“化學反應速率和化學平衡”知識考查研究

楊婷 張田雷 尹筱莉

[摘? ?要]“化學反應速率和化學平衡”是高中化學的重要內容，也是高考命題的“寵兒”。選擇2018—2020年高考新課標全國Ⅰ卷、Ⅱ卷和Ⅲ卷中涉及“化學反應速率和化學平衡”知識的題目進行統計分析，從題型題量、考查特點、試題情境、考查要求和考查內容等五個方面進行詳細解讀，并提出了“關注科研前沿信息，創設真實問題情境”“以實驗為基礎，開展探究式學習”“緊抓主干知識、重視學習的方法與策略”的教學啟示。

[關鍵詞]高考化學;化學反應速率;化學平衡;試題研究;教學啟示

[中圖分類號]? ? G633.8? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）26-0060-03

“化學反應速率和化學平衡”是普通高中化學選修四《化學反應原理》中的內容，不僅是高中化學的重難點之一，而且也是歷年高考化學的必考知識。這部分知識點相對復雜抽象，應用性強，知識點之間密切關聯，且具有很強的邏輯性，學習起來較為枯燥，對學習者的理解、遷移等邏輯思維能力有著較高要求，給高三化學復習帶來了不小難度。本文對近三年高考新課標全國卷的“化學反應速率和化學平衡”試題進行統計分析，梳理總結相關內容的考查規律和特點，以利于教師有的放矢地進行復習教學。

一、試題統計與分析

對2018—2020年高考新課標全國Ⅰ卷、Ⅱ卷和Ⅲ卷試題中有關“化學反應速率和化學平衡”知識的考查進行詳細分析，發現有以下規律：

1.題型題量

如表1所示，2018—2020年高考新課標全國Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷對“化學反應速率和化學平衡”的考查試題數量基本穩定為一道題，集中在非選擇題部分（因試卷排版不同分布于27或28題），平均分在10分左右，做答量在4到7空之間，涉及填空、簡答和計算三個方面。

2.考查特點

如表2所示，2018—2020年高考新課標全國Ⅰ卷Ⅱ卷、Ⅲ卷對“化學反應速率和化學平衡”知識的考查難度、陌生度和考查范圍均有增加，圖像的內容多變，除了常見的“濃度—時間”“轉化率—時間”“產率—溫度”等圖像，還有“產率—投料比”“積碳量—溫度”“積碳量—時間”“積碳量—壓強”這些較為新穎的圖像，對考生圖像分析能力的要求越來越高，并且計算題數量增加、平衡常數的計算角度愈發多變，例如用物質的量、壓強和進料比來計算平衡常數，三段式運用愈發靈活，例如用物質的量、物質的量分數和物質分壓來進行三段式計算，對考生的知識理解、運用能力的要求也越來越高。

3.試題情境

如表2所示，2018—2020年高考新課標全國卷對“化學反應速率和化學平衡”的考查幾乎都有情境的創設。試題情境涉及我國社會經濟和科學技術發展的前沿信息，類型包括化工生產、化學與技術、化學與生命以及化學與環境等，在體現真實性和價值的同時，也拓寬了學生的視野，進一步增強學生對化學學科的學習信心和對國家、民族的自豪感。例如，2019年高考新課標全國Ⅰ卷第28題的素材源于我國化學工作者發表在頂級期刊上的“沉積在α-MoC上單層金原子對水煤氣的低溫催化反應”的內容[1]。這些試題選擇的真實情境，不僅展示了我國雄厚的科研實力，還使學生充分感受到化學學科的價值，給予學生正向的學科價值引領，讓更多的學生愿意投身于化學學習當中。

4.考查要求

2018—2020年高考新課標全國卷對“化學反應速率和化學平衡”的考查符合“四翼”的高考考查要求，一是強調該知識考查的基礎性，試題注重對勒夏特列原理、平衡轉化率、平衡常數計算、影響平衡移動因素和圖像分析的考查;二是強調該知識考查的綜合性，近三年的高考試題中把對該知識的考查與其他內容相結合，例如2019、2020年高考新課標全國Ⅱ卷將該內容與電化學相關知識結合在一起;三是強調該知識考查的應用性，例如2020年高考新課標全國Ⅰ卷的接觸法制備重要的基本化工產品——硫酸，讓學生充分感受所學內容蘊含的應用價值;四是強調該知識考查的創新性，例如2019年高考新課標全國Ⅰ卷結合實驗與計算機模擬結果，計算在金催化劑表面上水煤氣變換反應歷程的能量大小;2020年高考新課標全國Ⅲ卷結合理論計算與物質的量分數的圖像，分析反應物、生成物曲線等，考查學生探索新方法、積極主動解決問題的能力。

5.考查內容

2018—2020年高考新課標全國卷對“化學反應速率和化學平衡”的考查準確把握了“四層”考查內容，一是核心價值，對該部分的考查幾乎都有情境創設，這些情境基本都是科技前沿信息，昭示著我國科技的飛速發展，能夠增強學生的學習自信和民族自豪感，深度切合“立德樹人”的根本任務，起著積極的引領作用;二是學科素養，對該部分的考查蘊含了“變化觀念與平衡思想”和“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養，承載著核心價值的方向引領，起著導向作用;三是關鍵能力，對該部分的考查注重對接受、吸收、整合化學信息和分析解決化學問題的能力的測量，同時這些能力也是高考考查的重點內容;四是必備知識，它是培養能力、形成素養的基礎，以學科素養為導向，注重對“化學反應速率和化學平衡”內容中基本事實、概念、原理、技術與方法的考查，與關鍵能力一起作為學科素養的基礎支撐[2]。

上述表明高考新課標全國卷對“化學反應速率和化學平衡”知識的考查內容設計合理、情境選擇恰當、試題難度適中，除了突出主干知識，還注重評估學生能力、學科素養和學科潛力。

二、教學啟示

通過對試題考查的詳細分析，筆者收獲以下三點教學啟示。

1.關注科研前沿信息，創設真實問題情境

化學與經濟和社會發展關系密切，同時也是環境、生命、信息和能源科學、材料化學等現代科學技術的重要基礎[3]。真實并具體的情境是培養和發展學生的最佳載體，也是拓寬學生學習視野的最佳渠道。通過選取合適的情境素材，讓學生在真實的情境下運用必備知識和關鍵能力去解決實際問題，可以全面綜合培養和發展學生。經統計，“化學反應速率和化學平衡”的試題情境主要是最新科技成果和工業生產。作為新時代教師，要緊跟時代發展的步伐，把握最新的科技前沿信息，并把這些內容融入日常教學活動中。需要注意的是，選取的問題情境一定要結合教學內容，保證問題情境是有意義的，是能夠真正培養學生和鍛煉學生能力的。

2.以實驗為基礎，開展探究式學習

新課程改革提倡學生“在做中學”“在做中發展”，讓學生從“學會”到“會學”，在這種理念的推動下，探究式學習隨之崛起。探究式學習把解決相應問題作為中心，不僅重視知識的獲得，更加重視思維和能力的培養。

“化學反應速率和化學平衡”中所要研究的問題、用到的研究方法，高中生從來沒有接觸過，感到非常陌生。在這樣的情況下，為了幫助學生學習理解和掌握該部分內容，可以采用探究式教學。教師創設問題情境，讓學生在已經掌握的知識的基礎上，把知識經驗與動手探究相結合，引導學生自主建構相關理論，發揮學生在學習中的主體作用和創造性[4]。例如，利用反應Na2S2O3 + H2SO4=S↓+SO2↑+ H2O + Na2SO4在不同溫度下產生渾濁所需的時間不同，探究溫度對化學反應速率的影響;利用反應NaHCO3 + HCl=NaCl + H2O + CO2↑產生氣泡的快慢，探究濃度對化學反應速率的影響;探究無催化劑、MnO2催化劑和FeCl3催化劑對2H2O2=2H2O+O2↑反應速率的影響;等等。

3.緊抓主干知識，重視學習方法與策略

高考試題一直保持著“涵蓋全面，注重基礎”的原則，作為教師，一定要認真研讀課程標準[3]和考試大綱的要求，緊抓主干知識，關注學生在將來學習、工作和生活中所必須具備的、不可或缺的知識、能力和素養。在學習“化學反應速率和化學平衡”時，學生需要將不同概念、原理和方法進行整合，構建清晰的知識網絡，完善自身的認知結構。教師可以引導學生制作概念圖，使概念、原理和方法清晰有條理。另外高三復習時間緊、任務重，教師有必要教授“化學反應速率和化學平衡”常見問題的解題策略，提高復習效率。一是采用“三段式”解決有關化學平衡計算（先寫出反應方程式;再找出已知量和未知量，按“三段式”列出;最后建立相應的關系式求解），二是利用圖像分析問題（分析橫坐標也就是自變量x與縱坐標也就是因變量y之間定性或定量的關系），利用“四步法”解題[4]。第一步，分析反應物、產物的狀態，方程式中各物質的化學計量系數之比和反應熱。第二步，看懂圖像：看橫、縱坐標意義線和起點、拐點、極值點的意義，利用“先拐先平，數值大”的原則分析規律，進行判斷。第三步，思考規律：與已經學過的外界條件對反應速率、平衡移動的影響的知識相聯系。第四步，做判斷：做定性分析和正確判斷。在平時訓練中注重培養學生舉一反三、靈活分析的能力。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 陶勇，王后雄.基于課程標準的2019年高考化學全國卷試題分析與啟示[J].教育測量與評價，2019（9）：45-51.

[2]? 教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019：26-31.

[3]? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1-3.

[4]? 陳世廷.探究式學習在高中化學教學中的應用策略[J].中國教育學刊，2018（S1）：113-115.

（責任編輯 羅 艷）