第二屆命題征集活動(dòng)優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新試題選登

【例1】北京冬奧會(huì)是我國提出“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)后的首個(gè)世界級(jí)體育盛會(huì)，冬奧會(huì)承諾碳排放將全部中和。下列措施中不能促進(jìn)碳中和實(shí)現(xiàn)的是

( )

A.張北風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電實(shí)現(xiàn)綠色用電

B.優(yōu)先使用可再生、可循環(huán)利用的材料，全部達(dá)到綠色建筑

C.“平原用電、山地用氫”的原則，在各賽區(qū)推廣電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車

D.在火力發(fā)電中，對(duì)煙塵采用脫硫除塵處理減少空氣污染

【參考答案】D

【命題意圖】本題以北京冬奧會(huì)為試題情境，重點(diǎn)考查化學(xué)與生活、化學(xué)與材料的相關(guān)知識(shí)。

【解析】張北風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電均不會(huì)有二氧化碳排放，有利于實(shí)現(xiàn)碳中和，A項(xiàng)正確；優(yōu)先使用可再生、可循環(huán)利用的材料，全部達(dá)到綠色建筑，有利于實(shí)現(xiàn)碳中和，B項(xiàng)正確；“平原用電、山地用氫”的原則，使用電能和氫能均不會(huì)有二氧化碳排放，有利于實(shí)現(xiàn)碳中和，C項(xiàng)正確；在火力發(fā)電中，對(duì)煙塵采用脫硫除塵處理可減少空氣污染，但不會(huì)減少二氧化碳的排放，不能促進(jìn)碳中和實(shí)現(xiàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】本題的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于試題情境的創(chuàng)設(shè)，以我國2022北京冬奧會(huì)相關(guān)知識(shí)為情境素材，以熱點(diǎn)話題“碳中和”考查二氧化碳的相關(guān)知識(shí)。

【點(diǎn)評(píng)】以碳中和為主題，考查學(xué)生提取與應(yīng)用化學(xué)信息的能力、落實(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí)及應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)。

【作者單位 姓名】石家莊市第一中學(xué) 胡策策

【例2】單質(zhì)銅及某些化合物與類別、化合價(jià)的關(guān)系如圖1所示(“—”表示物質(zhì)間可能發(fā)生的轉(zhuǎn)化)。

下列敘述中正確的是

( )

圖1

A.a與強(qiáng)酸反應(yīng)一定生成e

B.可用稀硫酸檢驗(yàn)a中是否含有b

C.在一定條件下，可實(shí)現(xiàn)b→c→d→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化

D.圖示中可能的轉(zhuǎn)化均為氧化還原反應(yīng)

【參考答案】B

【命題意圖】本題結(jié)合銅元素的類-價(jià)二維圖考查銅及其化合物間的相互轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的檢驗(yàn)和氧化還原反應(yīng)等知識(shí)。

【解析】結(jié)合類-價(jià)二維圖可確定a為Cu，b為Cu2O，c為 CuO，d為Cu(OH)2，e為含Cu2+的鹽。Cu與濃硫酸和硝酸均能生成Cu2+，但Cu與鹽酸或稀硫酸均不能生成Cu2+，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于Cu與稀硫酸不反應(yīng)，而Cu2O能溶于稀硫酸使溶液變藍(lán)，故可用稀硫酸檢驗(yàn)Cu中是否含有Cu2O，B項(xiàng)正確；在一定條件下，Cu2O→CuO、Cu(OH)2→Cu2O的反應(yīng)均可實(shí)現(xiàn)，但CuO→Cu(OH)2不能直接轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；d→c、d→e間的轉(zhuǎn)化不涉及化合價(jià)變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】本題命制時(shí)參考了2021年廣東省學(xué)業(yè)水平選擇性考試第10題，命制了考查銅及其化合物的試題，隨著新教材的使用，更重視對(duì)類-價(jià)二維圖的應(yīng)用，本題以類-價(jià)二維圖為載體，綜合考查元素化合物間的轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的檢驗(yàn)和氧化還原反應(yīng)等知識(shí)，試題命題角度和呈現(xiàn)方式均較新穎，符合新高考命題趨勢(shì)，試題信息量較大，具有一定的區(qū)分度。本題還落實(shí)了變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)。

【點(diǎn)評(píng)】本題以類-價(jià)二維圖為載體考查銅元素及其化合物的相關(guān)知識(shí)，呈現(xiàn)形式新穎，區(qū)分度較好。

【作者單位 姓名】黑河市第九中學(xué) 欒厚福

【例3】某小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)探究Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)，分別向Na2CO3與NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液，發(fā)現(xiàn)均產(chǎn)生沉淀。下列說法正確的是

( )

A.產(chǎn)生沉淀的過程中CaCl2促進(jìn)了Na2CO3和NaHCO3的水解

B.以上物質(zhì)涉及的元素中電負(fù)性最大的是Cl

C.Na2CO3和NaHCO3中C原子的雜化類型不同

D.向苯酚濁液中滴加Na2CO3溶液，能使溶液變澄清

【參考答案】D

【命題意圖】本題以探究CaCl2溶液與Na2CO3和NaHCO3溶液反應(yīng)為情境，涉及的知識(shí)板塊有元素化合物、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)原理、有機(jī)化學(xué)，考查了鹽類的水解、元素電負(fù)性、雜化軌道理論、苯酚的性質(zhì)。綜合診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)高中化學(xué)知識(shí)的理解水平，綜合考查學(xué)生的應(yīng)用能力。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】本題以探究實(shí)驗(yàn)為載體，考查了鹽類的水解、元素電負(fù)性、雜化軌道理論、苯酚的性質(zhì)等知識(shí)，幾乎涉及高中所有模塊知識(shí)。試題難度不大，但綜合性較強(qiáng)，綜合診斷學(xué)生必備知識(shí)的掌握水平。

【點(diǎn)評(píng)】試題綜合性強(qiáng)，可考查學(xué)生必備知識(shí)的掌握情況。

【作者單位 姓名】北京市第一○一中學(xué)懷柔分校 閆銀權(quán)

【例4】下列關(guān)于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)及解釋都正確的是

( )

表1

【參考答案】C

【命題意圖】湖北省學(xué)業(yè)水平選擇性考試的試卷結(jié)構(gòu)沒有單獨(dú)設(shè)置《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊的非選擇題，而將此部分知識(shí)分散在選擇題中進(jìn)行考查?！拔淖终f理題”是物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊的精髓之一，湖北省學(xué)業(yè)水平選擇性考試和湖北八省模擬試題均有涉及，2022屆武漢九月調(diào)考第12題作了很好的探索。

【解析】S8和SO2均是分子晶體，熔化時(shí)都要克服分子間作用力，與化學(xué)鍵無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沸點(diǎn)：NH3>AsH3，原因是NH3分子之間存在氫鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水溶性：CH3OH>CCl4，與分子極性、分子間氫鍵都有關(guān)系，C項(xiàng)正確；穩(wěn)定性：HF>HCl，與F—H的鍵能比Cl—H的鍵能大有關(guān)，與分子間氫鍵無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】本題嘗試依據(jù)SOLO分類理論，將“多元結(jié)構(gòu)”升級(jí)為“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)”，提高試題的考查層級(jí)，同時(shí)以表格形式呈現(xiàn)信息，創(chuàng)新試題呈現(xiàn)形式。A項(xiàng)，改編自2018年全國卷Ⅱ《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊；B項(xiàng)，改編自2019年全國卷Ⅱ《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊；C項(xiàng)，改編自2020年海南卷《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》模塊；D項(xiàng)，改編自2020年浙江7月選考。

【點(diǎn)評(píng)】本題全面地考查了分子結(jié)構(gòu)部分考點(diǎn)。

【例5】某室溫離子液體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖2所示(Me、Bu分別表示甲基、丁基)，其中短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，且X、Z同主族。下列敘述錯(cuò)誤的是

( )

圖2

A.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X>Z

B.Z的最高價(jià)氧化物的水化物是弱電解質(zhì)

C.NaY溶液呈堿性

D.陰離子中的鍵角均是90°

【參考答案】D

【解析】據(jù)信息可推知X、Y、Z分別是N元素、F元素、P元素。NH3分子間有氫鍵，NH3分子沸點(diǎn)高于PH3分子，A項(xiàng)正確；H3PO4是中強(qiáng)酸，是弱電解質(zhì)，B項(xiàng)正確；NaF溶液顯堿性，C項(xiàng)正確；陰離子是正八面體結(jié)構(gòu)，鍵角有90°和180°兩種，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】本題的參考文獻(xiàn)為中國教育技術(shù)裝備《一種新型離子化合物——離子液體》；以離子液體結(jié)構(gòu)式呈現(xiàn)，創(chuàng)新信息呈現(xiàn)方式。將元素化合物、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理等多模塊進(jìn)行融合。

【點(diǎn)評(píng)】試題背景新穎，選項(xiàng)設(shè)置考查內(nèi)容豐富，D項(xiàng)對(duì)鍵角的考查有創(chuàng)新。

【作者單位 姓名】武漢市新洲一中 杜來意

【例6】為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”，科學(xué)家在二氧化碳資源化利用領(lǐng)域取得突破，揭示了二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)的控速步驟，在該研究方向提出了全新的機(jī)理認(rèn)識(shí)，相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》，該成果不僅可以為減少碳排放、緩解溫室效應(yīng)的電催化技術(shù)提供對(duì)反應(yīng)機(jī)理的新認(rèn)識(shí)，還有利于我國搶占二氧化碳利用技術(shù)的國際制高點(diǎn)，具有重要的戰(zhàn)略意義。下列有關(guān)說法不正確的是

( )

A.新型高效銅催化劑助力二氧化碳“變廢為寶”，催化劑可以降低反應(yīng)的活化能

B.二氧化碳電化學(xué)還原制一氧化碳和甲酸鹽的選擇性可以接近100%，反應(yīng)的選擇性取決于催化劑的選擇性

C.新技術(shù)兩電子轉(zhuǎn)移二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)控速步驟為二氧化碳的吸附過程，控速步驟為反應(yīng)機(jī)理中最快的步驟

D.二氧化碳轉(zhuǎn)化為多碳燃料需經(jīng)歷動(dòng)力學(xué)緩慢的碳—碳耦聯(lián)過程，此過程涉及碳—碳新鍵的形成

【參考答案】C

【解析】A項(xiàng)中考查催化劑的作用機(jī)理是降低反應(yīng)的活化能，從而加快反應(yīng)速率，A項(xiàng)正確；催化劑的選擇性決定了反應(yīng)的選擇性，B項(xiàng)正確；反應(yīng)機(jī)理中決速步驟應(yīng)該是最慢的那一步，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳—碳耦聯(lián)過程涉及新鍵的形成，D項(xiàng)正確。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】此題的試題情境取自科學(xué)網(wǎng)上的兩篇文獻(xiàn)，分別是《我國科研團(tuán)隊(duì)揭示了為二氧化碳電化學(xué)還原反應(yīng)“提速”的關(guān)鍵》與《新型高效銅催化劑助力二氧化碳“變廢為寶”》，結(jié)合科學(xué)家的最新科技如何實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”，對(duì)學(xué)生所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí)進(jìn)行組合，考查學(xué)生對(duì)于反應(yīng)機(jī)理以及催化劑的性能方面的深入理解。

【點(diǎn)評(píng)】最新文獻(xiàn)信息時(shí)效性強(qiáng)，彰顯民族自信，起點(diǎn)較高但落點(diǎn)較低，符合高考的命題理念。

【作者單位 姓名】西安交通大學(xué)附屬中學(xué) 卓穎

【例7】在全球氣候變化和“碳中和”“碳達(dá)峰”目標(biāo)下，光伏技術(shù)發(fā)展受到世界各國的廣泛重視。鈣鈦礦太陽能電池成本低、效率高，被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)低成本發(fā)電的新型光伏技術(shù)之一。近日，我國科學(xué)家在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，介紹了反型鈣鈦礦太陽能電池研究方面的最新科研成果。該研究中，科研人員在鈣鈦礦表面使用高反應(yīng)活性的六甲基二硅硫醚進(jìn)行硫化，于原位形成PbS-I層，從而首次將反型鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)化效率提高到24%以上?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)層電子排布圖為________。

(2)TiCl4具有與SiCl4相似的結(jié)構(gòu)，二者熔沸點(diǎn)信息如表2所示：

表2

試解釋二者熔沸點(diǎn)差異的原因：

。

(3)硫化過程中使用的六甲基二硅硫醚結(jié)構(gòu)如圖3所示，其組成元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/p>

，

該物質(zhì)中含有的粒子間作用力是________(填序號(hào))，其中S原子的雜化軌道類型是________。

圖3

A.非極性共價(jià)鍵 B.極性共價(jià)鍵

C.σ鍵 D.π鍵

E.離子鍵 F.范德華力

G.氫鍵

(4)研究中發(fā)現(xiàn)，硫化后的Pb—S鍵強(qiáng)度遠(yuǎn)高于Pb—I鍵，故可有效抑制老化過程中鈣鈦礦的衰減。試解釋造成二者鍵強(qiáng)度差異的原因：

。

(5)鈣鈦礦是一類以共頂點(diǎn)連接的八面體為基元的結(jié)構(gòu)類型(如圖4所示)。反鈣鈦礦與鈣鈦礦同構(gòu)，它們可以用同一個(gè)通式表示，但是正負(fù)離子在結(jié)構(gòu)中占據(jù)相反的位置。即鈣鈦礦的A位和B位離子是陽離子，X位是陰離子，而反鈣鈦礦的A位和B位離子是陰離子，X位是陽離子。若某反鈣鈦礦型晶體中A位是Cl-，B位是O2-，X位是Na+，則該晶體的化學(xué)式為________，O2-的配位數(shù)是________，若晶胞參數(shù)為anm，則該晶體的密度為________g·cm-3(列出計(jì)算式)。

圖4

【參考答案】(1)

(2)二者均為分子晶體，TiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量比SiCl4大，分子間作用力更強(qiáng)，故其熔沸點(diǎn)更高

(3)S>C>H>Si BCF sp3雜化

(4)S原子半徑小于I原子，故Pb—S鍵與Pb—I鍵相比鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大，鍵的強(qiáng)度更高

(2)本問考查晶體類型的判斷及不同晶體物理性質(zhì)的影響因素。一般晶體的熔沸點(diǎn)：原子晶體>離子晶體>分子晶體；由題意知TiCl4與SiCl4均為共價(jià)化合物，為分子晶體，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，分子間作用力增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高，故答案為二者均為分子晶體，TiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量比SiCl4大，分子間作用力更強(qiáng)，故其熔沸點(diǎn)更高。

(3)本問以陌生化合物為載體考查元素周期律及物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)知識(shí)。首先需根據(jù)結(jié)構(gòu)式正確判斷出該物質(zhì)包含的元素種類，再根據(jù)元素周期表中相對(duì)位置關(guān)系及化合物中共用電子對(duì)的偏移情況判斷出得電子能力的相對(duì)強(qiáng)弱順序，即電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镾>C>H>Si。六甲基二硅硫醚是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，并不存在相同元素原子所形成的化學(xué)鍵或雙鍵、三鍵，故知該物質(zhì)中存在極性共價(jià)鍵、σ鍵和范德華力。由結(jié)構(gòu)式可知，S原子形成兩個(gè)σ鍵，另有兩對(duì)孤對(duì)電子，故其雜化形式為sp3雜化。故答案為S>C>H>Si，BCF，sp3雜化。

(4)本問考查化學(xué)鍵的基本參數(shù)及其影響因素。鍵的強(qiáng)度更高意味著鍵能更大，影響共價(jià)鍵鍵能的因素主要為鍵長(zhǎng)，經(jīng)原子結(jié)構(gòu)的分析可知，S原子半徑小于I原子，其與同種原子成鍵時(shí)鍵長(zhǎng)更短，故答案為S原子半徑小于I原子，故Pb—S鍵與Pb—I鍵相比鍵長(zhǎng)更短，鍵能更大，鍵的強(qiáng)度更高。

【創(chuàng)新點(diǎn)分析】題干材料選自華東師范大學(xué)教授方俊鋒團(tuán)隊(duì)和中科院寧波材料所副研究員李曉冬合作于2022年1月27日在《科學(xué)》雜志發(fā)表的論文Constructingheterojunctionsbysurfacesulfidationforefficientinvertedperovskitesolarcells，以頂級(jí)刊物文獻(xiàn)中展現(xiàn)的化學(xué)最新科研成果作為素材情境，通過問題的設(shè)置對(duì)知識(shí)模塊進(jìn)行融合創(chuàng)新，如將必修元素硅與選修元素鈦進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的融合考查等。在最后一問中，通過圖像與信息給出鈣鈦礦與陌生晶胞類型——反鈣鈦礦之間的區(qū)別與聯(lián)系，綜合考查了學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【點(diǎn)評(píng)】情境、材料新穎，設(shè)問創(chuàng)新。