高考化学创新型试题题型解读

高考化学创新型试题题型解读江西新余市第五中学江中根来源：2009年上半年《试题与研究》近年来高考在强调夯实基础、抓主干和核心知识的基础上，试题的命制越来越凸现知识与能力并重，并以基础知识为载体来强化对能力的考查，因而创新型、开放型试题逐渐成为最受青睐的题型。创新型试题是指不能单纯地通过简单仿效或机械套用或机械记忆去解答的问题，其考查的知识点仍是中学化学的主干知识，但问题解答的方法却灵活多样，富有技巧性，提高了对学生综合应用能力的要求，现对近年来高考化学创新型试题常见题型进行归类分析，以寻找命题规律，探究解题技巧。一、改编、重组、整合教材内容，拓宽思维的广度、深度这类试题往往以教材实验、重要文字描述及课后习题为素材，对其进行改编、重组、整合或延伸，所以陌生度不大，故学生在解答时感到简单，但因问题设计的角度、深度或说法发生变化，又易导致答题错误。【例1】（2007年上海卷）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用，灼烧后的坩埚应放在上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角d.表面皿e.坩埚钳f.试管夹（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是。a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、、冷却结晶、、自然干燥。（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：、。（5）在测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行次。（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是。a.加热温度过高b.胆矾晶体的颗粒较大c.加热后放在空气中冷却d.胆矾晶体部分风化【解析】（1）因坩埚加热后温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧环桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。（2）灼烧后含有少量铜其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。（3）利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。（4）根据途径Ⅰ的反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu＋O2＋2H2OS4(稀)2CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径Ⅰ耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。（5）称量操作至少进行4次，分别是：①称量坩锅；②称量加入晶体后的坩埚；③称量加热冷却后的坩埚；④称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1g。（6）若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。【答案】（1）ceb（2）ab（3）蒸发过滤（4）产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少途径Ⅱ不会产生污染大气的气体（5）4（6）a【点评】本题以高一化学教材第六章氧族元素、环境保护复习题（2）:用铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜时，可用下列两种方法：（1）CuCuSO4，（2）CuCuOCuSO4，这两种方法中，哪种较好？为什么？和高三选修教材上的实验——硫酸铜晶体中结晶水含量的测定为题材进行改编、重组，和整合命制的，陌生度小，这类试题的出现，有利于引导对教材知识的进一步整合，融合和思考，拓宽了命题的角度，提升了思维的空间。【变式训练】实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH4＋6HCHO＝3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋[滴定时，1mol(CH2)6N4H＋与1molH＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：步骤Ⅰ称取样品1.500g。步骤Ⅱ将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀。步骤Ⅲ移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL20％的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1～2滴酚酞度液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。（1）根据步骤Ⅲ填空：①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察。A、滴定管内液面的变化B、锥形瓶内溶液颜色的变化④滴定达到终点时，溶液由色变成色。（2）滴定结果如下表所示：浓H2SO4O2硫酸实验编号待测溶液的体积/mL标准溶液的体积/mL滴定前刻度滴定后刻度125.001.0221.03225.002.0021.99325.000.2020.20若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L－1，则该样品中氮的质量分数为。【答案】（1）①偏高②无影响③B④无粉红（或浅红）（2）18.85％二、以图表或某一物质为载体，强化学科间知识的综合以图表或某一物质为载体，将基本概念，基本理论，元素化合物，计算和实验，无机和有机等知识进行融合创新，具有较高的区分度，有利于高校选拔人才，是近年来高考化学命题的一大亮点。【例2】（2008年全国卷）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产生的数据）。根据上图回答下列问题：（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是。（2）PCl3分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是，上述分解反应是一个可逆反应，温度为T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，21（填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是。（4）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H4△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是。【解析】（1）由图可以看出，1molP与Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ·mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋23Cl2(g)＝PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。（2）中间产生PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1；分解率1＝molmolmol80.060.080.0×100％＝25％，由热化学方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大，2＞1。（3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。（4）由盖期定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即△H4＝△H3＝△H1＋△H2＝－306kJ/mol－93kJ/mol＝－399kJ·mol－1。（5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl5＋4H2O＝H3PO4＋5HCl。【答案】（1）P(s)＋23Cl2(g)＝PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。（2）PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－125%大于（3）两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。（4）－399kJ·mol－1等于（5）PCl5＋4H2O＝H3PO4＋5HCl【例3】（2007年四川卷）二甲醚（CH3OCH3）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效，具有优良的环保性能。四川是利用天然气生产二甲醚的重要基地之一。请填写下列空白：（1）与二甲醚相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是：。（2）二甲醚可由合成气（CO＋H2）在一定件下制得。用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的无机化合物，该反应的化学方程式可能是：。（3）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是：。（4）制备二甲醚的合成气可由甲烷与水蒸气或二氧化碳经高温催化反应制得。合成气除制二甲醚外，还可用于冶炼金属，用它冶炼铁的生产过程可示意如下：①在催化反应室中进行的反应均为可逆反应，增大体系的压强对甲烷转化率的影响是（填“增大”“减小”或“不变”）。②在上述炼铁过程的某时间段内，若有xm3（标准状况）的甲烷进入燃烧室中充分燃烧，还原反应室有5ykg（即2.11y×103mol）铁生成，假设燃烧室与还原反应室产生的高温尾气全部进入催化反应室，则这些高温尾毛在理论上可产生合成气m3（标准状况）。【解析】（1）由于醇与等碳原子数的醚为同分异构体，显然相对分子质量相等，C2H5OH符合条件，由于1molO的质量等于1molCH4的质量。1mol碳的质量等于12molH的质量，在C2H6O的基础上去掉1个CH4而同时增加一个氧即CH2O2应符合条件，经验证，没有其他的分子符合题意。（2）根据质量守恒定律及氧化还原反应规律可得如下符合条件的化学方程式：3CO＋3H2＝CH3OCH3＋CO2或2CO＋4H2＝CH3OCH3＋H2O。（3）由原电池原理可知负极发生氧化反应失电子，由于CH3OCH3被氧化的产物在碱性溶液中不能存在，故负极反应物应为23CO和H2O，即CH3OCH3＋16OH－—12e－＝223CO＋11H2O。（4）由CH4＋H2O(g)CO＋3H2①和反应CH4＋CO22CO＋2H2②知，增大压强可使上述平衡向逆反应方向移动，减少CH4的转化率。由反应CH4＋2O2CO2＋2H2O知xm3的CH4可产生3xm3的CO2与H2O的混合气体；又由Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O知，生成2.11y×103mol的Fe产生3y103的高温尾气，故由反应①②知最后可得合成所12(x＋y)m3。【答案】（1）CH3CH2OH、HCOOH（2）3CO＋H2＝CH3OCH3＋CO2或2CO＋4H2＝CH3OCH3＋H2O（3）CH3OCH3＋16OH――12e－＝223CO＋11H2O（4）①减少②12(x＋y)【点评】例2以图表为载体，将反应热的本质，热化学方程式的书写，反应热的计算，化学平衡等知识进行融合创新。例3以二甲醚为载体，考查了有机和无机、同分异构体、原电池及化学平衡等知识内容，这类试题的出现使人感到耳目一新，充分出现了“深化基础、知识与能力并重、稳中求变”的命题特点。【变式训练】铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2请回答下列问题：（1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是。（2）工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2CU2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是。（3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称。（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法清制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：