第二届命题征集活动优质创新试题选登

【例1】北京冬奥会是我国提出“2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和”目标后的首个世界级体育盛会，冬奥会承诺碳排放将全部中和。下列措施中不能促进碳中和实现的是

( )

A.张北风力发电、太阳能发电实现绿色用电

B.优先使用可再生、可循环利用的材料，全部达到绿色建筑

C.“平原用电、山地用氢”的原则，在各赛区推广电动汽车、氢燃料电池汽车

D.在火力发电中，对烟尘采用脱硫除尘处理减少空气污染

【参考答案】D

【命题意图】本题以北京冬奥会为试题情境，重点考查化学与生活、化学与材料的相关知识。

【解析】张北风力发电、太阳能发电均不会有二氧化碳排放，有利于实现碳中和，A项正确；优先使用可再生、可循环利用的材料，全部达到绿色建筑，有利于实现碳中和，B项正确；“平原用电、山地用氢”的原则，使用电能和氢能均不会有二氧化碳排放，有利于实现碳中和，C项正确；在火力发电中，对烟尘采用脱硫除尘处理可减少空气污染，但不会减少二氧化碳的排放，不能促进碳中和实现，D项错误。

【创新点分析】本题的主要创新点在于试题情境的创设，以我国2022北京冬奥会相关知识为情境素材，以热点话题“碳中和”考查二氧化碳的相关知识。

【点评】以碳中和为主题，考查学生提取与应用化学信息的能力、落实科学态度与社会责任的学科核心素养，使学生树立环保意识及应用化学知识解决实际问题的意识。

【作者单位 姓名】石家庄市第一中学 胡策策

【例2】单质铜及某些化合物与类别、化合价的关系如图1所示(“—”表示物质间可能发生的转化)。

下列叙述中正确的是

( )

图1

A.a与强酸反应一定生成e

B.可用稀硫酸检验a中是否含有b

C.在一定条件下，可实现b→c→d→b的循环转化

D.图示中可能的转化均为氧化还原反应

【参考答案】B

【命题意图】本题结合铜元素的类-价二维图考查铜及其化合物间的相互转化、物质的检验和氧化还原反应等知识。

【解析】结合类-价二维图可确定a为Cu，b为Cu2O，c为 CuO，d为Cu(OH)2，e为含Cu2+的盐。Cu与浓硫酸和硝酸均能生成Cu2+，但Cu与盐酸或稀硫酸均不能生成Cu2+，A项错误；由于Cu与稀硫酸不反应，而Cu2O能溶于稀硫酸使溶液变蓝，故可用稀硫酸检验Cu中是否含有Cu2O，B项正确；在一定条件下，Cu2O→CuO、Cu(OH)2→Cu2O的反应均可实现，但CuO→Cu(OH)2不能直接转化，C项错误；d→c、d→e间的转化不涉及化合价变化，不属于氧化还原反应，D项错误。

【创新点分析】本题命制时参考了2021年广东省学业水平选择性考试第10题，命制了考查铜及其化合物的试题，随着新教材的使用，更重视对类-价二维图的应用，本题以类-价二维图为载体，综合考查元素化合物间的转化、物质的检验和氧化还原反应等知识，试题命题角度和呈现方式均较新颖，符合新高考命题趋势，试题信息量较大，具有一定的区分度。本题还落实了变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等学科核心素养。

【点评】本题以类-价二维图为载体考查铜元素及其化合物的相关知识，呈现形式新颖，区分度较好。

【作者单位 姓名】黑河市第九中学 栾厚福

【例3】某小组同学实验探究Na2CO3与NaHCO3的性质，分别向Na2CO3与NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液，发现均产生沉淀。下列说法正确的是

( )

A.产生沉淀的过程中CaCl2促进了Na2CO3和NaHCO3的水解

B.以上物质涉及的元素中电负性最大的是Cl

C.Na2CO3和NaHCO3中C原子的杂化类型不同

D.向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，能使溶液变澄清

【参考答案】D

【命题意图】本题以探究CaCl2溶液与Na2CO3和NaHCO3溶液反应为情境，涉及的知识板块有元素化合物、物质结构、反应原理、有机化学，考查了盐类的水解、元素电负性、杂化轨道理论、苯酚的性质。综合诊断并发展学生对高中化学知识的理解水平，综合考查学生的应用能力。

【创新点分析】本题以探究实验为载体，考查了盐类的水解、元素电负性、杂化轨道理论、苯酚的性质等知识，几乎涉及高中所有模块知识。试题难度不大，但综合性较强，综合诊断学生必备知识的掌握水平。

【点评】试题综合性强，可考查学生必备知识的掌握情况。

【作者单位 姓名】北京市第一○一中学怀柔分校 闫银权

【例4】下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是

( )

表1

【参考答案】C

【命题意图】湖北省学业水平选择性考试的试卷结构没有单独设置《物质结构与性质》模块的非选择题，而将此部分知识分散在选择题中进行考查。“文字说理题”是物质结构模块的精髓之一，湖北省学业水平选择性考试和湖北八省模拟试题均有涉及，2022届武汉九月调考第12题作了很好的探索。

【解析】S8和SO2均是分子晶体，熔化时都要克服分子间作用力，与化学键无关，A项错误；沸点：NH3>AsH3，原因是NH3分子之间存在氢键，B项错误；水溶性：CH3OH>CCl4，与分子极性、分子间氢键都有关系，C项正确；稳定性：HF>HCl，与F—H的键能比Cl—H的键能大有关，与分子间氢键无关，D项错误。

【创新点分析】本题尝试依据SOLO分类理论，将“多元结构”升级为“关联结构”，提高试题的考查层级，同时以表格形式呈现信息，创新试题呈现形式。A项，改编自2018年全国卷Ⅱ《物质结构与性质》模块；B项，改编自2019年全国卷Ⅱ《物质结构与性质》模块；C项，改编自2020年海南卷《物质结构与性质》模块；D项，改编自2020年浙江7月选考。

【点评】本题全面地考查了分子结构部分考点。

【例5】某室温离子液体的结构简式如图2所示(Me、Bu分别表示甲基、丁基)，其中短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大，且X、Z同主族。下列叙述错误的是

( )

图2

A.简单氢化物的沸点：X>Z

B.Z的最高价氧化物的水化物是弱电解质

C.NaY溶液呈碱性

D.阴离子中的键角均是90°

【参考答案】D

【解析】据信息可推知X、Y、Z分别是N元素、F元素、P元素。NH3分子间有氢键，NH3分子沸点高于PH3分子，A项正确；H3PO4是中强酸，是弱电解质，B项正确；NaF溶液显碱性，C项正确；阴离子是正八面体结构，键角有90°和180°两种，D项错误。

【创新点分析】本题的参考文献为中国教育技术装备《一种新型离子化合物——离子液体》；以离子液体结构式呈现，创新信息呈现方式。将元素化合物、物质结构与性质、化学反应原理等多模块进行融合。

【点评】试题背景新颖，选项设置考查内容丰富，D项对键角的考查有创新。

【作者单位 姓名】武汉市新洲一中 杜来意

【例6】为了实现“碳达峰”“碳中和”，科学家在二氧化碳资源化利用领域取得突破，揭示了二氧化碳电化学还原反应的控速步骤，在该研究方向提出了全新的机理认识，相关成果发表于《自然—通讯》，该成果不仅可以为减少碳排放、缓解温室效应的电催化技术提供对反应机理的新认识，还有利于我国抢占二氧化碳利用技术的国际制高点，具有重要的战略意义。下列有关说法不正确的是

( )

A.新型高效铜催化剂助力二氧化碳“变废为宝”，催化剂可以降低反应的活化能

B.二氧化碳电化学还原制一氧化碳和甲酸盐的选择性可以接近100%，反应的选择性取决于催化剂的选择性

C.新技术两电子转移二氧化碳电化学还原反应控速步骤为二氧化碳的吸附过程，控速步骤为反应机理中最快的步骤

D.二氧化碳转化为多碳燃料需经历动力学缓慢的碳—碳耦联过程，此过程涉及碳—碳新键的形成

【参考答案】C

【解析】A项中考查催化剂的作用机理是降低反应的活化能，从而加快反应速率，A项正确；催化剂的选择性决定了反应的选择性，B项正确；反应机理中决速步骤应该是最慢的那一步，C项错误；碳—碳耦联过程涉及新键的形成，D项正确。

【创新点分析】此题的试题情境取自科学网上的两篇文献，分别是《我国科研团队揭示了为二氧化碳电化学还原反应“提速”的关键》与《新型高效铜催化剂助力二氧化碳“变废为宝”》，结合科学家的最新科技如何实现“碳达峰”“碳中和”，对学生所学的化学反应原理的知识进行组合，考查学生对于反应机理以及催化剂的性能方面的深入理解。

【点评】最新文献信息时效性强，彰显民族自信，起点较高但落点较低，符合高考的命题理念。

【作者单位 姓名】西安交通大学附属中学 卓颖

【例7】在全球气候变化和“碳中和”“碳达峰”目标下，光伏技术发展受到世界各国的广泛重视。钙钛矿太阳能电池成本低、效率高，被认为是最有希望实现低成本发电的新型光伏技术之一。近日，我国科学家在《科学》杂志发表论文，介绍了反型钙钛矿太阳能电池研究方面的最新科研成果。该研究中，科研人员在钙钛矿表面使用高反应活性的六甲基二硅硫醚进行硫化，于原位形成PbS-I层，从而首次将反型钙钛矿电池的转化效率提高到24%以上。回答下列问题：

(1)基态Ti原子的价层电子排布图为________。

(2)TiCl4具有与SiCl4相似的结构，二者熔沸点信息如表2所示：

表2

试解释二者熔沸点差异的原因：

。

(3)硫化过程中使用的六甲基二硅硫醚结构如图3所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为

，

该物质中含有的粒子间作用力是________(填序号)，其中S原子的杂化轨道类型是________。

图3

A.非极性共价键 B.极性共价键

C.σ键 D.π键

E.离子键 F.范德华力

G.氢键

(4)研究中发现，硫化后的Pb—S键强度远高于Pb—I键，故可有效抑制老化过程中钙钛矿的衰减。试解释造成二者键强度差异的原因：

。

(5)钙钛矿是一类以共顶点连接的八面体为基元的结构类型(如图4所示)。反钙钛矿与钙钛矿同构，它们可以用同一个通式表示，但是正负离子在结构中占据相反的位置。即钙钛矿的A位和B位离子是阳离子，X位是阴离子，而反钙钛矿的A位和B位离子是阴离子，X位是阳离子。若某反钙钛矿型晶体中A位是Cl-，B位是O2-，X位是Na+，则该晶体的化学式为________，O2-的配位数是________，若晶胞参数为anm，则该晶体的密度为________g·cm-3(列出计算式)。

图4

【参考答案】(1)

(2)二者均为分子晶体，TiCl4的相对分子质量比SiCl4大，分子间作用力更强，故其熔沸点更高

(3)S>C>H>Si BCF sp3杂化

(4)S原子半径小于I原子，故Pb—S键与Pb—I键相比键长更短，键能更大，键的强度更高

(2)本问考查晶体类型的判断及不同晶体物理性质的影响因素。一般晶体的熔沸点：原子晶体>离子晶体>分子晶体；由题意知TiCl4与SiCl4均为共价化合物，为分子晶体，对于组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，分子间作用力增大，熔沸点逐渐升高，故答案为二者均为分子晶体，TiCl4的相对分子质量比SiCl4大，分子间作用力更强，故其熔沸点更高。

(3)本问以陌生化合物为载体考查元素周期律及物质结构理论基础知识。首先需根据结构式正确判断出该物质包含的元素种类，再根据元素周期表中相对位置关系及化合物中共用电子对的偏移情况判断出得电子能力的相对强弱顺序，即电负性由大到小的顺序为S>C>H>Si。六甲基二硅硫醚是由分子构成的物质，并不存在相同元素原子所形成的化学键或双键、三键，故知该物质中存在极性共价键、σ键和范德华力。由结构式可知，S原子形成两个σ键，另有两对孤对电子，故其杂化形式为sp3杂化。故答案为S>C>H>Si，BCF，sp3杂化。

(4)本问考查化学键的基本参数及其影响因素。键的强度更高意味着键能更大，影响共价键键能的因素主要为键长，经原子结构的分析可知，S原子半径小于I原子，其与同种原子成键时键长更短，故答案为S原子半径小于I原子，故Pb—S键与Pb—I键相比键长更短，键能更大，键的强度更高。

【创新点分析】题干材料选自华东师范大学教授方俊锋团队和中科院宁波材料所副研究员李晓冬合作于2022年1月27日在《科学》杂志发表的论文Constructingheterojunctionsbysurfacesulfidationforefficientinvertedperovskitesolarcells，以顶级刊物文献中展现的化学最新科研成果作为素材情境，通过问题的设置对知识模块进行融合创新，如将必修元素硅与选修元素钛进行结构与性质的融合考查等。在最后一问中，通过图像与信息给出钙钛矿与陌生晶胞类型——反钙钛矿之间的区别与联系，综合考查了学生证据推理与模型认知的学科核心素养。

【点评】情境、材料新颖，设问创新。