高三化学化学与物理生物学科间的综合知识精讲通用版文档格式.docx
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P
Q
R
S。
已知P是F的同位素，则（）A.Q是G的同位素，R是H的同位素
B.R是E的同位素，S是F的同位素
C.R是G的同位素，S是H的同位素
D.Q是E的同位素，R是F的同位素
解析：
此题涉及到同位素的概念及物理中
衰变和β衰变的知识。
衰变是释放出一个氦核（
）的反应，每发生一次
衰变，元素原子的核电荷数减少2。
β衰变是释放出一个电子的反应，每发生一次β衰变，元素的原子在失去一个电子的同时，核电荷数增加1，质子数不变。
在题干中给出的衰变过程中，若设F的核电荷数为n，可得到其它元素原子的核电荷数分别为，E：
n+2；
G：
n+1；
H：
n–1。
由于P是F的同位素，所以，P的核电荷数也为n，由从P到S的衰变过程，可得到各元素原子的核电荷数分别为，Q：
R：
S：
n。
根据同位素的概念，我们可以根据质子数是否相同，确定出互为同位素的元素：
质子数为n的是P、F、S；
n+1的是：
G、Q；
n+2的是E、R，只有H为n–1。
答案：
选B。
[例2]有一种化学式为R（NO3）x·
nH2O的硝酸盐晶体，现取此晶体6.05g溶于水配制500mL溶液，用石磨棒作电极对此溶液进行电解，当通过电流强度为5A的电流16.05min时，溶液中的金属离子已全部放电，且其中一极增重1.60g（已知此晶体的摩尔质量为246g/mol），则：
（1）x为；
（2）R的相对原子质量为；
（3）n=；
（4）若反应前后体积保持不变，反应后溶液的pH=。
此题电解过程涉及物理学中的电化学问题，是化学与物理知识的综合题。
（1）根据物理知识，电量Q=It=N（电子数）×
e-（e-为一个电子所带电量），再由
得到转移电子的物质的量，所转移电子的物质的量就是金属离子所得电子的物质的量。
Q=It=5C·
s—1×
16.05×
60s=4.815×
103C。
根据一个电子的电量为1.6×
10—19C，
可得电子的物质的量=
=0.05mol。
又因为n（硝酸盐）=
=0.025mol，
则0.025mol金属离子电解过程中得到电子0.05mol，此金属为+2价，即x=2。
（2）另有一极质量增加1.60g，此极必为阴极，且质量的增加即为析出金属的质量，所以，R的摩尔质量M（R）=
=64g/mol，即R的相对原子质量为64。
（3）由246=64+64×
2+18n，得n=3。
（4）根据2R（NO3）2+2H2O===2R+O2↑+4HNO3知，生成HNO3的物质的量=2n（R）=2×
0.025mol=0.05mol，所以pH=―lg{c（H+）}=―lg
=1。
略。
从以上解题过程可见，物理知识在解题中起了桥梁作用。
[例3]喷泉实验是中学化学的一个重要性质实验，也是一种自然现象。
根据下图回答相关问题：
（1）在图A的烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。
下列组合中不可能形成喷泉的是（）
A.HCl和H2OB.NH3和H2O
C.CO2和NaOH溶液D.Cl2和饱和NaCl溶液
（2）在图B的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（）
A.Cu和稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液
C.NH4HCO3和稀盐酸D.AgNO3和KCl溶液
（3）在图B的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。
水槽中加入的物质不可能是（）
A.生石灰B.硝酸铵C.浓硫酸D.氢氧化钠
本题源于课本，需要结合物理知识解答。
我们知道，产生喷泉的原因是存在压强差，当烧瓶内压强与外部压强差大于长导管中液柱产生的压强时，喷泉即会形成。
要注意到，压强差不仅可以是烧瓶内压强减小引起，也可以是长导管下端压强增大所引起。
亦即是说，这两种情况对于形成喷泉来说是等效的。
（1）答案为D。
显而易见，HCl、NH3都极易溶于水，CO2也容易与NaOH溶液反应，其结果是烧瓶内压强减小。
大气压将液体压入烧瓶，形成喷泉。
（2）中A选项Cu和稀盐酸不发生反应；
B选项反应后无气体产生，不会对压强造成影响；
C选项中NH4HCO3和稀盐酸反应生成气体，增大了锥形瓶中气体压强，导致液体上喷。
D选项虽然AgNO3和KCl溶液发生反应，但没有气体产生。
答案为C。
（3）题中要求产生喷泉，应使酒精挥发，即增大了长导管下端的压强，使液体上喷，水槽中加入的试剂必须是与水作用放出热量的试剂，只有硝酸铵溶于水时吸热，答案是B。
二.化学与生物学科的综合
生物：
1.元素、原子、离子的概念微量元素与人体健康、离子交换吸附
2.同位素的概念同位素在光合作用等过程中的应用
3.化学反应中的能量变化绿色植物光合作用的计算
4.化学平衡原理及应用呼吸作用和光合作用的相关知识
5.化学反应速率酶的催化
6.强、弱电解质概念与应用体液、血液的pH等
7.盐类水解平衡的应用血液中的酸碱平衡
8.氮的固定氮循环
9.磷及化合物的性质ATP与ADP的转化及能量变化
10.二氧化碳的性质碳循环、光合作用、呼吸作用
11.环境污染生物污染、生态平衡
12.铁及化合物性质微量元素在人体中的作用
13.糖类的结构、性质、用途有氧呼吸、无氧呼吸、糖类代谢等
14.酶酶的特性、新陈代谢与酶
15.化学计算ATP等有机分子式的计算等
[例4]（2000年全国）尿素是第一个人工合成的有机物，下列关于尿素的叙述不正确的是（）
A.尿素是一种氮肥B.尿素是人体新陈代谢的一种产物
C.尿素能发生水解反应D.尿素是一种酸性物质
尿素是1982年合成的第一个不用人和动物器官，仅用加热无机化合物氰酸铵的水溶液而得到的有机物，在生物代谢活动中有重要作用。
尿素含氮量很高，在土壤中受微生物作用，与水反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，易被作物吸收利用，所以是常用的氮肥，其产量约占我国氮肥总产量的40％。
A选项正确。
在生物课上学习了物质代谢的内容，蛋白质在肠道内分解成氨基酸，其中一种变化是脱氨基作用，氨基可以转变为尿素排出体外，B选项正确。
尿素是碳酸的酰胺，酰胺键可以发生水解，水溶液呈中性反应。
选D。
本题虽属容易题，但错选C项的学生高达22.1%，表现出对酰胺水解的知识不会迁移，学科间知识的综合能力不够。
[例5]（2000年全国）填空：
（1）试写出纤维素与硝酸反应制取纤维素硝酸酯的化学方程式。
（2）磷酸三丁酵酯是一种常用苯取剂，试写出制备它的化学方程式。
（3）核糖是一种五碳糖，它的衍生物腺苷也可与磷酸成酯如三磷酸腺苷，后者的分子简式为。
（4）三磷酸腺苷释放能量的表示式是。
此题综合考查了中学化学和生物学中有关酯的知识。
在化学课上，我们学习了纤维素与硝酸反应制取纤维素硝酸酯的反应，还学习了硝酸跟醇起作用生成硝酸酯和水的反应，在此基础上，第
（2）问要求写出磷酸参与成酯的一个反应，由于磷酸是三元酸，可以形成3个酯。
纤维素是多官能团化合物，参加酯化的是羟基官能团。
与此类似，核糖是五碳糖，其衍生物腺苷与磷酸成酯得腺苷三磷酸（ATP）。
题目并没有要求写出这个酯化反应，只是要求写出分子简式A—P～P～P。
ATP是生命活动所需能量的直接来源，三磷酸腺苷释放能量的表示式是生物课程的内容，若从化学知识来分析，实质上是酯的水解反应，再由能量释放的过程中，有磷酸生成，即高能磷酸键的水解。
（1）[C6H7O2（OH）3]n+3nHNO3
[C6H7O2（ONO2）3]n+3nH2O
（2）3C4H9OH＋H3PO4→（C4H9O）3PO＋3H2O
（3）A—P～P～P
（4）ATP
ADP＋Pi（磷酸）＋能量
[例6]（2001年全国）在啤酒生产过程中，发酵是重要环节。
生产过程大致如下：
将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。
初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧逐渐耗尽。
随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度逐渐上升，泡沫不断增多。
当糖浓度下降一定程度后，结束发酵。
最后分别输出有形物质和鲜啤酒。
根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是。
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是。
（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其它发酵产物，其余1.5%则是用于。
（4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式。
（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其分子量为342）有98.5%（质量分数）形成了酒精（分子量为46.0）和其他发酵产物。
设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒糟浓度为3.20%（质量分数）的啤酒多少吨？
该题是以实际问题立意的试题，涉及的知识主要有化学中有机物分子式和利用化学方程式的计算，生物的新陈代谢、生殖等内容。
答题时要综合化学和生物两学科的知识。
（1）答题时应想到生物的异化作用是指生物体在同化作用的基础上，分解自身的原生质，释放能量，把其中产生的代谢废物排出体外的过程。
异化作用方式有两种类型，一是必须不断地从外界环境中摄取氧气来氧化分解自身的组成物质，释放能量，并排出CO2，这种异化类型称为有氧呼吸型；
另一种是在缺氧的条件下，依靠酶的作用使有机物分解，这种异化类型称为无氧呼吸型。
试题所给信息指出“将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐。
初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫”，可见酵母菌在有氧的环境中，消耗了有机物并迅速繁殖，表明此期的异化作用为有氧呼吸型；
信息又指出，当氧气耗尽后，“糖度加速降低，酒精浓度逐渐上升，泡沫不断增多”，分解有机物的过程不但没有停止，反而加快，同时开始产生酒精，表明异化作用的无氧呼吸型在加强。
第
（2）问相对比较简单，酵母菌可以通过出芽生殖迅速繁殖。
（3）应理解异化作用和同化作用的关系。
在异化作用分解有机物的过程中，一部分产物成为终产物排出体外，还有一部分中间产物在异化作用所释放能量的推动下，用于自身物质的合成（同化作用），使自身生长和繁殖。
（4）、（5）两小题由化学知识解答。
麦芽糖是二糖，用酸水解或麦芽酶水解得到两分子葡萄糖，葡萄糖可在酶的作用下分解得到乙醇和CO2。
将题设数据代入方程式列出比例式，可算出酒精的质量（或将数据组成方程式计算）。
应注意，啤酒中酒精的质量分数仅为3.20%。
（1）既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸
（2）出芽生殖（3）酵母菌自身的生长和繁殖
（4）C12H22O11+H2O
2C6H12O6
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2
（5）C2H5OH的分子量为46.0
500t×
8.00%×
98.5%×
＝662t
[例7]某学生在玻璃温室里进行杂交水稻栽培实验，为此他们对室内空气中CO2的含量进行24小时的测定，下图中正确表示其测定结果的是（）
此题利用图像考查有关知识。
玻璃温室里空气中CO2的含量，由光和作用进行的程度决定，白天，光合作用时消耗CO2，放出O2，正午，阳光最充足，光合作用的结果使得CO2的浓度最小，而夜间，植物不能进行光合作用，会呼出CO2，所以CO2的浓度最大。
对照图示，B图符合以上分析结果。
【综合测试】
1.钍核
经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则（）
A.铅核的符号为
，它比
少8个中子
B.铅核的符号为
少16个中子
C.铅核的符号为
D.铅核的符号为
少12个中子
2.以石墨作电极电解氯化铜溶液，电流强度为aA，tmin后阴极质量增加Wg，在阳极得VL标准状况下的纯净气体，则阿伏加德罗常数NA的表达式是（1个电子电量为qC，铜的相对原子质量为M）（）
A.
B.
C.
D.无法列式
3.请据图回答，经数小时后，U型管A、B两处的液面会出现下列哪种情况（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）
A.A处下降，B处上升B.A、B两处都下降
C.A处上升，B处下降D.A、B两处都不变
4.科学家研究发现，用“汽水”（一种能释放CO2的弱酸性溶液）浇灌植物能促进植物的生长。
原因是它能（）
①加强呼吸作用②加强光合作用
③改良碱性土壤、调节pH值④加强植物蒸腾作用
A.②③④B.①②C.③④D.②③
5.如果用硫酸铵溶液培养植物，溶液的pH会（）
A.逐渐上升B.逐渐下降C.不变D.无规律
6.糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。
以下叙述正确的是（）
A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.葡萄糖能发生氧化反应和水解反应
C.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
D.蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水
7.下图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图。
其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为x、y。
（1）当以I＝0.21A的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图中装置的x端应与直流电的极相连，它是电解池的极。
（2）电解后铜片B的质量。
（答增加、减少或不变）
（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。
（已知电子电量e＝1.60×
10－19C）
8.大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。
制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：
。
（2）收集氨气应使用法，要得到干燥的氨气可选用做干燥剂。
（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是。
该实验的原理是。
（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。
图1图2
9.1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇宙不守恒，并由吴健婷用
放射源进行了实验验证。
次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理奖，
的衰变方程是
。
其中
是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零。
（1）CO与Fe同周期，它应在周期表的第_____周期。
的核外电子数为____。
在上述衰变方程中，衰变产物
的质量数A是____，核电荷数Z是______。
（2）在衰变前
核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和
e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和
e，那么衰变过程将违背_____守恒定律。
（3）无水CoCl2为深蓝色，吸水后变为粉红色的水合物，水合物受热后又变成无水CoCl2，故常在实验室中用作吸湿剂和空气温度指示剂。
现有无水CoCl265g，吸水后变成CoCl2·
xH2O119g，水合物中x的值是____。
10.为了尽可能地减轻由碰撞引起的伤害，汽车装备了安全气囊系统，这个系统包括传感器、充气器、折叠气囊、点火器、固体颗粒等。
其中固体颗粒的核心成分是NaN3、NaNO3、Fe2O3、SiO2等的混合物，当汽车前方受到高速碰撞时，装在车前端的_____将碰撞信号传给，从而引发NaN3分解生成Na，并释放出大量的单质气体，使折叠气囊迅速膨胀。
起到了阻止人体前冲的作用。
该反应的化学方程式是：
。
11.自然界中的铀和钴都有同位素。
（1）铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为
U0.005％、
U0.72％、
U99.275％。
请列出计算U元素近似原子量的计算式（不必算出具体数值）：
（2）放射性同位素60Co能够产生γ射线。
高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。
此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能、。
在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。
操作完毕后，人体（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。
12.放射性同位素的测定也是生物学研究的一种常用的手段。
科学家曾利用14C对河姆渡遗址遗存稻谷的年代进行测定。
稻谷中仅由C、H、O三种元素组成的有机物是脂肪和，因而可对它们进行14C测定。
放射性同位素在遗传学研究上应用的一个典型事例是实验，在该实验中，科学家利用了放射性的35S和32P，从而得到了的直接证据。
13.铁路提速为鲜活水产品、新鲜水果和蔬菜的运输提供了有利条件。
在鲜活鱼的长途运输中，必须考虑以下几点：
水中需要保持适量的O2；
及时除去鱼排出的CO2；
防止细菌的大量繁殖。
现有两种在水中能起供氧灭菌作用的物质，其性能如下：
过氧化钠（Na2O2）：
易溶于水，与水反应生成NaOH和O2；
过氧化钙（CaO2）：
微溶于水，与水反应生成Ca（OH）2（微溶）和O2。
根据以上介绍，你认为运输鲜活水产品时应选择加入水中。
原因是
。
在不通风场所，苹果会散发的气味，时间久了会腐烂；
马铃薯块茎通过呼吸产生乳酸。
铁路提速可减少鲜果和蔬菜在运输过程中的损耗。
14.磷是存在于自然界和生物体内的重要元素，回答下列与磷及其化合物有关的问题。
（1）磷在叶绿体的构成和光合作用中有何作用？
①。
②。
③。
④。
（2）有机磷农药“乐果”的结构简式是：
其中所含的双键有个。
15.人类的不恰当活动，常造成严重的水质污染，从而破坏了水体环境。
图3、图4及表格是黄河中游某支流一水文站的实测结果。
据此回答：
不同温度下DO（溶解氧）饱和值表
水温（℃）
25
26
27
29
31
32
34
DO饱和值（毫克/升）
8.15
8.00
7.85
7.65
7.43
7.30
7.20
（1）该河月均流量最低值与最高值之比约为______________分之一。
（2）当地的黄金生产及造纸、食品加工等乡镇企业的排污造成该河段枯水期富营养化严重，在凌晨5:
00，河水的DO（溶解氧）含量的饱和度仅为____％，但在午后，DO出现过饱和，如在18:
00，DO饱和度可高达110％。
其主要原因是①________________②________________。
（3）因地制宜地控制该地水污染的措施有_________________________。
[参考答案]
1.C2.B3.A4.D5.B6.C
7.
（1）负，阴
（2）减少
（3）
8.
（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）向下排空气；
碱石灰
（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。
氢气极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小。
（4）打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氢气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。
9.4；
27；
60；
28
解析：
（1）Co和Fe处于同一周期，实际上是间接考查Fe所处的周期——第4周期，根据Co元素的原子组成符号
，可得出其核外电子数为27。
在Co的衰变过程中，质量数和电荷数守恒。
而“反中微子
的电荷为零，静止质量可认为是零”，有衰变方程可推出
的质量数为60，核电荷数为28。
（2）动量（3）6
10.传感器；
点火器；
2NaN3
2Na+3N2↑
11.
（1）（234×
0.005＋235×
0.72＋238×
99.275）×
10－2
（2）基因突变；
杀虫；
杀菌；
可以
12.糖类（或麦芽糖、淀粉、葡萄糖、蔗糖）；
噬菌体侵染；
DNA是遗传物质
13.过氧化钙（或CaO2）；
原因：
Na2O2与水反应激烈，生成NaOH溶液的碱性太强（或CaO2在水中逐步溶解，与水缓慢反应不断提供O2）；
酒精；
无氧
14.
（1）①磷是叶绿体双层膜和基粒的构成成分
②磷是ATP的成分，ATP在能量转换中起重要作用
③磷是叶绿体DNA的构成成分
④磷在光合作用的物质转化中起重要作用
（2）2
15.
（1）四
（2）68－72①水温增高，饱和值下降；
②光照增强，光合作用产氧量增加；
（3）①污染较重的小工厂停产；
②对工农业及生活污水进行处理；
③减少枯水期用水，使流量增加；
④调整生产过程，适当在洪水期排污
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