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1、精选科技成果切入命题 落实“四层四翼”评价要求 2019年高考全国I卷理综化学试题选析胡征善2019年高考全国I卷理综化学试题确实令人回味，给中学化学教学带来太多的思考，试题充分体现了新时代高考命题的主题思想，落实“四层四翼”(四层：必备知识、关键能力、学科素养和核心价值；四翼：基础性、综合性、应用性和创新性)评价要求。现以理综化学第13题和第28题说明之：13.科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是A.WZ的水溶液呈碱性 B.元素非金属性的顺序为XYZC. Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D.该新
2、化合物中Y不满足8电子稳定结构【“四层四翼”】图解：【解析】根据“W、X、Y、Z为同一短周期元素”可确定这些元素位于第二或第三周期，根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”和结构示意图Z原子只共用一对电子可推断：Z为第七主族元素，X为Si元素，因此可推出：W为Na元素，Z为Cl元素，再根据结构示意图中Y原子共用电子对数和阴离子的电荷值可知Y为P元素。P原子有5个价电子，3个单电子中的2个与2个Si原子的单电子形成PSi共价键，另1个单电子结合1个电子使之带1个单位负电荷。在该化合物中P原子及其它原子最外层均满足8电子稳定结构。P(Y)最高氧化物P4O10对应的水化物是H3PO4或HPO3
3、(偏磷酸)均为中强酸：K1(H3PO4)=7.52103， K(HPO3)=1.010128.（14分）水煤气变换CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)是重要的的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（1）Shibata曾做过下列实验：721时使纯H2通过过量CoO(s)，CoO(s)部分被还原为Cs(s)，平衡后H2的物质的量分数为0.0250；在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Cs(s)的倾向是CO_H2(填“大于”或“小于”)。（2）721时，在密闭容器中将
4、等物质的量的CO(g)和H2(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡体系中H2的物质的量分数为_(填标号)。A.0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“”标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)，该历程中最大能垒(活化能)E正=_eV，写出该步骤的化学方程式_。（4）Shoichi研究了467、489时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的p(H2O)和p(CO)相等、p(CO2)和p(H2)相等。计算曲线a的反应在3090
5、min内的平均速率v(a)=_kPa/min。467时p(H2) 和p(CO)随时间变化的曲线分别是_、_。489时p(H2) 和p(CO)随时间变化的曲线分别是_、_。【“四层四翼”】图解：【解析】第（1）小题：根据相同条件下，H2和CO分别还原COO(s)平衡后剩余H2和CO的质量分数，判断此条件下H2和CO的还原性。剩余的质量分数越大，还原性相对越小。根据题给数据可知CO还原性大于H2。【点评】题给的叙述最好为：“其它实验条件不变，用纯CO代替纯H2还原COO(s)，”。因为强调了“过量的COO(s)”，此处也必须强调是“过量的COO(s)”！【解析】第（2）小题：本题要用“极限法”：假
6、设完全反应，平衡后H2的物质的量分数为0.50，由（1）知：721时CO还原性大于H2，即CO平衡转化率大于50%。设CO平衡转化率等于50%，即平衡后H2的物质的量分数为0.25。所以选C。本题还可用平衡常数来计算： 由（1）知：H2(g)+COO(s)CO(s)+H2O(g) K1=(1.0000.0250)/0.0250=39CO(g)+COO(s)CO(s)+CO2(g) K2=(1.0000.0192)/0.0192=51.08CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K= K2/K1=1.31 因反应前后化学计量数相等，故用平衡时的浓度或物质的量或质量分数来计算K，其值不变
7、。设nCO(g)= nH2O(g)=1 mol，生成H2为x mol，故有：K=x/(1x)2=1.31 解得x=0.5337 H2的物质的量分数为：x/2=0.2669 【解析】第（3）小题坐标图看似很复杂，实际上是教材中催化反应的能量变化与反应过程关系图的迁移。要求考生能读懂图给的信息，明确活化能、反应焓变H的概念。水煤气变换的H可由起始点CO(g)+2H2O(g)相对能量0 eV到最后一点CO2(g)+H2(g)+H2O(g)相对能量0.72 eV，确定为Ha，说明a线温度高。平衡逆向移动，d线分压大于c线第一步水煤气变换是放热反应，因721K1，467和489K1，p(H2) p(CO
8、)，所以a、b为p(H2)，c、d为p(CO)第三步因水煤气变换反应各气体的化学计量数均为1，根据3090 min内生成或消耗的量确定哪两条线属同一反应：a、d线同属一个反应，b、c同属一个反应这里有两个干扰因素易造成误判：（1）易主观武断将a、b线作为同一反应，将c、d线作为另一反应；（2）根据坐标图数据计算反应速率，然后根据反应速率的大小判断温度的高低。因为反应正逆进行的方向不同，不能根据反应速率的大小来判断温度的高低。（1）判断气体：根据第（1）小题的结论：721时CO还原性强于H2，对于水煤气变换反应是放热的可逆反应，且“实验初始时体系中的p(CO2)和p(H2O)相等、p(CO)和p
9、(H2)相等”，则当温度低于721时平衡后p(H2)总是大于p(CO)，故a、b线是p(H2)，c、d线是p(CO)。还可通过推算出结果：平衡时，K= p(H2)p(CO2)/p(CO)p(H2O)，因“实验初始时体系中的p(CO2)和p(H2O)相等、p(CO)和p(H2)相等”， K=p2(H2)/p2(CO)，又因为水煤气变换反应是放热反应，467和489低于721，K1，故p(H2) p(CO)。故a、b线是p(H2)，c、d线是p(CO)。（2）判断温度：a、b线是p(H2)，pb(H2)pa(H2)；c、d线是p(CO)，pd(CO)pc(CO)；水煤气变换反应是放热的可逆反应，温
10、度低，有利于H2生成，pb(H2)大，b、c线是描述467时的反应，a、d线是描述489时的反应。（3）判断反应：在3090 min内a线减少(4.083.80) kPa=d线增加(1.491.21) kPa，故a、d同属一个反应；b、c同属一个反应，其v(b)=(3.643.30) kPa/60min=(2.211.87) kPa/60min=0.0057 kPa/min。故答案依次为bc ad 【点评】本题“以水煤气变换为载体，要求学生在掌握化学反应原理的基础上，根据实验数据关系图表、运用化学基本原理正确分析反应过程的能量变化、判断反应历程和机理、推测温度等因素对反应速率及平衡变化的影响；归纳与论证能力”。对于CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，H0，约800时建立平衡，其K=1，因此温度是影响CO(g)和H2(g)还原性的一个因素，t800时，H2 (g)还原性较强。本题不愧为压轴题，思考容量大，处理问题需讲究方法分析问题要有层次。
