注重学科素养 关注立德树人 推进课程改革——2019年高考理综化学试题考查方向预测

2019-07-08 10:47安徽
教学考试(高考化学) 2019年3期
关键词:转化率甲烷试题

安徽

根据教育部考试中心《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科)》及《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明(理科)》,可以发现化学学科在保持整体稳定的基础上有所微调,新增加“对新生思想道德素质和科学文化素质的要求”,强调化学命题注重测量自主学习能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济以及生态环境的协调发展,促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的全面提升,促进学生德智体美劳全面发展。据此,2019年高考理综化学将着重考查以下几个要点:

1.关注化学核心概念和理论 融合学科价值观的考查

该类试题一般以化学学科科技前沿及技术应用为情景或联系化工生产实际为情景,试题注重理论联系实际,强调以真实的任务情境为背景,考查学生能否熟练应用化学学科核心概念和理论来分析解决较为复杂的实际问题的能力,该类试题在设计上,还同时兼具培养社会责任感的育人功能。

【例1】电池级碳酸锂是制造锂电极的重要原料。采用“锂辉石(LiAlSi2O6)纯碱压煮法”制备碳酸锂的工艺流程如下:

下列叙述错误的是

( )

A.锂辉石粉碎可以提高反应速率和原料转化率

B.实验室中将锂辉石粉碎一般在坩埚中操作

D.加热后产生的A气体可循环利用

【命题意图】通过联系生产实际,考查考生分析工艺流程中问题能力及元素化合物的性质掌握程度,学科素养上引导学生认识“证据推理与模型认识”。

【答案】B

【解析】锂辉石粉碎,可以增大反应物的接触面积,从而增大反应速率,另外可以使反应更充分,提高原料的转化率,A项正确;实验室中将固态物质粉碎一般在研钵中操作,B项错误;碳酸化是将滤渣中的Li2CO3转化为LiHCO3进入滤液,C项正确;LiHCO3受热分解生成的气体为CO2,可循环用于碳酸化,D项正确。

2.贯彻立德树人任务要求 弘扬中华优秀传统文化

化学学科承载着落实立德树人的根本任务,结合学科特点,选取的试题素材可以较好体现中国优秀传统文化,由此使考生感受化学学科的魅力,增强学生对中华文化的自信。

【例2】中华传统文化对人类文明贡献巨大,下列有关叙述中错误的是

( )

A.《抱朴子》中对“丹砂”的描述“烧之成水银,积变又还成”,其反应为可逆反应

B.《易经》中“泽中有火,上火下泽”,“火”所指气体是甲烷

C.《天工开物·作咸》中“潮波浅被地,不用灰压,俟潮一过,明日天晴半日晒出盐霜,疾趋扫起煎炼”,其过程均为物理变化

D.《黄白第十六》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,其“曾青”是可溶性铜盐

【命题意图】试题注重立德树人,注重中华优秀传统文化的渗透。传承中华优秀传统文化是教育部考试中心重点强调的各个学科均需要考查的内容之一,该试题意在引领学生从化学视角认识中华传统文化,着重考查物质成分的判断及变化类型。

【答案】A

【解析】“丹砂烧之成水银,积变又还成”是HgS受热分解成Hg和S,产物又化合生成HgS,但反应条件不同,故不是可逆反应,A项错误;甲烷,又称沼气,是沼泽地中腐烂的植物秸秆在微生物作用下产生的气体,“泽中有火”中的“火”指的是甲烷,B项正确;C项描述的是盐类的蒸发、结晶的过程,属于物理变化,C项正确;D项中“曾青”指硫酸铜,为可溶性铜盐,D项正确。

3.突出化学实验学科特点 彰显化学学科素养

该类试题能够突出体现化学实验的学科特点,对全面发展学科核心素养有促进作用,如根据实验现象进行微观探析,根据原理解释分析实验现象,应用原理分析评价实验方案,依据实验目的设计实验方案等。

【例3】下列实验操作、现象及结论均正确的是

( )

【命题意图】试题通过实验操作、现象与结论,综合考查考生的逻辑推理能力,试题也特别注重了“科学探究与创新意识”的学科素养考查。

【答案】A

4.联系真实的问题情景 考查问题的分析和解决能力

高考理综化学试题注重理论联系实际,重视学以致用,试题特别强调以真实的任务情境为背景,考查学生分析问题解决问题的能力,同时也能培养学生的学科素养及学习化学的兴趣。

【例4】我国科研团队利用低温等离子体协同催化技术,在常温常压下实现了将甲烷和二氧化碳一步转化为具有高附加值的液体燃料和化工产品。回答下列问题:

(1)已知:甲烷和乙酸的燃烧热分别为890.3 kJ·mol-1、876.72 kJ·mol-1,试写出甲烷与CO2合成乙酸的热化学方程式:______________。

(2)甲烷和二氧化碳一步转化为液体产品选择性如图甲所示,其中选择性最高的产品是________,反应中应加入等离子体催化剂是________。

①研究表明CO的生成速率v=1.28×10-2pCH4pCO2(mol·g-1·s-1),某时刻测得pH2=20 kPa,则pCH4=________kPa,v=________mol·g-1·s-1。

②达到平衡后,测得体系总压是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数Kp=________kPa2。(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留两位有效数字)

③温度对产物流量及平衡转化率的影响如图乙所示,可知反应ΔH________(填“>”或“<”)0,原因是______________。

乙 温度对产物流量及平衡转化率的影响

【命题意图】本题通过甲烷、二氧化碳重整资源的利用为情景,主要考查盖斯定律和化学平衡等知识的综合,试题注重渗透“变化观念与平衡思想”“科学态度与社会责任”的学科素养等要素。

(2)乙酸 Cu/γ-Al2O3

(3)①15 3.84 ②1.6×105③> 随温度升高,产物流量和反应的平衡转化率均增大,平衡向正反应方向移动,正反应为吸热反应

(2)分析图象可知乙酸的选择性最高,且利用Cu/γ-Al2O3等离子体催化剂时乙酸的选择性最高。

(3)①利用“三段式”解题:

起始: 25 kPa 30 kPa 0 0

转化: 10 kPa 10 kPa 20 kPa 20 kPa

某时刻:15 kPa 20 kPa 20 kPa 20 kPa

v=1.28×10-2pCH4pCO2=1.28×10-2×15×20 mol·g-1·s-1=3.84 mol·g-1·s-1。

②假设CH4的分压变化为xkPa。

起始: 25 kPa 30 kPa 0 0

转化:xkPaxkPa 2xkPa 2xkPa

某时刻:(25-x) kPa (30-x) kPa 2xkPa 2xkPa

③根据图象可以得出随温度升高,产物流量和反应的平衡转化率均增大,平衡向正反应方向移动,所以正反应为吸热反应。

5.注重试题开放与创新 积极推进新课程改革

预测今年高考化学试题将特别注重开发与创新,试题信息呈现方式多样,试题体现宽广融通的命题理念,着力为考生搭建展示思维的平台。另外试题设计尽可能取源于教材,通过教材进行拓展与提升,试题设计的问题尽可能体现开放性和创新性,在呈现与考查的方式上尽可能会体现出新的探索,由此推进新课程的深化改革。

【例5】镍钴锰酸锂电池是一种高功率动力电池。采用废旧锂离子电池回收工艺制备镍钴锰酸锂三元正极材料[LiNi(1-x-y)CoxMnyO2]的流程如下:

回答下列问题:

(1)能够提高碱浸效率的方法有______________(至少写两种)。

(2)废旧锂离子电池需要成分放电处理后才更有利于锂在正极的回收,原因是______________。

(3)LiCoO2中Co元素化合价为________,其参与“还原”反应的离子方程式为______________。

(4)溶液温度和浸渍时间对钴的浸出率影响如图所示,可知最佳的条件是______________。

(5)若溶液中Co2+的浓度为1.0 mol·L-1,缓慢通入氨气,使其产生Co(OH)2沉淀,试列式计算Co2+沉淀完全时溶液的pH{已知离子完全沉淀时c(Co2+)≤1.0×10-5mol·L-1,Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-15,lg2≈0.3,溶液体积变化不计}。

(6)写出“高温烧结固相合成”的化学方程式:____________________。

【命题意图】本题依托锂离子电池三元正极材料的制备工艺考查陌生的化学方程式书写、实验仪器的选取、化工流程分析、条件控制、沉淀溶解平衡和电离平衡常数计算等,意在考查考生的综合应用能力,素养角度注重“证据推理与模型认知”的渗透。

【答案】(1)减小原料颗粒、适当增加NaOH溶液浓度、适当提高温度、搅拌、多次浸取等(写出任意两个,合理即可)

(2)锂离子从负极脱出,经电解质向正极移动并进入正极材料

(4)75℃、30 min

(5)因为Ksp[Co(OH)2]=c(CO2+)·c2(OH-),

所以

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