一、對2007年全國高考理綜試卷(浙江卷化學部分)的分析
2007年全國高考理綜試卷(浙江卷)(以下簡稱“全國I卷”)化學部分繼續保持了近年的題型呈現方式,試題難度也基本穩定。總體感覺既似曾相識,又推陳出新。試題主要呈現以下特點:
1.緊扣大綱,考查主干
“全國I卷“涉及的知識內容均沒有超越考試大綱規定的范圍,重點對中學化學的基礎內容、主干知識進行了考查。雖然有教師提出在27題(試題及相關分析見下文)中有CO32-和Al3+在溶液中的反應,涉及到所謂的“雙水解”,似乎是考綱邊緣知識,但從本題解題要求來看,并不需要考生寫出該反應的化學方程式,即便考生將該反應理解為CO32-和Al3+反應生成Al2(CO3)3,也不會影響該考生的解題和得分。也有教師對該題中HSO4-的出現提出質疑,但由于NaHSO4系高中化學常見物質,其水溶液的強酸性以及SO42-的相關性質均為考生所熟知,且解推斷題時可依據排除法和遴選法大大縮小目標范圍,因此,如果考生對本題所涉及的主要離子的性質較為熟悉且具備較強的推理能力,NaHSO4的出現也不至于對考生解題產生太大的障礙。
除“全國I卷“選擇題部分著重考查化學基本理論外,非選擇題部分第26、28、29題對元素周期表的相關知識、基本實驗原理和技能、有機物同分異構體的書寫以及有機化合物之間的相互反應的考查,都很好地體現了考試大綱的主體要求以及化學學科的主干知識(見表1)。
另外從粗略統計看,近四年高考理綜化學部分試題所涉及的知識點也呈逐年遞增的趨勢,這樣做更有利于全面檢測考生對化學學科知識的整體掌握情況(見圖1)
2.關注經典,突出推理
化學學科經典試題在考查重點知識以及化學應用能力方面有著十分顯著的作用,因此經常被引用和借鑒,近年高考的一些化學試題常常給人一種似曾相識的感覺,實際上就是這些經典試題的回歸所致。縱觀“全國I卷”化學部分,第7題、第28題明顯改編自全國高考化學試卷1997年第18題、1991年第32題(見表2)。我們認為,這種做法既較好地兼顧了命題的連續性和試題難度的穩定性,體現了學科經典試題的價值,同時也賦予試題新的內涵,并給中學化學教學提供了正確的導向。除以上兩題外,“全國I卷”第9、11、13、26、28題等也可在往年高考化學試題中找到類似的題型及考查重點。
除了重視經典高考試題的作用,“全國I卷”化學部分試題的另一鮮明特色是物質推斷題的集中呈現。第26、27、29三個試題就是十分典型的物質推斷題。從推理的思維過程分析,這些推斷題中既有從單信息突破、順藤摸瓜、步步前行的收斂性思維(如29題),也有從多信息綜合、提出假設、驗證結果、得出結論的發散性思維(如26、27題)。由于求解推斷題要求學生掌握較為全面細致的學科知識體系,往往稍有知識點的欠缺便造成整題求解過程的停滯,因此,推斷題往往是大部分學生完成高考化學試題的瓶頸。從閱卷情況看,26、27、29三個推斷題的平均難度值達到0.57,低于“全國I卷”化學部分主觀題的平均難度值,更遠遠低于“全國I卷”化學部分的總體難度值,可見學生在學科綜合知識體系的掌握以及分析綜合能力和推理能力方面尚存在較為明顯的不足。
3.回歸學科,難度適中
考試大綱強調“要重視理論聯系實際,關注科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展,要重視對考生科學素養的考查。” “全國I卷”第6題就以人們關注的環境問題為背景,考查一些化學基礎知識及化學常識,第29最后一個問題要求考生用化學方程式表示乙烯在工業上的一種重要用途,這類試題雖為數不多,但體現了試題更為全面地對學生科學素養進行了考查的立意,使化學試題增色不少。但近年全國高考理綜化學部分試題更多地呈現了回歸學科的傾向,這些試題多以純學科知識為背景,不再在試題前“穿靴戴帽”式安排過多的情境,從而引導師生更多地關注學科知識內在邏輯體系,這對于幫助學生形成對學科相關知識的整體認識無疑是有益的。
從題型和難度值分析,“全國I卷”化學部分題型常見,知識分塊清晰,難度上也保持了較好的穩定性。表3呈現的是“全國I卷”化學部分四個主觀題的相關閱卷數據。
表3“全國I卷“化學主觀題四個大題得分情況
從2005年起考試大綱中對“試題難度”取消了原先的難題、中難題、容易題比例為2:5:3的限定,而只籠統提“試卷包括容易題、中等難度題和難題,以中等難度題為主”。這樣的變化更大程度上增大了命題的自由度。從試題難度和能力要求的角度分析,“全國I卷”化學部分呈現以下幾個方面的特點。
較好地體現了對學科能力的考查。全卷中幾乎沒有只考查“是什么”、單純通過回憶和再現知識能解答的試題。每個試題都要求學生運用掌握的知識來分析解決問題。特別是第27題,對學生的學科知識基礎以及邏輯思維能力提出了很高的要求,該題難度值達到了0.47,對不同知識和能力層次的學生起到了很好的區分作用。
科學設置難度梯度。即便是中等難度的題,在該題中每一小題的設問上拉開難度的層次,如第29題的第(1)、第(2)問要求考生寫出乙醇的化學名稱和寫出乙醇與乙酸反應化學方程式,基本上屬于識記層次的送分題,但在其后第(3)、第(4)問中考查了考生對酯化反應的理解和對同分異構體的判斷和書寫能力,這就要求學生全面理解相關概念并進行靈活應用,對學生的要求也就達到了更高層次。另外,“全國I卷”化學部分試題也十分關注學生掌握知識的全面性。如第26題,考生要在最常見的化合物如SO2、SO3、CO、CO2、CaO中找出解題的鑰匙,也要在稍嫌冷僻的化合物如CaC2、CS2中得到靈感,這就使得對元素化合物知識掌握更為全面和熟悉的考生能取得明顯的優勢,從而可以更好地實現高考的區分和選拔功能。
強調科學知識的準確性。“全國I卷”第6題是以環境熱門話題為背景的綜合應用試題,若考生只知酸雨是呈酸性的雨,而不能準確知曉pH達5.6以下的雨才能稱為酸雨;或考生知道空氣中含少量臭氧會使人神清氣爽,但不知臭氧的體積分數超過10-4%就會有損于人的健康,諸如此類,都會造成失分。與此相似,2007年廣東省高考化學試卷中對金屬鈉的取用操作過程、溶液的配制過程、分液操作過程甚至堿式滴定管尖嘴部分氣泡的去除方法等實驗細節進行了考查,充分體現了對化學學科知識及實驗操作的精細化要求,值得中學師生關注。
重視化學問題的定量化處理。自理綜卷卷II中將化學試題從五個大題調整為四個大題后,就出現了化學基本概念和理論、元素化合物、有機化學基礎、化學基本實驗、化學基本計算幾大塊中只能出四個主觀試題的矛盾,近年來基本上都是采取了去掉化學計算大題,而將化學計算融入其它知識塊之中的策略。但從總體上看,化學計算量少、難度低。這一變化導致中學化學教學中對化學計算的要求有所降低。“全國I卷”化學部分雖然依然沒有出現大型計算題,但其中的8道化學選擇題中有6道題(第7、8、9、10、11、12題)需進行化學計算,從而一改以往化學計算量少的狀況。涉及到計算包括溶液pH的計算、電解池不同電極上產量的計算、氣體的壓強計算、氧化還原反應中電子得失的計算、關于化學方程式的計算、關于分子式的計算等等。其中第12題還對考生的計算程序、計算技巧等方面提出了較高的要求。事實上,“從定性走向定量”是一門自然科學學科發展的必然規律,將化學問題抽象成數學問題,是思維的一種飛躍,因而這也是一種高層次的思維能力。在化學教學中加強化學計算的教學是提高學生思維能力的一種有效方法,值得引起高度關注。
4.體現特色,平穩發展
近年高考理綜化學試題的整體特點表現在學科基礎、思維能力、知識應用、實驗技能四個方面。其中,Ⅰ卷著重基本概念和基本理論,Ⅱ卷則側重于具有一定思維容量的元素和物質推斷、基本實驗及其設計、有機物及其性質的推斷等等。“全國I卷”化學部分較好地延續了這四個方面的特點,表4為近三年高考理綜試卷化學學科基礎知識的考查情況。
“全國I卷”化學部分還對非氧化還原反應給予了以前少有的重視。在傳統的元素化合物知識教學中,由于氧化還原反應似乎往往較有規律且問題的呈現形式多樣,師生往往在無形中將其放在更為突出的位置上,而非氧化還原反應則由于較為平常,往往不為人所注目。令人大出意外的是,在2007年理綜化學試題中,非氧化還原反應規律“大行其道”,使許多考生一時難以適應,從而造成解答27題時的漫無目標。除此之外,“全國I卷”化學部分繼續設置了開放性試題,除第27題E物質的推斷答案不唯一[可能是NaHSO4或Mg(HSO4)2]外,第29題的最后一問關于乙烯的工業用途也可有多種合理答案。當然這些開放性試題總體上還是控制在適度范圍內,以確保閱卷的公正、公平和可操作性。“全國I卷”化學部分同時也繼續保持了對考生各方面能力的測試,體現在對數據、圖表的解析和處理、對錯綜復雜的無機化合物之間反應的綜合分析、滿足一定前置條件的有機物同分異構體的書寫,以及較為復雜的實驗設計及現象描述等等。
總體而言,“全國I卷”化學部分緊扣教材和大綱,有助于廣大教師和學生改變過多依賴教輔資料而拋棄課本的惡習。試題對基礎知識和主干知識有較大的覆蓋面,并較好地利用了往年高考化學的試題資源,從而為中學師生的高考復習提供正確的導向,有利于使高中化學教學更為扎實和平衡。試題注重了對能力的考查,特別是在基礎知識及基本理論的運用、化學實驗原理的理解以及化學實驗的設計、化學計算的應用滲透等方面,對考生掌握知識、提升能力的質量提出了更高的要求。因此,高三年級師生認真透徹地研究往年高考試卷,將對高三階段的應試復習產生十分積極的效果。
二、2007年高考部分理綜(化學)試題賞析
例1(2007理綜浙江卷第9題)在三個密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體,當它們的溫度和密度都相同時,這三種氣體的壓強(p)從大到小的順序是 ( )
A. p(Ne)>p(H2)>p(O2)
B. p(O2)>p(Ne)>p(H2)
C. p(H2)>p(O2)>p(Ne)
D. p(H2)>p(Ne)>p(O2)
【賞析】乍一看,此類題型似乎并不陌生,考生肯定會從各氣體相對分子質量大小的角度去尋找答案。但本題卻創設了一個“溫度和密度”都相同這樣一個新的情境,而這個情境對學生而言又是具有很大的新穎性和迷惑性的(通常的情境是“溫度和壓強”都相同時依據氣體的相對分子質量比較氣體的密度大小),這里就需要學生在應試時保持清醒的頭腦,正確審題并進行正確的分析和甄別。
例2(2007理綜浙江卷第10題)已知氧化還原反應:
2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4
+12H2O。其中1 mol氧化劑在反應中得到電子為()
A、10 molB、11 molC、12 molD、13 mol
【賞析】本題既不是一個簡單的依據化學方程式的計算,也不僅僅是氧化還原反應概念的辨析,而是要求學生在全面理解和掌握氧化還原反應原理并進行正確分析的基礎上進行的正確判斷。試題具有情境新(該反應對全體考生的陌生度高)、變化復雜(元素化合價變化涉及兩種元素、三種變化、四種物質)的特點。考生答題時如不能緊緊抓住該反應中氧化還原反應變化的本質[Cu(IO3)2中 被還原成 、 被還原成 ,KI中 被氧化成 ,KI中 尚有1/12未被氧化成I2],就很難作出正確的判斷。事實上,在正確分析該反應中元素化合價的變化關系后,本題既可以通過正向分析,即由1mol Cu(IO3)2被還原為 、 后化合價降低的總數確定其在反應中得到的電子數,也可以通過12mol KI參加反應,其中11molKI被氧化,即KI失去11mol電子的方法進行判斷。
例3(2007理綜浙江卷第11題)某有機化合物僅由碳、氫、氧三種元素組成,其相對分子質量小于150,若已知其中氧的質量分數為50%,則分子中碳原子的個數最多為
A、4B、5C、6D、7
【賞析】由于本題給出的已知條件中既有確定信息(氧的質量分數為50%),又有模糊信息(相對分子質量小于150),因此,本題的分析求解過程可采取虛實結合、漸次逼近的方法進行處理,這就要求學生在全面認識有機物組成及結構特點的基礎上,采取靈活科學的思維方法進行數據處理,具體過程可設計如下:
例4(2007理綜浙江卷第27題) A、B、C、D、E均為可溶于水的固體,組成它們的離子有:
分別取它們的水溶液進行實驗,結果如下:
①A溶液與B溶液反應生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;
②A溶液與C溶液反應生成白色沉淀,沉淀可溶于E溶液;
③A溶液與D溶液反應生成白色沉淀,沉淀可溶于鹽酸;
④B溶液與適量D溶液反應生成白色沉淀,放入過量D溶液,沉淀量減少,但不消失。
據此推斷它們是:
A;B ;C ;D ;E 。
【賞析】本題是“全國I卷”化學試題中平均得分最低的一個試題,統計數據顯示,該題得滿分及零分的考生均占考生總數的26%左右,顯然此題造成了考生嚴重的兩極分化。造成這一現象的主要原因是許多考生缺乏對此類試題的綜合分析能力。考生在解答此類推斷題時應充分分析試題所給信息,結合自己對各類物質性質的掌握,通過綜合分析、比較、判斷、驗證,最后得到正確答案。本題的解題思路可設計如下:
顯然,本題的分析和推理過程需要考生對元素化合物相關知識的整體把握,以及較為縝密細致的良好的思維習慣。
例5(2007廣東化學卷第10題)下列實驗操作完全正確的是
【賞析】化學是以實驗為基礎的自然科學,加大對實驗基礎知識以及操作技能的考查,既能很好地體現化學的學科特色,又能有效反映學生的學習過程。本題所涉及的四個實驗都是高中化學的基本教學內容,但命題者從操作的角度進行考查,可謂是別出心裁。考生如果沒有學習過程中的深刻體驗和細致的情境模擬,是很難對四個選項作出正確取舍的。對于A、B兩個選項,從完成實驗的目標上看,整個操作似乎沒有問題,卻分別缺失了兩個重要的實驗操作環節:用濾紙吸除附著在金屬鈉表面的煤油以及氯化鉀固體的溶解。而D選項則忽視了“下層液體從漏斗下口放出,上層液體從漏斗口倒出”的基本原則。毫無疑問,這種實驗試題的設置對于引導學生重視平時的動手實驗,培養學生良好的科學素養有積極的作用。
例6(2007寧夏理綜卷第12題) ag鐵粉與含有H2SO4的CuSO4溶液完全反應后,得到ag銅,則參與反應的CuSO4與H2SO4的物質的量之比為
A.1∶7B.7∶1C.7∶8D.8∶7
【賞析】本題融元素化合物知識與化學計算的考查于一體。既可通過常規方法求解(即根據試題涉及的兩個反應,設參加反應的CuSO4和H2SO4的物質的量分別為x mol、y mol,進而依據鐵粉和銅的質量聯立二元一次方程組求解),也可依據氧化還原反應的本質僅列一元一次方程求解(列式
mol×2=x×2+ ×2,即a g鐵粉在反應中失去電子總數等于參加反應的H2SO4以及CuSO4獲得電子的總數,式中x為參加反應的H2SO4的物質的量)。掌握較好化學計算技巧的考生還可通過差量法一次列式求得答案(設參加反應的H2SO4和CuSO4分別為x mol、y mol,則56x=8y,即鐵與H2SO4反應時固體減少的質量等于鐵與CuSO4反應時固體增重的質量,由此便可直接得到答案)。由此可見,此類試題對不同能力水平的學生還是具有一定的甄別和區分作用的。
例7(2007全國理綜Ⅱ卷第28題)在室溫和大氣壓強下,用左圖所示的裝置進行實驗,測得ag含CaC290%的樣品與水完全反應產生的氣體體積為bL。現欲在相同條件下,測定某電石試樣中CaC2的質量分數,請回答下列問題:
(1)CaC2和水反應的化學方程式是
。
(2)若反應剛結束時,觀察到的實驗現象如圖所示,這時不能立即取出導氣管,理由是
。
(3)本實驗中測量氣體體積時應注意的事項有
。
(4)如果電石試樣質量為cg,測得氣體體積為dL,則電石試樣中CaC2的質量分數計算式
w(CaC2)=。(雜質所生成的氣體體積可忽略不計)
【賞析】本題的難點和亮點都在于第(2)(3)兩個小題。如果考生沒有CaC2與水反應大量放熱的體驗,沒有對定量實驗及其影響因素的研究,就很難對這樣的問題作出正確全面的回答。問題(2)中,考生如能從“不能立即取出導氣管”聯想到與導氣管連接的反應器,進而考慮到溫度因素,那就找到了正確的思維方向;回答第(3)題時,除了考慮溫度因素外,還須考慮液體產生的負壓會導致量筒內氣體體積的擴大,因此應同時滿足“待裝置內氣體的溫度恢復到常溫”和“調節量筒使其內外液體持平”兩個條件。
三、考前復習建議
從近年高考理綜化學試題特點分析,以學科知識為載體,以考查學科素養為目標,在合理吸收往年經典試題特點及基礎上,在命題設計和呈現方式上有所創新,是近年全國高考理綜化學命題最顯著的特點。以下結合近年高考理綜化學試題的特點、變化以及高考閱卷現場分析,提出高考化學復習教學的五條建議。
1.重視基礎,強化化學用語的正確使用
多年高考閱卷都已充分證明,造成高考理綜化學部分試題失分的一個重要原因就是化學基礎知識、基本理論以及基本技能的欠缺,特別是化學用語的不正確書寫。如在《全國I卷》化學部分試題答題過程中,有的考生不按試題要求書寫分子式,而是寫了結構式、電子式,甚至化學方程式;有的考生出現了元素名稱或符號的書寫錯誤,如把“鈣”寫成“丐”甚至生拼硬造了“ ”字,把元素符號“Ca”誤寫為“Cu”;有的學生把“Na2CO3”寫成“NaCO3”,把“CaC2”寫成“Ca2C”、“CaC”等。有機試題中這樣的問題同樣很多,比如有機化學結構簡式中表示H原子個數的小角碼寫錯,苯環上取代基的位置不正確,官能團書寫方法錯誤等等。
中學師生對學科基礎知識的重要性往往只停留在口頭上。在高三復習階段,許多學校師生花大量的時間、精力和物力去收集各地的模擬考試卷,以考試代替復習,以試題代替內容,這樣的做法肯定會造成復習教學的“空中樓閣”,往往是事倍功半、得不償失的。高三年級師生應對照考試大綱,全方位、多角度地對基本概念、基本理論進行分析歸納和理解應用,對中學階段必須掌握的化學用語進行全景式、多層次的鞏固練習,以確保考生“不在陰溝里翻船”。
2.突出主干,構建學科整體知識體系
在有限的題量內,盡可能增加主干知識、核心內容的覆蓋面,能有效提高試卷的信度和效度,前文也已全面闡述了近年高考化學試題在這方面的體現。
高三師生在復習教學過程中既要認真研究考試大綱和歷年高考試卷中的學科知識重點和熱點,更要結合考生對各部分主要知識的掌握情況,對本學科主干知識體系進行全面復習整合。
有人把高中階段的化學學科知識分成六大板塊,即化學基本概念、化學基本理論(主要含物質結構、平衡理論、電離理論)、元素化合物(主要為鐵、鈉、鋁、氮、硫、氯)、有機化學(官能團的性質及轉變、同分異構)、化學實驗(儀器使用、基本操作、氣體制備、物質檢驗、分離提純等)、化學計算(分子式、物質的量、混合物計算、濃度計算、相關理論的計算等)。這六大板塊的分類方法大致上也是第二輪高三復習的常見框架。當然,在復習過程中,教師應有意識地把各大板塊知識進行應用關聯、使之相互聯系、相互印證,這樣就可以通過生動新穎的復習教學,使學生頭腦中原有的知識模塊化和功能化,促進學生知識和能力的同步提升。
3.優化思維,熟練運用學科基本方法
近年高考化學試題越來越注重考查學生的思維能力,這一點從前文中的例1~例4四個試題中便可見端倪。
高三化學復習教學應充分利用學生已有的知識體系,并幫助學生在理解相關基本原理和理論的基礎上進行自主應用。如在“有機化合物結構”的復習過程中,可設計
的路線,讓學生對其結構變化及特征進行分析。事實上,通過這種物質結構及其變化的情境設計以及師生在課堂上的積極思考和熱烈討論,學生在復習過程中不僅僅可以完全掌握以上幾種物質的結構特點,而且還能對其中“氧”和“氫”的關系、氧原子插入碳、氫原子之間對組成、結構、性質的影響,以及研究物質結構的方式和方法等方面取得十分有益的發展。與此相類似,教師可通過與學生共同研究
,從而了解HClO、HClO、HFO的結構特點,并根據結構發現其在化合價及化學性質上的差異。這樣做,可以經常地引導學生用既符合化學學科原理、又生動形象的方式去認識和理解化學,從而達到優化思維、熟練掌握學科基本方法的目的。
4.關注經典,深刻理解概念、方法的內涵及本質
“全國I卷”化學部分出現較多的與往年高考經典試題相似的題型,既體現了這些試題在考查學生對學科主干知識掌握情況方面的顯著作用,同時也給我們組織高考復習提供了生動的范例。實際上,很多高考試題看似平常,內涵卻十分豐富,因此可以說,高考化學試題是我們有效進行高三化學復習的寶貴資源。高三師生與其把自己完全淹沒在質量參差不齊、難度缺少把握、試題東拼西湊卻又吹得神乎其神的各種模擬卷中,還不如靜下心來,認真研究近20年來的所有高考化學試題,并在此基礎上進行適當的改動、變化,以達到理解內涵、舉一反三的復習效果。
5.體悟實驗,重視原理、設計以及細節
實驗復習應側重實驗原理的理解和掌握,無論是前幾年關于啟普發生器簡易裝置的原理及使用、噴泉實驗的引發等對實驗裝置的考查,還是近年在常見氣體制取、收集、檢驗以及藥品純度的測定等方面的定量實驗,理綜化學實驗部分試題所考查的內容都是中學化學實驗的基本內容,但試題的呈現方式并不是教材中實驗情境的簡單重現,而是發生了一定的變化。這就要求考生能依據實驗基本原理,以審清題意、達成實驗目的為基本出發點,借鑒和運用中學化學中的基本實驗方法,全面考慮實驗器材和藥品、實驗要求等限制條件和實驗安全、尾氣處理、方法選用等方面的問題,完成對化學實驗的設計、分析或評價。
在具體的實驗復習教學過程中,一方面可結合元素化合物或有機化學基礎知識的復習,將部分典型物質的鑒別、鑒定、分離、制取、性質等實驗與具體的實驗方法及操作進行聯系,另一方面又可結合實驗復習中“常見儀器及相關操作”“重要物質的實驗室制法”“物質的檢驗和鑒別”“實驗方案的設計與評價”以及“實驗裝置的改進及優化”等實驗專題復習穿插對重要物質相關性質的復習,從而達到復習鞏固、加深認識的目的。
2008年是浙江省老課程“3+X”高考模式的最后一年,我們在組織高考化學學科復習教學時既要注意強化對本學科主干知識的復習,又要考慮復習教學形式的多樣性,既要研究化學學科的經典試題,又要從接軌新課程的要求去認識、更新和發展這些試題的內在品質;既要充分培養和挖掘學生的科學素養和科學思維品質,又要加強學生的規范化訓練,特別是充分顯示化學學科特色的化學符號和用語、化學基本原理等方面的訓練。使每一堂復習課都能切合學生實際,在鞏固知識和發展能力的過程中發揮積極的作用,從而達到最佳的復習效果。
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。