新高考背景下物質結構和有機化學解讀及復習策略

遼寧

新一輪高考改革正在如火如荼的進行，化學學科變化較大，尤其是選修部分的《選修3 物質結構與性質》和《選修5 有機化學基礎》。由于以往是二選一，很多學校只開一門課，老師通常也只講一個模塊，而新高考要求兩部分均為必考內容，因此新高考形式對化學教師來說也是一個巨大的挑戰，本文以2020年山東省普通高中學業水平等級考試化學試題(以下簡稱山東卷)和全國卷Ⅰ為參考，通過對比新舊高考試題覓得些許感悟，以期對復習備考有所幫助。

一、選修3和選修5在新舊高考中的考情對比

1.題型與分值

表1

從表1中對比可以看出新高考的題型更加靈活，分值亦有所提高。這也預示著在化學等級考試中具有高階思維特點的選擇性必修知識的比重有加大的趨勢。

2.情景載體及考查知識點

表2

新高考強調情境化設計，試題情境要緊密聯系學生日常生活實際，在現實的問題情境中考查學生學科核心素養的發展水平，從而推動關鍵能力和學科核心素養在教學和考試中的落實。山東卷的情境設計主要體現在有機化學部分，而全國卷Ⅰ則主要體現在物質結構部分，考查的知識點均是這兩部分中比較經典的重要內容，同時也發現兩套試卷都比較注重試題的考查形式。

3.新高考命題特點

(1)學科內知識融合

【例1】(2020·山東卷·3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，基態X原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數相同。下列說法正確的是

( )

A.第一電離能：W>X>Y>Z

B.簡單離子的還原性：Y>X>W

C.簡單離子的半徑：W>X>Y>Z

D.氫化物水溶液的酸性：Y>W

【例2】(2020·山東卷·12)α-氰基丙烯酸異丁酯可用作醫用膠，其結構簡式如下。下列關于α-氰基丙烯酸異丁酯的說法錯誤的是

( )

A.其分子式為C8H11NO2

B.分子中的碳原子有3種雜化方式

C.分子中可能共平面的碳原子最多為6個

D.其任一含苯環的同分異構體中至少有4種不同化學環境的氫原子

由以上2道例題可以看出山東卷的第3題是選修3的物質結構和必修2中元素周期律的結合，A選項涉及的第一電離能是選修3第一章內容，其余選項是必修2的內容；第12題是物質結構與有機化學的結合，其中B選項涉及的雜化方式為選修3第二章內容，其余選項為選修5中的知識。又例如山東卷的第14題。

( )

圖1

A.1，4-加成產物比1，2-加成產物穩定

B.與0℃相比，40℃時1，3-丁二烯的轉化率增大

C.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應速率增大，1，4-加成正反應速率減小

D.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應速率的增大程度小于其逆反應速率的增大程度

從題目中我們可以看出，此題是以共軛二烯的加成反應為背景考查化學反應原理，即便不使用有機化學的知識也可以解決這道題，然而，若學生在平時學習這部分知識時多些深入思考，老師在講解時深入一些，說明 1,2-加成和1,4-加成在動力學和熱力學兩方面的區別，那么，學生在完成該題時就會更加從容。

學科內的知識融合體現了化學一以貫之，相輔相成的特點，打破知識間壁壘，更能體現化學學科素養。筆者認為考點的融合未來也可能不止局限在兩個模塊，也可以多模塊融合，比如可以將14題選項稍加改動如下：

A.1，4-加成產物比1，2-加成產物穩定

B.1，3-丁二烯中間體的碳正離子雜化方式為sp3(錯誤，應為sp2)

C.1，3-丁二烯與等量的HBr完全反應可能生成的產物有2種(錯誤，應為3種)

D.從0℃升至40℃，1，2-加成正反應速率的增大程度小于其逆反應速率的增大程度

此題即融合了物質結構、化學反應原理和有機化學，若有必要還可再加入其他模塊知識使題目的綜合性更強。

(2)試題難度與題型變化

【例4】(2020·山東卷·7)B3N3H6(無機苯)的結構與苯類似，也有大π鍵。下列關于B3N3H6的說法錯誤的是

( )

A.其熔點主要取決于所含化學鍵的鍵能

B.形成大π鍵的電子全部由N提供

C.分子中B的N的雜化方式相同

D.分子中所有原子共平面

【例5】(2020·山東卷·17節選)(4)以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結構如圖2所示，晶胞棱邊夾角均為90°，晶胞中部分原子的分數坐標如表3所示。

圖2

坐標原子 xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125

一個晶胞中有________個Sn，找出距離Cd(0，0，0)最近的Sn________(用分數坐標表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有________個。

【例6】(2020·全國卷Ⅰ·35節選)(4)LiFePO4的晶胞結構示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結構。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數有________個。

電池充電時，LiFeO4脫出部分Li+，形成Li1-xFePO4，結構示意圖如(b)所示，則x=________，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=________。

【例7】(2020·山東卷·19節選)(1)實驗室制備A的化學方程式為____________________，提高A產率的方法是________；A的某同分異構體只有一種化學環境的碳原子，其結構簡式為________。

由例4可知本題考查無機苯的結構和性質，學生需要知道氮可以和硼形成配位鍵，再類似于苯完成鍵的平均化，由此可見該題對學生的要求較高，須了解知識的本質才能順利完成。回顧山東卷17題的第四問(例5)，題目直接給出原子坐標而不是像以往給出原子再確定坐標，這兩種考查形式中前者可能存在對應不上原子從而無法作答的情況，故此難度更大，值得說明的是全國卷Ⅰ的物質結構試題也比較新穎，根據充放電晶胞的結構變化來回答問題，這種情境設計構思之巧妙讓人耳目一新，同時還發現兩套試卷都沒有考查密度或者半徑等計算，這也提醒廣大師生研究晶胞本質才是核心。由例7可知有機化學部分是在考查角度方面有所變化，涉及某有機物的實驗室制法以及提高產率的方法，這是以往試題沒有出現過的。但總的來說，從兩套試卷來看，物質結構部分的難度和考查形式都有較大變化，而有機化學除了上述一點外其余基本與以往相似。

二、備考建議

1.認真研讀指導性文件，積極參加線上線下教研

目前新高考的指導性文件主要有《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》，這三個文件可以在宏觀上指導教師的教學，明確為什么考，怎么考，考什么。為應對新高考，教師需要不斷的自我學習和與人交流，這樣才能博采眾長不至于閉門造車。

高考的核心功能是立德樹人、服務選才、引導教學。立德樹人是高考育人的重要使命，服務選才是高考的基本功能，引導教學是基礎教育對高考的現實需求，三者構成一個閉環系統，協同發揮高考考試內容的價值引領作用和社會功能。《高考評價體系》明確了包括必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值的“四層”考查內容，同時強調了基礎性、綜合性、應用性、創新性“四翼”考查要求，考查內容與考查要求之間具有一定的關聯性，考查內容通過考查要求來達成，考查要求對考查內容的實現方式給出具體明確的規定。

2.重視教材

高中化學教材主要有新、舊人教版、新、舊魯科版以及蘇教版五類教材，筆者認為教師可以根據地區差異有側重的加以研讀，從中得到啟示。

3.注重學科內的知識融合

高三復習是將學科知識整合的過程即對所學知識重新整理，相關知識進行有機結合，并通過滲透、互補、強化等形式形成完整的知識體系，使之更具科學性、系統性、嚴謹性和全面性，再在此基礎上正確、靈活運用來解決具體問題。

物質結構是化學的基礎，因此它與其他模塊的知識聯系也最為緊密，新高考中最容易與其他部分融合。主要與以下幾個方面產生融合：①必修或其他選修教材中涉及的配合物結構，如山東卷第7題；②有關實驗現象的解釋，如銀氨溶液配制，涉及某些物質溶解性問題等；③有關有機化合物的原子雜化方式及構型判斷，如山東卷12題；④有關阿伏加德羅常數的化學鍵數目如金剛石、石墨等；⑤人教版必修2的元素推斷如山東卷第3題。

有機化學可能產生交叉的模塊為：必修的有機化學部分、物質結構的雜化方式及構型判斷、手性等、化學反應原理部分等。

4.深入研究物質結構

教師可以適當講解得深入一些，可以涉及一些簡單的大學內容，對于舊教材中刪掉的部分內容也不要完全拋棄，有些思想還是值得學習的，例如高考中常考的晶胞類型幾乎都可以由堆積-填隙模型解決，如圖3所示。

圖3

5.重視情境構建

培養學生根據題中所給信息分析答題方向，不僅要重視考什么，更要注重怎樣依托情境考查。教學過程中要多涉獵知識的延展，這也有利于學生學科核心素養的發展。

6.模擬試題質量要高、答題要規范

廣大師生備考所作的努力最終都將呈現在一張高考試卷上，因此規范完成高質量習題可以事半功倍。那么什么樣的題是高質量的呢？筆者認為可以從以下幾個方面評價：該題目是否和當前的高考內容匹配，難度與高考題難度是否一致，包含的核心知識和核心素養是什么，可否能幫助學生建立相應的知識體系，涉及的知識點還可以何種方式呈現。