【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)

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【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)
好题就像一本好书,不同读者读出了不同的感悟。好题都好在哪呢?好在情境的选取,好在情境与设问的粘度,好在设问与高中教学的粘度(情理之中又意料之外),好在设问显性化考生的思维韧性,好在紧扣时代脉搏。这个实验不是在降解PET,是在降解“一次性”的时代,绿色化学的具象化。

    我没有扎实的学识因此挖掘不到学科最底层的东西。但融合高中教学,我能从这道题中看到一些。下面4K多字都是“我是张老师”个人观点,若有错误,请批评指正,若有不当,也可以及时删帖。吟安一个字,拈断数茎须,向2026年所有学科命题人致敬【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)-第1张图片-四季读书网

【网传题再现】-【答案】-【解析】-【赏析】-【链接教材+延伸】-【写在最后】

    图片中红框部分,显然应该是混合物,命题人咋滴都能看出是混合物,还有步骤III中应该是“干燥得8.2g固体”。因此我觉得这份试题可能不是原卷。

网传2026辽宁化学真题T17再现

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【做的答案】

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【解析】

    实验题的分析一般围绕实验目的——实验原理——实验装置——实验注意事项——产率或者纯度计算去思考。这道实验题,实验原理的分析从反应物到产物,选择合适浓度碱液、催化剂将有机高分子迅速降解为小分子,关于如何转化、如何分离、如何表征完成产率计算是学生阅读这道题是必须想明白的。

    这道实验题的研究对象:大家随手可见的PET,研究方法:酯基断裂——酸析出,具体过程:酯键断裂——PET+NaOH(催化)对苯二甲酸钠+乙二醇,加酸析出——对苯二甲酸钠+HCl→对苯二甲酸↓+NaCl

    总体来说考查了仪器选择、有机产物推断、分离提纯操作、萃取分相、NMR内标定量、弱酸酸性比较与分步沉淀调控等多个角度。

1液体体积≈20mL+固体体积。20ml水中溶解10gNaOH后,又加入不溶于水的10gPET,溶液体积应占容器的1/3--1/2,因此选用100ml的烧瓶。市面上有答案给出的30ml,若选用30ml烧瓶那么溶液体积超过了烧瓶的2/3

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有机化学实验清华大学出版社李兆珑等编P13

该反应预热135℃,加入PET后升温到138℃,因此温度计选用F,需加热回流因此选用球形冷凝管。

(2)步骤iNaOH溶液环境下降解产物为乙二醇和对苯二甲酸钠。完成这一空注意试题要求“填写结构简式”。

3步骤II反应混合物为对苯二甲酸钠盐、乙二醇、催化剂以及过量的NaOH以及磁搅拌子,加150ml稀释,注意,这里的滤渣是磁搅拌子(后面赏析——情境创设的真实性进一步展开说)还有没反应完全的PET。用水洗滤渣可洗掉滤渣上附着的对苯二甲酸钠以免影响后续对苯二甲酸产量。催化剂的分离选用萃取,“已知”中明确催化剂为油状物,难溶于水,因此很多同学认为与水相不相容,直接分液就可以分离了,但题设情境给出150ml水稀释,0.2g的催化剂可想而知在水相的分散状态,结合给出萃取剂易溶CH2Cl2,这为啥呢?萃取剂呗。因此要想保证催化剂的完全回收以及产物的不损失,应用萃取的方式。是否可以这么理解:一滴油打乱分散在水中了,你怎么使其与水相分离?萃取能保证有效精准分离。看到市面上有些答案是萃取、分液。我想高中有机部分讲物质的分离是共3个“蒸馏、萃取、重结晶”,因此我想答上分液估计不会算错,但其实萃取操作后就跟着分液了。

4步骤III加入稀盐酸,滤液中的氢氧化钠转化为氯化钠,对苯二甲酸钠转化为对苯二甲酸,这像极了2025辽宁高考中的加入盐酸后书写两个离子方程式:氢离子与氢氧根中和,氢离子与对甲基苯甲酸钠转化为对甲基苯甲酸。

这里的沉淀是对苯二甲酸。考生会想,我哪知道对苯二甲酸是沉淀?结合高中苯甲酸是白色晶体,对苯二甲酸肯定也是固态的,而且在酸性环境下,溶解性更小。因此用水洗对苯二甲酸表面上附着的可溶性物质——乙二醇、氯化钠。市面上有些答案给的盐酸,我想也不是什么大问题,但后续还有干燥,干燥环节氯化氢其实可自动脱离了。

5明确2:4:3:9分别对应对苯二甲酸羧基氢:对苯二甲酸苯环氢:均三甲氧基苯环氢:均三甲氧基甲基氢,由氢的峰面积比可知两者物质的量比例应为1:1,而均三甲氧基苯为0.0001mol,由此确定对苯二甲酸为0.0001mol,质量应为0.016g,由此对苯二甲酸的含量0.0166/0.01750.948,精确至1%,因此计算应为95%

6BPA-PC经历步骤III降解以后得到的是双酚A钠盐以及碳酸钠,PET经历步骤III降解以后得到的是对苯二甲酸钠盐,Na2CO3是无机盐,调pH过程中,始终留在水相,不参与酚与羧酸的沉淀竞争,pH较大能析出,这说明对应的酸是酸性更弱的,问题转化为双酚A对苯二甲酸酸性强弱的比较。显然,双酚A酸性更弱,因此BPA-PC降解产物首先析出。
赏析

1.情境创设的真实性

    实验素材非传统的对苯二甲酸实验室制备,而是围绕当前社会热点塑料污染的增值回收利用展开——聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的快速降解与回收,对随处可见水瓶等塑料的回收利用,让学生切实感受到“垃圾就是放错位置的资源”。另外,本实验中使用的磁搅拌子在实验结束时使用的是“过滤”应该是考虑到还有PET,若滤渣只有磁搅拌子的话磁搅拌子是否必须过滤?磁吸是否可行?也就说分离的底层逻辑不只有阻拦还有吸引。用块磁铁在容器外壁吸引磁子是否可行?是否我太理想化认识了?

2.知识融合的综合性

    这道题考查了高分子化合物(PET)的结构识别、水解反应机理、产物推断(对苯二甲酸、乙二醇)引入了核磁共振氢谱(NMR中的绝对定量分析进行定量计算,同时还有装置选择、分离提纯(萃取、过滤)、最后设问水溶液pH调控将酸析出(平日学生练习更多调pH将金属离子沉淀析出),需要学生知道对苯二甲酸以及双酚A溶解性小,且两者酸性强弱会进行判断,总之,做这道题时就这道题的化学知识考查有种“上海题雏形”的感觉

3.实验设计的创新性

    题设中明确指出,在给定条件下是PET的快速降解,这里其实包含了有机合成非常重要的一种理念,就是如何高效催化以及反应,而从试题来看,显然这里催化剂以及碱液浓度的选择以及提前的预热135℃至关重要,加入PET3℃的升温时间短,同时避免了PET的副反应,使得5min内的解聚反应可行。我想若能看到这篇命题文献,还可以围绕浓度选择、催化剂从结构角度进一步更加融合设问。

4.相对定量到绝对定量分析

    该试题呈现了核磁共振氢谱的另一种定量分析方法——利用内标法的绝对定量分析。因此老师在进行教学时,可引导学生思考为什么要加入均三甲氧基苯,以及均三甲氧基苯作为内标物需满足什么条件。题设给了目标物和内标物的峰面积比(2:4:3:9)。学生需要根据峰面积比推断两种物质的物质的量之比,再进行含量计算。关于这种方法后面进一步延伸。

链接教材+延伸

【工作随感】教材到真题:过去10年北京高考有机高分子选择题

1.关于降解——高分子一定条件下转化为小分子——缩聚VS降解

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人教版选必3 p139

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人教版选必3 p150

    PETBPA-PC降解产物的判断是基于高分子结构逆推单体。如何将聚酯分解?其核心与小分子酯的水解原理大概相似——亲核加成后消除,可反应时物质的相态不同,聚酯为固态,也就说不能因为原理的相似,我们就忽略了尺度带来的物质性质复杂性的变化。

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上述酯在碱性环境、酸性环境、3°醇酯酸性水解机理摘自 邢其毅 基础有机化学 p563-564 

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邢其毅基础有机化学p567

    由此可以看到,若要将PET分解,其实还可以醇解、氨解。若要醇解,乙二醇环境下醇解产物为对苯二甲酸双羟乙酯,然后再进一步水解就可得到对苯二甲酸。

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教材上这个例题可作为很好的素材进一步挖掘。

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邢其毅基础有机化学p567

2.利用内标法的绝对定量分析

【工作随感】福建辽宁广东真题:核磁共振从定性表征到动态定量

    2025年辽宁高考试题主要利用混合物中对甲基苯甲醛的特征峰面积的反应进程计算物质转化率,是核磁共振氢谱中的相对定量分析,其局限在于对组分复杂的体系,其准确度较低,且无法获知其中某单一组分的绝对含量。

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    2026年这道题,题设中给出了均三甲氧基苯,利用内标法,核磁共振氢谱中实现了绝对定量分析,这种方法就是通过在样品中加入已知量的内标物,这里选用的是均三甲氧基苯,它与目标产物对苯二甲酸不发生反应同时没有峰的重叠,由此可见,内标物的选定很重要,然后利用目标化合物的特征峰与内标物特征峰的面积比值计算百分含量。这种方法的好处还在于无论混合体系取样中是否出现加样量的多与少,都可以得到了绝对准确的数值。由此,这提醒我们老师,以往的氢谱由峰看面积知道比值的相对定量分析已经跨越到了转化过程中到底产物到底有多少的绝对定量时代。

   内标法的实质我理解就是找到一个绝对的基准点,其实在这个多变的现实中,我们每个人不也需要找到那个绝对的内标才能校自己的真实位置嘛?

3.加酸沉淀析出

加入酸沉淀析出,让我联想2019全国卷以及2022月桂酸

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4.关于催化剂

相转移催化

    PET不溶于水,若想使其在碱性环境下迅速水解,需要创造一个媒介否则反应主要发生在固液界面,由此相转移催化剂登场!设问中关于催化剂的考查围绕如何实现其与主要产物的分离角度,显然,催化剂在这里是实现题干信息中“快速”降解的重要条件。而关于催化剂,很多学生还停留在降低活化能,加快反应速率视角,但这道题中,催化剂的核心是解决了固液不相溶的问题,也就说从微观层面,催化剂的引入建构了两相相遇的场域。

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5.关于设问

    题设中提出5min快速降解”,我认为是该实验创新的地方,因此该实验步骤中先是让液体温度到达135℃,加入PET后再升温138℃。为什么要如此升温?PET难溶水,如何与碱液充分接触,对催化剂的要求是怎样的?PETBPA-PC这都是教材上有生活中常见的物质,设中只给出了降解后调pH后谁先析出,那么在降解的时候条件是否一样?或者说同样条件下两者降解的先后与什么有关?如何判断对苯二甲酸和双酚A的酸性?等等吧。

    最好,前段时间正好看一个小视频,然后寻着视频内容查了文献内容——利用CO2H2合成对二甲苯。

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    对二甲苯是合成PET的原料之一,对二甲苯被氧化成对二苯甲酸,然后再与乙二醇生成对二苯甲酸双羟乙酯。看到辽宁这道题,闭环了。

    最后,关于95%的产率,不知道是否带给了各位触动?这是高回收了。或许这个实验还停留在实验室阶段,若能进入工业化生产,那么,垃圾是放错位置的资源,而我们化学人,把放错的位置利用化学人的聪慧实现了修正。

【写在最后】

    高三最后一课,我的学生们蛮以为我会带着他们考前预测押题等等,我只叮嘱同学们眼在脑在按指令行事。比如让写名称不要写化学式,写结构简式还是分子式等等,除此外,平时已反复强调了。

    我一直认为,无论哪一科,备考的核心只有两个:向内,深扎学科知识的生成过程;向外,紧扣国家战略的发展脉搏。而考试题,无非就是将学科特有的语言镶嵌在宏大的时代背景下,让学生将学科语言翻译然后链接学科知识最后再转化成学科语言进行输出表达。

    已经4k多字了,写到这,我想到维特根斯坦的一句名言,大概是“我语言的界限意味着我世界的界限”,而高中三年的化学学习,其实就是构建学生化学语言的过程。为什么要经历高中的学习?需要用6门学科的语言构建起一个学生对外在世界的透镜。

 所以新升入高一的学生,我真心不建议急着把更多的高中数理化的结论放在脑子里,而是要利用中考后长长的暑假自己探索教材上呈现的一个又一个的结论,是怎么来的。这个咀嚼的过程或许会让你在未来的高考中“有如神助,想法就像从天上掉下来正好砸中我”(我班一位参加完高考同学的原话)。

最后的最后:守得云开见月明【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)-第19张图片-四季读书网等待【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)-第20张图片-四季读书网值得【真题赏析】2026辽宁化学实验-PET降解(内标绝对定量分析+pH分步析出)-第21张图片-四季读书网
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