全國卷Ⅰ化學(xué)原理綜合題命題特點分析與預(yù)測

安徽 尉言勛 徐 楠

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題，是近年高考全國卷三個必考大題之一，往往以我國科學(xué)家的最新研究成果為背景材料進(jìn)行命題，考點源于教材，又略高于教材。題目以基礎(chǔ)知識為主線，注重能力考查，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。縱觀近三年的高考試題，多角度分析化學(xué)反應(yīng)，充分利用化學(xué)反應(yīng)原理去解決實際問題是考查的重點。通過反應(yīng)焓變，平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，反應(yīng)歷程的簡單分析，反應(yīng)速率、平衡常數(shù)的計算等基本問題間接落實對化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透。筆者對近三年全國卷Ⅰ的命題特點進(jìn)行了對比分析，對典型試題進(jìn)行了詳細(xì)解析，并總結(jié)了命題的共同特征，對比結(jié)果詳見表1。

一、近三年真題對比分析

表1

1.考題特征

(1)此類試題大多以真實的工業(yè)生產(chǎn)作為載體，呈現(xiàn)最新的科研成果，情境新穎、知識覆蓋面廣、綜合性較強。題目的呈現(xiàn)形式、具體考點比較固定，一般為3～4個小題，8～10個空。每年均會考查：①反應(yīng)焓變的判斷，蓋斯定律；②通過圖表信息書寫陌生方程式，主要涉及離子方程式、熱化學(xué)方程式等；③題目往往給予1～2個圖形或者表格，考查學(xué)生提取圖表信息并解決實際問題的能力。

(2)每年均有創(chuàng)新和突破。2017年全國卷Ⅰ給予制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理圖，考查熱化學(xué)方程式的書寫；最后一小問，考查增大H2S轉(zhuǎn)化率的方法，為了限定答題范圍，采用了選擇題的形式呈現(xiàn)。2018年全國卷Ⅰ，涉及壓強平衡常數(shù)以及基元反應(yīng)歷程的考查。2019年全國卷Ⅰ，呈現(xiàn)水煤氣變換的反應(yīng)歷程，以及水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系圖，考查活化能以及圖形分析。

(3)注重化學(xué)計算能力的考查，如：2017、2018年直接考查平衡常數(shù)的計算，2019年間接考查，通過平衡常數(shù)，分析平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

2.考點框架

二、真題解析

(1)Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷Co(s)，平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.025 0。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.019 2。

根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO________(填“大于”或“小于”)H2。

(2)721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________(填標(biāo)號)。

A.<0.25 B.0.25 C.0.25～0.50 D.0.50 E.>0.50

(3)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

可知水煤氣變換的ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。該歷程中最大能壘(活化能)E正=________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：________________________。

(4)Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關(guān)系(如圖所示)，催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。

三、2020年高考預(yù)測

1.延續(xù)近年的命題特點，題目仍然會以最新科技期刊、會議論文、技術(shù)專利等資料為素材背景，特別要關(guān)注我國科學(xué)家最新的研究成果，如治療新冠肺炎的新藥合成等相關(guān)研究。在考査化學(xué)反應(yīng)基本原理和基礎(chǔ)知識的過程中，讓學(xué)生樹立為中華民族偉大復(fù)興投身科研事業(yè)的使命感。要求考生充分利用題目給予的新信息，靈活讀取圖表中的隱含信息，進(jìn)而找出解題的突破口。通過閱讀陌生信息，翻譯圖表信息，解決真實的問題。

2.試題穩(wěn)中求變，呈現(xiàn)最新研究實驗數(shù)據(jù)關(guān)系圖表，聯(lián)系生產(chǎn)實際、突出應(yīng)用能力。要求學(xué)生對陌生圖表和數(shù)據(jù)進(jìn)行吸收整合、化為己用。特別注意數(shù)學(xué)與圖形的綜合，“數(shù)”和“形”的有機結(jié)合，以陌生關(guān)系曲線考查學(xué)生的分析與推測能力，落腳點仍是化學(xué)反應(yīng)基本原理，反應(yīng)過程的能量變化(涉及蓋斯定律)，外界條件對反應(yīng)速率及平衡變化的影響(涉及平衡移動原理)；讓考生獲得化學(xué)信息，回歸到基本反應(yīng)原理上，通過綜合分析、歸納演繹，推理出答案。

3.題目仍然會呈現(xiàn)簡單反應(yīng)的反應(yīng)歷程，開拓學(xué)生的科學(xué)視野，考查學(xué)生對反應(yīng)機理進(jìn)行簡單分析的能力，讓學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)。通過延伸基礎(chǔ)知識、基本理論，讓學(xué)生了解催化、吸附等反應(yīng)的機理，加大培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和探究精神。比如：2018年海南卷第12題對活化過程的能量變化模擬計算進(jìn)行了簡單嘗試(活化氧快速氧化SO2)，2019年全國卷Ⅰ28題加大考查力度，預(yù)計2020年會繼續(xù)深入。