孫 晶

(山東省日照市莒縣第四中學(xué))

創(chuàng)新是一個(gè)民族永葆進(jìn)步的靈魂,是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力,也是高考命題永葆生機(jī)的源泉,本文對(duì)2022年高考題中呈現(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)予以剖析.

1 有機(jī)命題與“碳達(dá)峰”無(wú)痕對(duì)接

例1(2022年全國(guó)乙卷)一種實(shí)現(xiàn)二氧化碳固定及再利用的反應(yīng)如圖1所示.

圖1

下列敘述正確的是( ).

A.化合物1分子中的所有原子共平面

B.化合物1與乙醇互為同系物

C.化合物2分子中含有羥基和酯基

D.化合物2可以發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)

化合物1分子中含有亞甲基結(jié)構(gòu),其中心碳原子采用sp3雜化,所有原子不可能共平面,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.結(jié)構(gòu)相似,分子組成相差n個(gè)CH2的有機(jī)物互為同系物,化合物1為環(huán)氧乙烷,屬于醚類,而乙醇屬于醇類,二者結(jié)構(gòu)不相似,不是同系物,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.根據(jù)化合物2的分子結(jié)構(gòu)可知,分子中含酯基,不含羥基,選項(xiàng)C 錯(cuò)誤.化合物2分子可發(fā)生開(kāi)環(huán)聚合形成高分子化合物選項(xiàng)D 正確.答案為D.

【真題品讀】本題以二氧化碳固定及再利用為命題背景,考查的落點(diǎn)涉及有機(jī)物的共面分析、同系物概念辨識(shí)、官能團(tuán)判斷和聚酯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫.題目用字凝練,涵蓋的知識(shí)貫穿選擇性必修3?有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)?的始終,在落實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)和基本能力考查的同時(shí),潛移默化地向?qū)W生傳遞綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展思想,有助于我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”的目標(biāo),體現(xiàn)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的學(xué)科素養(yǎng),達(dá)成了命題的社會(huì)價(jià)值.

2 定性推斷與定量計(jì)算相結(jié)合

例2(2022年全國(guó)乙卷)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于電訊器材、高級(jí)玻璃的制造.W、X、Y、Z為短周期元素,原子序數(shù)依次增加,且加和為21.YZ2分子的總電子數(shù)為奇數(shù),常溫下為氣體.該化合物的熱重曲線如圖2所示,在200 ℃以下熱分解時(shí)無(wú)刺激性氣體逸出.下列敘述正確的是( ).

圖2

A.W、X、Y、Z的單質(zhì)常溫下均為氣體

B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:Y＜X

C.100～200 ℃階段熱分解失去4個(gè)W2Z

D.500 ℃熱分解后生成固體化合物X2Z3

根據(jù)題意可知失去的是水,而不是氨氣,即W 為H,Z 為O,YZ2分子的總電子數(shù)為奇數(shù),常溫下為氣體,則Y 為N 元素,根據(jù)“原子序數(shù)依次增加,且加和為21”可知,X 為B 元素,其單質(zhì)在常溫下為固體,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.根據(jù)非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),可判斷選項(xiàng)B 錯(cuò)誤.若100～200 ℃階段熱分解失去4個(gè)H2O,則質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

故說(shuō)明不是失去4 個(gè)H2O,選項(xiàng)C 錯(cuò)誤.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃熱分解后若生成固體化合物X2Z3(B2O3),根據(jù)B 元素守恒,則得到關(guān)系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3,則固體化合物B2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

說(shuō)明假設(shè)正確,選項(xiàng)D 正確.答案為D.

【真題品讀】傳統(tǒng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律的推斷題一般有三大經(jīng)典呈現(xiàn)形式:1)以文字?jǐn)⑹鲂问浇o出信息.2)結(jié)合表格形式列舉元素信息.3)給出某化合物的結(jié)構(gòu)示意圖,通過(guò)化學(xué)鍵信息進(jìn)行推斷.2022年高考題將熱重分析曲線和元素推斷融為一體,使元素“位、構(gòu)、性”推斷與元素化合物性質(zhì)、定量計(jì)算渾然一體,一道題承載了多種知識(shí),較好地落實(shí)了宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科素養(yǎng).

3 電解質(zhì)壓軸選擇題的創(chuàng)新

例3(2022年全國(guó)乙卷)常溫下,一元酸HA 的Ka(HA)＝1.0×10－3.在某體系中,H＋與A－不能穿過(guò)隔膜,未電離的HA 可自由穿過(guò)該膜(如圖3).

圖3

設(shè)溶液中c總(HA)＝c(HA)＋c(A－),當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),下列敘述正確的是( ).

A.溶液Ⅰ中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)

C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等

D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c總(HA)之比為10－4

溶液Ⅱ中c總(HA)＝1.01c(HA),未電離的HA 可自由穿過(guò)隔膜,故溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c(HA)相等,c總(HA)之比為

選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為B.

【真題品讀】縱覽歷年高考選擇題的壓軸題大都以圖像的形式考查離子濃度排序或者沉淀溶解平衡的分析.這些圖像和數(shù)學(xué)對(duì)數(shù)運(yùn)算、曲線變化、離子濃度交錯(cuò)在一起,令許多考生無(wú)所適從,不知從何處破題分析,一直是學(xué)生高頻失分的題目.該題將傳統(tǒng)的電化學(xué)命題中經(jīng)常出現(xiàn)的離子交換膜“嫁接”到電解質(zhì)命題中,這是該題的第一個(gè)創(chuàng)新,第二個(gè)創(chuàng)新的地方是未電離的HA 可自由穿過(guò)隔膜,導(dǎo)致溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,如果考生不能很好地領(lǐng)悟圖中的這一信息,該題很容易解錯(cuò).

4 體現(xiàn)傳承,由水立方到冰立方,落實(shí)綠色環(huán)保理念

例4(2022年全國(guó)甲卷)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“水立方”,在2022年冬奧會(huì)上華麗轉(zhuǎn)身為“冰立方”,實(shí)現(xiàn)了奧運(yùn)場(chǎng)館的再利用,其美麗的透光氣囊材料由乙烯(CH2═CH2)與四氟乙烯(CF2═CF2)的共聚物(ETFE)制成.回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)F 原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為_(kāi)_______.

(2)圖甲、乙、丙分別表示C、N、O 和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同).第一電離能的變化圖是_________(填標(biāo)號(hào)),判斷的根據(jù)是________;第三電離能的變化圖是_________(填標(biāo)號(hào)).

圖4

(3)固態(tài)氟化氫中存在(HF)n形式,畫出(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)_________.

(4)CF2═CF2和ETFE分子中C的雜化軌道類型分別為_(kāi)______和_______;聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯,從化學(xué)鍵的角度解釋原因_________.

(5)螢石(CaF2)是自然界中常見(jiàn)的含氟礦物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖5所示,X 代表的離子是_________;若該立方晶胞參數(shù)為apm,正負(fù)離子的核間距最小為_(kāi)________pm.

圖5

根據(jù)基態(tài)原子的電子表示式書(shū)寫價(jià)電子排布式;根據(jù)電離能的排布規(guī)律分析電離能變化趨勢(shì)和原因;根據(jù)氫鍵的表示方法書(shū)寫(HF)3的結(jié)構(gòu);根據(jù)鍵能影響物質(zhì)穩(wěn)定性的規(guī)律分析2種物質(zhì)的穩(wěn)定性差異;根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中各粒子的個(gè)數(shù),判斷粒子種類.

(1)F 為第9號(hào)元素,其電子排布為1s22s22p5,則其價(jià)電子排布圖為

(2)C、N、O、F4種元素在同一周期,同一周期從左到右第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的,但由于N 元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N 元素的第一電離能比C、O2種元素高,因此C、N、O、F4種元素的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃＜O＜N＜F,滿足這一規(guī)律的圖像為圖甲.氣態(tài)基態(tài)＋2價(jià)陽(yáng)離子失去1個(gè)電子生成氣態(tài)基態(tài)＋3價(jià)陽(yáng)離子所需要的能量為該原子的第三電離能,同一周期原子的第三電離能的總體趨勢(shì)也依次升高,但由于C原子在失去2個(gè)電子之后的2s能級(jí)為全充滿狀態(tài),因此其再失去1個(gè)電子需要的能量稍高,則滿足這一規(guī)律的圖像為圖乙.

(3)固體HF中存在氫鍵,則(HF)3的鏈狀結(jié)構(gòu)為

(4)CF2═CF2中C原子存在3對(duì)共用電子對(duì),C原子為sp2雜化,但共聚物ETFE 中C 原子存在4對(duì)共用電子對(duì),其C 原子為sp3雜化;由于F 元素的電負(fù)性較大,因此在與C 原子的結(jié)合過(guò)程中形成的C—F鍵的鍵能大于聚乙烯中C—H鍵的鍵能,鍵能的強(qiáng)弱決定物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定,因此聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高于聚乙烯.

(5)根據(jù)螢石晶胞結(jié)構(gòu),X 分布在晶胞的頂點(diǎn)和面心上,則1個(gè)晶胞中X 共有8×＝4個(gè),Y分布在晶胞內(nèi)部,則1個(gè)晶胞中共有8個(gè)Y,因此該晶胞的化學(xué)式應(yīng)為XY2,結(jié)合螢石的化學(xué)式可知,X代表的離子為Ca2＋;由晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知,若將氟化鈣晶胞平均分割成8個(gè)小立方體,則與F－等距且最近的Ca2＋形成的空間構(gòu)型為正四面體,F－位于該四面體的體心,所以晶體中正負(fù)離子的核間距的最小距離為體對(duì)角線長(zhǎng)的

(2)甲;同一周期第一電離能的總體趨勢(shì)是依次升高的,但由于N 元素的2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),因此N 元素的第一電離能較C、O2種元素大;乙.

(4)sp2;sp3;C—F 鍵的鍵能大于聚乙烯中C—H的鍵能,鍵能越大,化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定.

【真題品讀】該命題由2008年的夏季奧運(yùn)會(huì)的場(chǎng)館“水立方”到2022年的冬奧會(huì)場(chǎng)館“冰立方”切入命題,向考生傳達(dá)了我國(guó)的科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)理念,將命題烘托得如此詩(shī)意,將美麗的透光氣囊材料的元素構(gòu)成巧妙地融入試題之內(nèi),考查F 的軌道表示式、第一電離能遞變規(guī)律、氫鍵、分子雜化和含氟礦石的晶體結(jié)構(gòu)分析,知識(shí)點(diǎn)貫穿?物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)?的三大章節(jié),體現(xiàn)考點(diǎn)的基礎(chǔ)性和傳承性,其中,對(duì)于(HF)3鏈狀結(jié)構(gòu)的表示、氟化鈣晶胞中正負(fù)離子核間距最小距離的(注意單位是pm)計(jì)算更是知識(shí)點(diǎn)的創(chuàng)新考查.該試題完美地再現(xiàn)了命題背景新、考查形式新的雙重創(chuàng)新,較好地詮釋了高考立德樹(shù)人、為國(guó)選拔創(chuàng)新型人才的命題理念.

5 關(guān)注最新科技成果,踐行不對(duì)稱性催化合成

例5(2022 年全國(guó)甲卷)用N-雜環(huán)卡賓堿(NHCbase)作為催化劑,可合成多環(huán)化合物.圖6是一種多環(huán)化合物H 的合成路線(無(wú)須考慮部分中間體的立體化學(xué)).

圖6

回答下列問(wèn)題:

(1)A 的化學(xué)名稱為_(kāi)________.

(2)反應(yīng)②涉及兩步反應(yīng),已知第一步的反應(yīng)類型為加成反應(yīng),第二步的反應(yīng)類型為_(kāi)________.

(3)寫出C 與Br2/CCl4反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________.

(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________.

(5)H 中含氧官能團(tuán)的名稱是_________.

(6)化合物X 是C的同分異構(gòu)體,可發(fā)生銀鏡反應(yīng),與酸性高錳酸鉀反應(yīng)后可以得到對(duì)苯二甲酸,寫出X 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_________.

【真題品讀】2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予科學(xué)家本亞明·利斯特和戴維·麥克米倫,以表彰他們?cè)诎l(fā)展不對(duì)稱有機(jī)催化中的貢獻(xiàn).回眸不對(duì)稱性有機(jī)催化的諾貝爾獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)歷程,手性分子的考查是高中化學(xué)知識(shí)很好的呈現(xiàn)形式,該題最后一問(wèn)完美地呈現(xiàn)了這一知識(shí)點(diǎn),且手性分子這一知識(shí)點(diǎn)源自人教版教材選擇性必修2的第60頁(yè)和魯科版教材選擇性必修2的第52頁(yè),試題很好地落實(shí)了源于教材、高于教材的命題理念,將教材知識(shí)和諾貝爾獎(jiǎng)進(jìn)行了無(wú)縫對(duì)接.

此外,2022年全國(guó)甲卷第8題輔酶Q10的性質(zhì)和全國(guó)乙卷第36題藥物合成的試題情境均表現(xiàn)化學(xué)研究成果在保障人類健康中的作用,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)在預(yù)防疾病、保護(hù)身體健康中不可或缺的作用.2022年全國(guó)乙卷第28題通過(guò)呈現(xiàn)工業(yè)上硫化氫的不同處理方法,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響,增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.

(完)