制得的C.CO、NO、NO 2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在D.可将氢氧化钠固体放在石英坩埚中加热熔化,测定熔融氢氧化钠的导电性 解析:选 A。Na、Mg 均不能用电解其相应的氯化物水溶液制得,故 B 错误;CO、NO 都不能在空气中稳定存在,它们能与氧气反应,故 C 错误;石英坩埚的主要成分是 SiO2,能与氢氧化钠反应,故 D 错误。10.生活中处处有化学,下列表述不正确的是( )A.对不可回收垃圾常用的处理方法有卫生填埋、堆肥和焚烧B.制造玻璃是复杂的物理变化,玻璃的组成不同,性能不同C.血糖过低的患者可利用注射葡萄糖溶液的方法迅速补充营养D.固体煤经处理变为气体燃料后,可以减少 SO2和烟尘的污染,且燃烧效率高 解析:选 B。制造玻璃是化学变化。11.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如:加入 CH3OC(CH3)3来生产“无铅汽油” 。CH3OC(CH3)3分子中必存在原子间连接形式有________(填写编号)。①C= ==O ②—C—OH ③—C—O—C—(2)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一,其主要的成分是________(填名称)。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是________(填写编号)。①其一元取代物不存在同分异构体②其二元取代物不存在同分异构体③它是非极性分子(3)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济的制氢方法是________(填写编号)。①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是________________________(写出其中一个)。解析:(1)根据 CH3OC(CH3)3分子组成特点,只能存在—C—O—C—结构。(3)光解海水不用另外消耗能源,可以降低成本。答案:(1)③ (2)甲烷 ② (3)③ 氢气的输送和贮存12.有人预测传统的电力系统将在 2050 年前彻底消失,替代传统电力系统的将是氢氧燃料电池,它以天然气和水蒸气为原料,以铂合金做催化剂制得 H2并从天然气中分离出来,然后使 H2燃烧而产生能量。(1)写出以天然气和水蒸气为原料制 H2的化学方程式:__________________ ________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知这种氢 氧燃料电池的电解质溶液为氢氧化钾溶液,其电极反应式和电池总反应式为________________________________________________________________________5________________________________________________________________________。解析:此类试题经常提供一些新信息,如有关开发新能源、新材料及诺贝尔奖的获得等。解题时要透过新信息看到试题的本质,按题设情景抽象归纳、推理后解决新问题。(1)根据题给信息可直接写出反应的化学方程式,注意高温下生成的是 CO。(2)书写电极反应式要联系电池的碱性环境,负极上 H2发生氧化反应生成水,正极上O2发生还原反应生成 OH- 。答案:(1)CH 4+H 2O CO+3H 2、CO+H 2O CO2+H 2= = = = =高 温 = = = = =高 温 (2)负极:2H 2+4OH - -4e - ===4H2O,正极:O 2+2H 2O+4e - ===4OH- ,总反应:2H 2+O 2===2H2O1突破全国卷专题讲座(六) 常见有机物的结构与性质[学生用书 P172]常见有机物是与我们的生活、生产紧密相关的物质,属于高考必考内容,主要包括甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、葡萄糖、 蔗糖、淀粉、油脂、蛋白质共十种物质。内容相对独立、零碎,不具备系统 性。学习中重点抓住 “结构决定性质 ”这一思想,掌握典型物质的重要性质并灵活应用于生产、生活实际才能较好的应对这一类问题。高考中有机命题常在选择题中设计一题,往往是结构与性质的拼盘组合式。把化学知识和实际生产、生活、环境污染等问题结合起来,突出化学与可持续发展的密切联系,考查典型有机物的组成、结构和性质,对于有机反应类型的判断,主要限定在取代反应、加成反应及加聚反应等典型反应上。实验则主要侧 重苯的性质、酯化反应、乙醇的性质、糖类的水解等。该类题的解题策略:熟练掌握以下四方面基础知识,灵活运用。1.常见有机物的知识体系有机化合物Error!2.常见有机物的组成和结构有机物 分子式 结构简式 官能团甲烷 CH4 CH4乙烯 C2H4 CH2===CH2 碳碳双键苯 C6H6乙醇 C2H6O C2H5OH 羟基乙酸 C2H4O2 CH3COOH 羧基葡萄糖 C6H12O6 CH2OH(CHOH)4CHO 羟基、醛基纤维素 (C6H10O5)n淀粉 (C6H10O5)n油脂 酯基蛋白质和氨基酸(氨基酸)氨基、羧基*3.常见有机物的化学性质物质 特性或特征反应氧化:燃烧,不能使 KMnO4(H+ )褪色甲烷(CH4) 取代:与 Cl2(光照)反应氧化:燃烧,能使 KMnO4(H+ )褪色乙烯(C2H4) 加成:使 Br2的 CCl4溶液褪色氧化:燃烧,不能使 KMnO4(H+ )褪色苯(C 6H6) 取代:与液 Br2在催化剂下反应;与 HNO3在浓 H2SO4催化下反应2加成:与 H2在催化剂下反应置换:与 Na反应乙醇(C 2H5OH) 氧化:①燃烧;②与 O2催化氧化反应;③与 KMnO4(H+ )或K2Cr2O7(H+ )反应酸性:使石蕊试液和 pH试纸变红乙酸(CH3COOH) 酯化:与乙醇反应与银氨溶液反应,析出单质银葡萄糖(C6H12O6) 与新制的 Cu(OH)2悬浊液反应,产生砖红色沉淀淀粉 遇碘水显蓝色遇浓硝酸显黄色蛋白质灼烧有烧焦羽毛气味*4.重要的有 机反应类型加成反应、取代反应、加聚反应是有机反应基本类型,也是高考有机试题必考的反应类型,考查题型一般为选择题,通常是判断给定反应方程式或反应事实的反应类型,还可以是某指定物质能否发生相应类型的反应。反应类型 官能团种类 、试剂、反应条件 实质或结果加成反应 与X2(X= Cl、Br,下同)、H2、HBr 、H 2O(后三种需要有催化剂等条件)碳碳双键消失加聚反应(催化剂)众多小分子相互加成饱和烃:X 2(光照);苯环上的氢:X 2(Fe作催化剂)、浓HNO3(浓硫酸作催化剂)—X、—NO 2取代碳上的氢原子酯、油脂,酸溶液作催化剂 生成相应酸和醇水解型酯、油脂,碱溶液作催化剂生成相应酸的盐和相应醇取代反应酯 化型 —OH、—COOH(浓硫酸、加热) 生成相应的酯和水催化氧化C2H5OH、O 2(催化剂、加热) 生成乙醛和水氧化反应 KMnO4氧化型 CH2===CH2, C2H5OHCH2===CH2被氧化生成CO2,C 2H5OH被氧化生成乙醛或乙酸1.如图是四种常见有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )A.甲能使酸性 KMnO4溶液褪色B.乙可与 溴水发生取代反应而使溴水褪色3C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应解析:选 C。甲为甲烷,不能使酸性 KMnO4溶液褪色;乙为乙烯,它使溴水褪色的原因是与 Br2发生了加成反应;丁为乙醇,在浓 H2SO4的作用下能和乙酸发生酯化反应。丙为苯,苯分子中的碳碳键是介于碳碳单 键和碳碳双键之间的独特的键。2.(2016·济南模拟)“神十”宇航员使用的氧气瓶是以聚酯玻璃钢为原料。甲、乙、丙三种物质是合成聚酯玻璃钢的基本原料。下列说法中错误的是( )A.甲物质可以在引发剂作用下生成有机高分子化合物B.1 mol 乙物质可与 2 mol钠完全反应生成 1 mol氢气C.丙物质能够使酸性高锰酸钾溶液褪色D.甲、乙、丙三种物质都可以发生加成反应解析:选 D。甲物质分子中含有碳碳双键,可在一定条件下发生加聚反应生成有机高分子化合物,A 项正确;乙物质分子中含有两个羟基,1 mol乙物质可与 2 mol金属钠完全反应生成 1 mol H2,B 项正确;丙物质分子中含有碳碳双键,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;乙物质不能发生加成反应,D 项错误。3.以下有关物质结构的描述正确的是( )A.甲苯分子中的所有原子可能共平面B. 分子中的所有原子可能共平面C.乙烷分子中的所有原子可能共平面D.二氯甲烷分子为正四面体结构解析:选 B。由于甲苯、乙烷分子中含 —CH3,碳原子形成的四个键为空间四面体结构,所有原子不可能全部共面;苯和乙烯均为平面结构,故苯乙烯分子中的所有原子可能共平面;二氯甲烷分子中 C—H与 C—Cl键长不相同,故不可能为正四面体结构。4.尿黑酸症是由酪氨酸在人体内非正常代谢而产生的一种遗传病。其转化过程如下:下列说法错误的是( )A.酪氨酸的分子式为 C9H11O3NB.对羟苯丙酮酸分子中有三种含氧官能团C.可用溴水鉴别对羟苯丙酮酸与尿黑酸D.1 mol 尿黑酸最多可与含 3 mol NaOH的溶液反应解析: 选 C。A.由酪氨酸的结构简式可判断其分子式为 C9H11O3N,正确;B.对羟苯丙酮酸分子中有酚羟基、羰基、羧基三种含氧官能团,正确;C.对羟苯丙酮酸与尿黑酸的结构中都存在酚羟基,都与溴水反应生成白色沉淀,所以无法用溴水鉴别二者,错误;D.1 mol尿黑酸中有 2 mol酚羟基、1 mol 羧基,所以最多可与含 3 mol NaOH的溶液反应,正确。4
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