高三化学二轮复习核心素养考查提升 微观分析与宏观辨识讲义

这是一份高三化学二轮复习核心素养考查提升 微观分析与宏观辨识讲义，共19页。学案主要包含了概念理解，构建思维模型，典例分析，拓展训练等内容，欢迎下载使用。

资料内容
说明：化学核心素养的培养是一个长期的培养过程，本资料内容适合高三年级的复习，其他年级的老师可参考，资料选取的课例是经过组内打磨生成的内容，其他的知识内容可进行选改，课例只是提供一个讲解角度，并不适合照搬，化学核心素养的五方面每个方面都有相应的文档资料，请老师们参考。
一、概念理解
宏观辨识与微观探析作为化学学科核心素养，是化学学科区别于其他学科的重要特征。该核心素养反映了学习化学是从宏观角度研究、认识物质及其变化规律，从微观层面解释物质及其变化规律的本质的过程。宏观辨识与微观探析的内涵与目标如表所示。
综上所述，生活化教学方式可以有效帮助孩子们习得和化学基础知识，将那些抽象难懂的知识内容变得更加具体化，帮助同学更好地理解，是中学化学教学方法当中不错的选择，此也是新课背景下对于中学化学教学的新要求。生活化教学对于同学们的以后发展都存在着深远的影响，进一步可以达到同学们全面发展这一目标。
宏观辨识与微观探析的内涵宏观辨识与微观探析的目标
(1)能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分通过观察能辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象,初步掌握物质及其变化的分类方法,能运用符号表征物质及其变化。
(2)能从元索和原子、分子水平认识物质的组成、结构、能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念。
(3)能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和发生的变化,并解释其原因。
宏观辨识与微观探析的内涵能从不同层次认识物质的多样性，并对物质进行分类。能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念。 能从宏观和微观结合的视角分析与解决实际问题。宏观辨识与微观探析的目标通过观察能辨识一定条件下物质的形态及变化的宏观现象，初步掌握物质及其变化的分类方法，能运用符号表征物质及其变化。能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念。能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和发生的变化，并解释其原因。
其内涵表明对物质认识的层次和阶段，即宏观-微观-宏微结合，达到对物质组成、结构、性质、变化、应用及其关系的本质认识。其目标解决了“怎么学”和“学到什么程度”的问题，指明了学习行为和评价依据。教学中结合宏观辨识与微观探析的内涵与目标的关联性，构建具有可操作性的学习行为与评价依据。
二、构建思维模型
三、典例分析
1．研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题：
(1)物质的量浓度均为0.1ml·L-1的下列四种溶液：①CH3COONa②Na2CO3③NaCN④NaHCO3 pH由小到大排列的顺序是___________。
A．①②③④B．①④③②
C．①④②③D．④①③②
(2)常温下，0.1ml·L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是___________。
A．B．
C．D．
(3)写出向氰化钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式： 。
(4)标准状况下将2.24LCO2，通入100mL2ml·L-1NaOH溶液中，所得溶液显 性(填“酸”“碱”“中”)，请用离子方程式解释原因： 。用该溶液中微粒的浓度符号完成下列等式：c(Na+)+c(H+)= 。
(5)25℃，氨水的浓度为2.0ml·L-1，溶液中的c(OH-)= ml·L-1。根据已知条件可以推断，醋酸铵溶液显 性(填“酸”“碱”“中”)。
【答案】(1)B
(2)AC
(3)
(4) 碱性
(5) 6.0×10-3(或6×10-3) 中性
【分析】根据表可知，酸性为CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞，据此回答。
【详解】（1）根据电离平衡常数知，酸性：CH3COOH>H2CO3>HCN>，水解程度：CH3COO-＜＜CN-＜，物质的量浓度均为0.1ml·L-1的下列四种溶液pH由小到大排列的顺序是：CH3COONa＜NaHCO3 ＜NaCN＜Na2CO3，故选B。
（2）CH3COOH溶液存在电离平衡，加水稀释促进CH3COOH的电离；
A．，温度不变Ka不变，醋酸根离子浓度减小，比值增大，A符合题意；
B．c(H+)⋅c(OH-)为水的离子积常数，温度不变Kw不变，B不符合题意；
C．氢氧根离子浓度增大，氢离子浓度减小，比值增大，C符合题意；
D．，温度不变Ka不变，比值不变，D不符合题意；
故选AC。
（3）向氰化钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：；
（4）①标准状况下将2.24LCO2，通入100mL2ml·L-1NaOH溶液中，产物恰好是碳酸钠，所得溶液显碱性；
②原因是碳酸根离子水解：；
③根据电荷守恒，则满足c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-)；
（5）①25℃，氨水的浓度为2.0ml·L-1中存在氨水的电离平衡，铵根离子浓度近似等于氢氧根离子浓度，则，则c(OH-)=ml/L；
②因为醋酸的电离常数等于氨水的电离常数，故醋酸铵溶液显中性。
2．磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种大型非线性光学晶体。以氯磷灰石(主要成分为Ca5(PO4)3Cl，还含有少量Al2O3、Fe2O3等杂质)为原料制备KH2PO4的一种工艺流程如图所示：
已知：①Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
②Ca3(PO4)2与CaHPO4均难溶于水，Ca(H2PO4)2易溶于水。
(1)“酸浸”时发生的化学反应为Ca5(PO4)3Cl+5H2SO4(浓)=5CaSO4+3H3PO4+HCl↑，该反应体现了浓硫酸的 性和 性。可提高酸浸反应速率的措施有 。(写其中一条即可)
(2)滤渣的成分为 和CaSO4，若c(离子)<1.0×10-5ml∙L-1时表明沉淀完全，计算Fe3+完全沉淀时的pH> 。
(3)常温下磷酸的电离平衡常数Ka1=7.1×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3=4.4×10-13，H2CO3的电离常数Ka1=4.3×10-7、Ka2=4.7×10-11，则常温下KH2PO4水溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)，若将磷酸滴入碳酸钠溶液中，反应的离子方程式有错误的是 。
A．H3PO4+=+ B．2H3PO4+=CO2↑+2+H2O
C．H3PO4+2=2+ D．H3PO4+3=3+
(4)以熔融碳酸钠燃料电池(图1)为电源，KH2PO4可通过图2装置电解制备：
①燃料电池(图1)中电极A上H2参与的电极反应式为 。
②电解池中若通电前a、b两室溶液的质量相等，若有2NA个K+通过交换膜，则两室溶液的质量差为 g。
【答案】(1) 强酸 难挥发 粉碎、搅拌或适当升高温度
(2) Fe(OH)3、Al(OH)3 3
(3) 酸性 D
(4) H2-2e-+=H2O+CO2 225
【分析】氯磷灰石主要成分为Ca5(PO4)3Cl，还含有少量Al2O3、Fe2O3，加浓硫酸加热，生成硫酸钙沉淀、磷酸、硫酸铝、硫酸铁、氯化氢气体，过滤出硫酸钙沉淀，滤液中加碳酸钙调节pH生成Ca(H2PO4)2和氢氧化铝、氢氧化铁、硫酸钙沉淀，过滤出氢氧化铝、氢氧化铁、硫酸钙沉淀，滤液中加硫酸钾，Ca(H2PO4)2与硫酸钾反应生成硫酸钙沉淀和KH2PO4，过滤，滤液蒸发浓缩、冷却结晶得KH2PO4晶体。
【详解】（1）改反应中生成了硫酸盐，体现了浓硫酸的强酸性，同时生成了氯化氢气体，则体现了浓硫酸的难挥发性；从反应速率的影响因素考虑，可提高酸浸反应速率的措施有：粉碎、搅拌或适当升高温度；
（2）滤液中含有磷酸、硫酸铝、硫酸铁，滤液中加碳酸钙调节pH生成Ca(H2PO4)2和氢氧化铝、氢氧化铁、硫酸钙沉淀，滤渣的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3、CaSO4；Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38， Fe3+完全沉淀时的，，pH=3；
（3）KH2PO4水溶液中存在的电离和水解，其电离常数Ka2=6.3×10-8，其水解常数，即电离程度更大，所以溶液显酸性；由磷酸和碳酸的电离平衡常数可知，酸性：H3PO4>H2CO3>H2PO>HCO>HPO，根据强酸制弱酸原理可知，可以发生反应ABC，不可以发生反应D；故答案为：酸性；D；
（4）①燃料电池(图1)中电极A上H2失电子生成二氧化碳、水，电极反应式为H2-2e-+CO=H2O+CO2；
②电解池中若通电前a、b两室溶液的质量相等，若有2NA个K+通过交换膜，则电路中转移2ml电子，a极生成1ml氢气、b极生成1ml氯气，a极增加的质量为，b极减少的质量为，则两室溶液的质量差为149g+76g=225g。
四、拓展训练
1．Ⅰ．某学习小组探究铁与氯气的反应途径及产物。
【问题提出】
资料1：液氯能在钢瓶中储存：
资料2：铁与氯气在加热条件下能发生反应：
资料3：铁与氯水能反应。
(1)实验：将铁粉放入氯水中，铁粉溶解，无气泡产生。
①经检验氯水呈酸性，原因是 (用离子方程式表示)。
②依据实验现象，判断氯水中与Fe反应的微粒可能为 。
据此，小组认为Fe与的反应与温度、湿度有关，探究如下。
【实验探究】
资料：高于300℃时升华。
(2)湿润的与Fe的反应：
①实验Ⅰ，向A中加水，经检验产物中有，推测其形成的可能途径
途径一(Fe与直接化合)： 。
途径二：，。
②实验Ⅱ， (填操作和现象)，说明A中产物含+3价铁。
(3)干燥的与Fe的反应：
实验Ⅲ中有大量剩余，实验Ⅳ几乎无剩余，原因是 。
Ⅱ．Q溶液中含有如表所示离子中的某5种且浓度均为0.5ml/L(不考虑水的电离)。向Q溶液中加入足量稀盐酸，有气体R产生。经分析，反应前后阴离子种类不变。
请回答下列问题：
(4)写出产生气体R的离子方程式 。
(5)由“加入盐酸……”、“反应前后阴离子种类不变”推知：Q一定不含 (填中文数字)种阴离子。
(6)综合推断，Q中一定含有的阳离子为 (填离子符号)。
2．研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义
(1)25℃，在溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与［］关系如图(忽略溶液体积的变化、的挥发)。
①pH=13时，溶液中的 。
②某溶液含、，当溶液pH= 时，开始沉淀［已知：］。
(2)25℃，两种酸的电离平衡常数如下表。
①的水解平衡常数K= 。
②溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③溶液和溶液反应的主要离子方程式为 。
3．弱电解质在水溶液中存在多种平衡，它们在工农业生产中都有广泛的应用。
I．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题：
(1)物质的量浓度均为0.1ml·L−1的下列四种溶液：pH由小到大排列的顺序是 。(填序号)
①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaClO ④NaHCO3
(2)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式： 。
(3)25℃时，将aml·L−1的醋酸溶液与bml·L−1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，表示醋酸的电离平衡常数Ka= (用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ．下图为一定温度下，N2和H2以1：3投料发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，平衡时，NH3的体积分数随压强的变化示意图：
(4)随压强增大，NH3的体积分数增大的原因是 。
(5)比较b点和a点N2的浓度：c(a) c(b)(填“>”、“<”或“=”)。
(6)计算b点的平衡常数Kp= (Mpa)-2(用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)
Ⅲ.为了探究电解池的工作原理，某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生，且Y极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：
(7)电解过程中，Y极发生的电极反应为 、 。
(8)电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电板(铁电极)质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
4．Ⅰ．已知25℃时，醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如表。
(1)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 ，未成对电子数最多的是 (填元素符号)，其最高能级的原子轨道形状为 。
(2)25℃时，浓度相等的三种溶液：①溶液、②溶液、③溶液，pH由大到小的顺序为 (填序号)。
(3)25℃时，向溶液中通入少量，反应的离子方程式为 。
(4)25℃时，将一定量溶液与溶液混合，测得混合后溶液的pH为9，则混合溶液中， 。
Ⅱ．常温下，某实验小组用溶液滴定溶液。溶液pH、所有含A微粒的分布分数[如的分布分数：]随滴加溶液体积的变化关系如图所示。
(5)是 元酸，写出的电离方程式 。
参考答案：
1．(1) Cl2、HClO
(2) Fe+=FeCl2 取少量生成物于试管中，加蒸馏水溶解，然后滴加KSCN溶液，溶液显血红色
(3)铁与干燥氯气在常温下反应缓慢
(4)
(5)5
(6)、
【分析】氯气具有强氧化性，能和铁点燃燃烧生成氯化铁；氯气溶于水和水生成盐酸和次氯酸；
Q溶液中含有如表所示离子中的某5种且浓度均为0.5ml/L(不考虑水的电离)；向Q溶液中加入足量稀盐酸，有气体R产生，经分析，反应前后阴离子种类不变，则溶液中一定含有氯离子，由于、、、、会与氢离子生水、气体而导致阴离子种类改变，则必定不含这5种离子；氯离子和银离子不共存，则存在银离子；硝酸根离子部分在酸性条件下和亚铁离子生成铁离子和NO气体：，则原溶液中必定含有0.5ml/L的、、，由于溶液中含有如表所示离子中的某5种离子，则阴离子必定含0.5ml/L的，硫酸根离子和钡离子不共存，结合溶液电中性可知，溶液中必定含有二价阳离子；
【详解】（1）①氯气溶于水，发生，使溶液显酸性；
②铁粉放入氯水中，铁粉溶解，无气泡产生，可能是Fe与Cl2反应，也可能是Fe与HClO反应生成FeCl3和H2O；
（2）①经检验产物中有，则Fe与直接化合生成是FeCl2，Fe+=FeCl2；
②铁离子和KSCN溶液反应溶液变红使，故检验３价铁的方法为：取少量生成物于试管中，加蒸馏水溶解，然后滴加KSCN溶液，若溶液显血红色，说明含有＋3价Fe；
（3）对比实验Ⅲ和Ⅳ的实验现象，实验Ⅲ：干燥的氯气中铁丝慢慢变黑；实验Ⅳ中，铁丝剧烈燃烧，说明铁与干燥氯气在常温下反应缓慢；
（4）由分析可知，产生气体R的离子方程式：；
（5）由分析可知，、、、、会与氢离子生水、气体而导致阴离子种类改变，则必定不含这5种离子；
（6）由分析可知，Q中一定含有的阳离子为、。
2．(1) 0.043 5
(2)
【分析】HSO3-的水解平衡常数表达式为；ml/L。酸的电离平衡常数越大，酸性越强。可知酸性：酸性：H2SO3>H2CO3>HSO3-> HCO3-。
【详解】（1）①由图可知，当pH=13时，c(S2-)=5.710-2ml/L，由硫元素守恒可知，②因为，，当Mn2+开始沉淀时，ml/L ，由图可知溶液的pH=5；
故答案为：0.043；5；
（2）① 从所给数据可知H2SO3的，HSO3水解方程式为：，所以HSO3-的水解平衡常数表达式为ml/L；②NaHSO3是强电解质，完全电离产生Na+和，0.10 ml·L-1 NaHSO3溶液中，c(Na+)=0.10ml/L，c()略小于0.10ml/L，会电离，其电离常数=6.3×10-8，水解，其水解常数 ，由此可知的电离程度远远大于其水解程度，因此，综上所述，；③根据电离平衡常数表可知：酸性：H2SO3>H2CO3>HSO3-> HCO3-。根据强酸制弱酸，因此主要的离子方程式为；
故答案为：ml/L；；。
3．(1)①＜④＜③＜②(或①④③②)
(2)
(3)
(4)合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，NH3的体积分数增大
(5)<
(6) 或0.037
(7) 4OH-- 4e-=2H2O+O2↑ Fe-6e-+8OH-=+4H2O
(8)168
【详解】（1）从表中数据可知电离平衡常数CH3COOH>H2CO3>HClO>，电离平衡常数越大，酸性越强，其酸根离子的水解能力越弱，则同浓度的四种溶液中，pH从小到大排列顺序为①④③②。
（2）碳酸酸性强于次氯酸，次氯酸酸性强于碳酸氢根离子，则次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳，生成次氯酸和碳酸氢根离子，离子方程式为ClO-+H2O+CO2=HClO+。
（3）aml/L的醋酸和bml/L的NaOH等体积混合，反应后溶液恰好呈中性，根据电荷守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)，溶液呈中性，氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同，则醋酸根离子浓度和钠离子浓度相同为0.5bml/L，氢离子浓度为10-7ml/L，醋酸浓度为(a-b)/2ml/L，则醋酸的电离平衡常数Ka==。
（4）该反应为气体体积减小的反应，压强增大，化学平衡正向移动，NH3的体积分数增大。
（5）b点相对于a点，压强更大，增大压强，容器体积减小，虽然加压化学平衡正向移动，但是b点氮气浓度大于a点。
（6）b点NH3的体积分数为60%，设氮气初始量为1ml，消耗xml，则有，2x÷(4-2x)=0.6，解得x=0.75ml，则平衡时n(N2)=0.25ml，n(H2)=0.75ml，n(NH3)=1.5ml，总压强为60Mpa，各物质分压为p(N2)=6Mpa，p(H2)=18Mpa，p(NH3)=36Mpa，KP=(Mpa)-2=(Mpa)-2。
（7）电解过程中，Y电极处溶液变紫红色，说明有高铁酸根离子生成，有气体生成说明有氧气生成，则Y电极上电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，Fe-6e-+8OH-=+4H2O。
（8）X电极上2H++2e-=H2↑，收集到672mL氢气，物质的量为0.03ml，转移电子总数为0.06ml，Y电极上质量减少0.28g，则反应掉Fe0.005ml，该反应转移电子0.03ml，则4OH--4e-=2H2O+O2↑反应转移电子0.03ml，生成氧气0.0075ml，标况下体积为168mL。
4．(1) N>O>C N 哑铃形
(2)②>③>①
(3)
(4)
(5) 一
【详解】（1）同周期第一电离能有从左到右逐渐增大的趋势，N的2p能级半满，第一电离能大于O，C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为：N>O>C。N、O、C的未成对电子分别为3、2、2，故未成对电子数最多的是N，其最高能级为2p，是哑铃形。
（2）比较醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数大小得酸性强弱为：，根据越弱越水解，浓度相等的三种溶液碱性强弱为，pH由大到小的顺序为：②>③>①。
（3）由表中数据可知酸性， 溶液中通入少量时的离子方程式为。
（4）溶液的pH为9时，溶液中，，根据电荷守恒，。
（5）由图可知，原溶液中存在大量分子，说明是弱酸。与溶液恰好完全反应，即NaOH与按物质的量1：1完全中和，因此为一元弱酸，其电离方程式为。
教 学 过 程 设 计
一、逻辑构建
实验探究“几种物质的导电性”
实验1-2：向三个烧杯中分别加入硝酸钾固体、氯化钠固体和蒸馏水。按照课本中的图示连接装置，将石墨电极伸入到烧杯中，观察小灯泡是否发光。
实验现象： 均不发光
实验结论： 硝酸钾固体、氯化钠固体和水均不导电
将少量硝酸钾固体和氯化钠固体加入盛有水的烧杯中，搅拌使其完全溶解转化为相应的溶液，重复上述的导电性实验，观察小灯泡是否发光。
实验现象： 都发光
实验结论： 硝酸钾溶液和氯化钠溶液均导电
二区：电解质的概念及判断
1、电解质的概念：在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物
2、电解质主要包括：酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水等化合物
3、在进行电解质判断的时候是要注意的是：
（1）电解质首先必须是化合物，单质和混合物不是电解质；
（2）导电的物质不一定是电解质，电解质不一定导电；
（3）某些非电解质溶于水时与水反应生成电解质从而使溶液导电，但是该化合物不属于电解质。
【练习】下列物质中：①氢氧化钠固体，②铜，③氢氧化钠溶液，④稀硫酸，⑤熔融的碳酸钾，⑥硫酸钡，⑦蔗糖，⑧二氧化碳，⑨液态氯化氢，⑩乙醇，导电的是 ②③④⑤ ；属于电解质的是：①⑤⑥⑨。
三区：电解质导电的原因
1、实际上氯化钠固体就是由钠离子和氯离子在空间上堆积形成的，为什么氯化钠固体不导电？
离子不能移动
2、氯化钠溶液导电的原因是：

氯化钠的固体在溶于水的过程中，受到水分子的作用，逐渐解离为可移动的水合离子。
3、熔融的氯化钠导电的原因是：
氯化钠固体受热时，离子脱离互相之间的束缚力，形成可以移动的离子；电解质溶于水或熔化时，形成自由移动离子的过程；电解质在溶于水或熔融时发生了电离，生成了可以移动的离子
电解质导电的原因：存在 能够自由移动的带电粒子
二次备课（调整与思考）
作 业 设 计
板 书 设 计
化学式
CH3COOH
H2CO3
HCN
NH3·H2O
电离平衡常数
实验
装置
操作及现象
Ⅰ
常温时将铁丝伸入A中，铁丝迅速变黑
Ⅱ
将红热的铁丝伸入A中，铁丝剧烈燃烧，产生大量棕黄色烟
实验
装置
操作及现象
Ⅲ
常温时将铁丝伸入B中，铁丝慢慢变黑，大量气体剩余
Ⅳ
将红热的铁丝伸入B中，铁丝剧烈燃烧，产生大量棕黄色烟
阳离子
阴离子
、、、、、、、
、、、、、、、
物质




化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
Ka=1.810−5
Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11
Ka=3.010−8
，