安徽 尉言勋
2021年的高考全国卷试题与往年相比有所变化,原来使用全国卷Ⅱ的八个省份,甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、新疆、陕西和原来使用全国卷Ⅰ的四个高考省份,河南、山西、江西、安徽使用的考卷进行了合并,统一为全国乙卷。2021年全国高考化学乙卷试题,遵循《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》的理念,把握新时代的育人方向及要求,坚持稳中有变的总体原则,持续稳妥推进高考考试内容改革。题目注重情境选择,呈现形式力求创新,优化设问方式,聚焦学科核心素养,突出考查关键能力,认真贯彻“一点四面”命题思想,全面落实《中国高考评价体系》“一核四层四翼”的要求。
【例1】(2021·全国乙卷·7)我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
( )
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
【答案】D
【解析】将重质油裂解的主要目的是得到乙烯、丙烯等气态短链烃,裂化得到的是轻质油,提高汽油等轻质油的产量与质量,并不能减少碳的排放总量,A项错误;可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成CO2,不能减少碳的排放总量,B项错误;清洁煤技术能够减少SO2的排放,并不能减少CO2的排放总量,C项错误;“碳中和”指的是CO2排放总量和减少总量相当,将CO2转化为甲醇能够减少碳的排放总量,D项正确。
【点评】在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,展现了我国应对全球气候变化问题的责任与担当。我国化学科研工作者在CO2等温室气体的转化和利用以及清洁新能源开发方面做了大量研究工作。本题以碳中和为情境,考查利用化学技术减少CO2的本质,并向考生普及了多种实现碳中和的手段和技术。引导学生关注化学对国家科学、经济和社会发展的贡献,树立正确的价值观并培养爱国热情,落实了科学态度与社会责任的核心素养。
【例2】(2021·全国乙卷·9)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
( )
【答案】A
【点评】离子方程式的书写与判断为经典题型,本题四个选项涉及的均为常见的重要反应,备考时注意结合题目给予的新情景、新信息,判断陌生离子方程式的正误。离子反应体现了化学反应的实质,掌握离子反应方程式的书写要求和规则,可以避免陷入常见的误区。
【例3】(2021·全国乙卷·11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似,土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是
( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】月球土壤的构成与地球土壤类似,地壳中元素的含量前五位分别为:氧、硅、铝、铁、钙,又根据题意可知X、Y、Z为原子序数逐渐增大、且为同周期相邻元素,故得出其中两种为Al、Si,第三种可能是Mg或者P,W原子序数最小应该为O,根据最外层电子数之和为15,推出最后一种元素最外层电子数为2,故W为O,X为Mg,Y为Al,Z为Si。
主族元素原子半径同一周期从左到右依次减小,同一主族从上到下依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,A项错误;MgO为离子化合物,含有离子键,B项正确;Y单质为金属铝,是导体,而Z单质为硅单质,是半导体,故Y单质的导电性强于Z单质的,C项错误;酸性:H2CO3>H2SiO3,D项错误。
【点评】本题考查“位—构—性”相互关系的应用,为经典题型,连续多年均考查了此类问题,涉及化学核心素养中的证据推理与模型认知,侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。元素的推断为解答关键,要综合利用题目给予的信息,X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,可得四种元素位于四个不同的主族,结合最外层电子数之和为15,可得X为金属元素镁。备考时,要熟练掌握前20号元素之间的位置关系以及特征,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质。此类试题还可能以图像信息呈现物质的结构,考查化学键的判断、酸性强弱判断等相关知识。
【例4】(2021·全国乙卷·12)沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。为解决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图1所示),通入一定的电流。
图1
下列叙述错误的是
( )
A.阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl2的反应
B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
【答案】D
【点评】本题考查电解原理的应用。以教材上学生熟悉的电解饱和食盐水反应为考查核心,转变呈现形式和试题情境,利用生活中的真实情景,考查电化学的基础知识。可见体现化学在生活中的应用是近年的命题热点,比如2020年全国卷Ⅰ第12题利用新型Zn-CO2电池,解决环境和能源问题;2020年全国卷Ⅱ第12题,利用某电致变色器件智能调控太阳光透射率,从而实现节能。备考时还要注意引导学生能利用电化学原理,解释生活中的一些现象,比如:金属腐蚀问题,选择并设计防腐措施。电化学内容理论性、规律性较强,可以让学生建立模型,然后迁移到陌生的情景中。
( )
A.能发生取代反应,不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
【答案】C
【解析】由结构简式可得,分子式为C10H18O3,不饱和度为2,所含官能团为碳碳双键和羧基。该物质含有碳碳双键能够发生加成反应,A项错误;同系物要求结构相似,具有相同种类和数目的官能团,所以该物质既不是乙醇的同系物也不是乙酸的同系物,B项错误;两种物质的分子式均为C10H18O3,且结构不同,故互为同分异构体,C项正确;1 mol该物质含有1 mol羧基,与碳酸钠反应最多得到22 g CO2,D项错误。
【点评】有机基础选择题一般呈现陌生物质,本题给予一种活性物质的结构简式,2020年全国卷Ⅰ给予紫花前胡醇的结构,2020年全国卷Ⅱ给予2-乙烯基吡啶的合成路线。选项主要集中在常见有机物的结构特点与用途、同分异构体的判断与书写、共线共面问题、有机反应类型与有机物性质的推断等方面。本题四个选项分别考查反应类型、同系物、同分异构体等热点问题以及官能团的性质等,知识点的覆盖面比较广,但难度并不大,侧重考查学生分析问题、解决问题的能力。
【例6】(2021·全国乙卷·13)HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298 K时c2(M+)-c(H+)为线性关系,如图2中实线所示。
图2
下列叙述错误的是
( )
A.溶液pH=4时,c(M+)<3.0×10-4mol·L-1
B.MA的溶度积Ksp(MA)=5.0×10-8
C.溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D.HA的电离常数Ka(HA)≈2.0×10-4
【答案】C
全国乙卷高考试题加大了学科之间的知识融合,同样的例子还有非选择题中第28题巧妙地将两个反应平衡常数的对数与温度的倒数绘制成线性关系图,要求学生利用图中数据信息归纳平衡常数与温度的内在关系,并在此基础上论证第三个反应的平衡常数与温度的关系。第35题考查金属原子的空间占有率,需要学生具有一定的几何空间思维,并且需要准确的呈现计算表达式。
总之,2021全国乙卷化学试题选择题部分内容设计合理、试题难度、梯度适中,具有较好的区分度。试题符合新课程标准的要求,充分发挥化学学科特点,精选试题情境,弘扬学科核心价值。题目传递化学的应用价值,让学生体会到化学的实用性,具有较好的引导作用,助力基础教育改革和高考综合改革稳步推进。