选取学科前沿科技成果,考查分析与推测能力
对于化学学科而言,要求考生运用规律、原理和方法解决生产生活、实践探索项目、科学研究等实际问题,构建解决问题的模型,科学而创造性地解决问题。
2018年《科学》期刊刊载了一种新化合物——双(三氯甲基)磷阴离子,该阴离子可作为制备高附加值有机磷化物的良好中间体。2019年全国Ⅰ卷理科综合第13题以科学家合成一种新化合物为载体,考查新化合物中相关元素及化合物的结构和性质。
工业生产如何选取最适宜的生产条件是一个重要的课题。在一些放热反应中,原料转化率越高反应速率越小,因此在工业生产中,要利用辩证思维的方法,依据转化率、反应速率(产能)与温度之间的关系寻找最合适的反应温度。2020年全国Ⅰ卷理科综合第28题,给出陌生的二氧化硫催化氧化的反应速率方程,要求考生正确分析一定转化率下反应的最适宜温度,并正确分析速率—温度曲线中反应速率随温度变化的原因。
随着科技和经济的发展,化学在日常生活中发挥着越来越重要的作用。不锈钢是人类对抗自然化学反应的重要发明,节省了大量资源。过渡金属元素铬(Cr)在不锈钢生产中发挥着关键作用。2021年全国乙卷理科综合第35题:
过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是____(填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2C1]2-中提供电子对形成配位键的原子是____,中心离子的配位数为______。
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2C1]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。

PH3中P的杂化类型是____。NH3的沸点比PH3的____,原因是_________________。H2O的键角小于NH3的,分析原因________________________________________
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(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构,如图所示。处于顶角位置的是 原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl,则金属原子空间占有率为__________%(列出计算表达式)。
该题选取在生活中发挥巨大作用的化学元素,结合相关学科前沿成果,考查考生根据基础知识分析与解决现实问题的能力,是学科必备知识、学科素养与关键能力完美结合的一道试题。

此外,2021年河北卷第18题以用于治疗缺血性脑卒中等疾病的化学药物丁苯酞(NBP)开环体(HPBA)衍生物的合成路线为背景,考查考生灵活运用有机化学相关知识解决问题的能力。题目如下:(https://www.daowen.com)
丁苯酞(NBP)是我国拥有完全自主知识产权的化学药物,临床上用于治疗缺血性脑卒中等疾病。ZJM-289是一种NBP开环体(HPBA)衍生物,在体内外可经酶促或化学转变成NBP和其他活性成分,其合成路线如下:

已知信息:

回答下列问题:
(1)A的化学名称为______。
(2)D有多种同分异构体,其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为___________、___________。
①可发生银镜反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应;
②核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为1∶2∶2∶3。
(3)E→F中步骤1)的化学方程式为____________________________。
(4)G→H的反应类型为_____。若以NaNO3代替AgNO3,则该反应难以进行,AgNO3对该反应的促进作用主要是因为______________________。
(5)HPBA的结构简式为________。通常酯化反应需在酸催化、加热条件下进行,对比HPBA和NBP的结构,说明常温下HPBA不稳定、易转化为NBP的主要原因____________。
(6)W是合成某种抗疟疾药物的中间体类似物。设计由2,4-二氯甲苯
和对三氟甲基苯乙酸
制
备W的合成路线__________________。
(无机试剂和四个碳以下的有机试剂任选)

本题考查了有机物的合成与推断,要求考生能够从题干的合成路线图中获取关键信息,并利用有机化学方面的知识进行综合分析后完成化学方程式、结构简式等化学语言的输出与表达。
这些试题均具有现实意义,引导考生通过实际生活中化工产品的组成、结构及制备,思考其中的化学原理,拓展思维,培养考生探索解决问题的建模能力以及创造性地解决问题的能力。
可见,对于真实的工业生产过程,在信息获取加工能力的基础上利用化学基础知识和基本原理,分析或选择反应条件、解读并挑选操作具体条件,推测实际工艺单元过程的操作目的,以此加强对考生逻辑推理能力的考查,成为化学学科考查的重中之重。