原理題的命題特點(diǎn)與復(fù)習(xí)備考策略

王 麗

(廣州市玉巖中學(xué),廣東 廣州 510530)

1 試題分析

化學(xué)反應(yīng)原理模塊涵蓋了高中化學(xué)的基本原理,是發(fā)展微粒觀、變化觀、平衡觀、守恒觀等核心素養(yǎng)的良好載體.原理題是基于生產(chǎn)實(shí)際,考查了學(xué)生基于基本原理分析反應(yīng)過(guò)程,進(jìn)行反應(yīng)調(diào)控等問(wèn)題解決能力,是高考化學(xué)的必考題型.

1.1 考查形式

原理題的情境多以工業(yè)生產(chǎn)、廢氣利用等氣態(tài)多反應(yīng)體系為主,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感[1].題目信息常以“文字+圖像”的形式呈現(xiàn),其中圖像包含平衡體系中物質(zhì)變化曲線和裝置圖等,以此體現(xiàn)學(xué)生多種形式信息的閱讀、獲取和分析能力.

1.2 考查內(nèi)容

從考查內(nèi)容上來(lái)看,主要包含了“反應(yīng)熱”“反應(yīng)速率、反應(yīng)限度與反應(yīng)方向”“水溶液中的離子平衡”“電化學(xué)”四部分內(nèi)容.設(shè)問(wèn)方式有反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷、反應(yīng)速率大小對(duì)比和計(jì)算、平衡移動(dòng)方向和原因分析、反應(yīng)條件控制、反應(yīng)方向判斷、平衡狀態(tài)計(jì)算、各種類型平衡常數(shù)的計(jì)算和電極反應(yīng)式書寫等.有對(duì)反應(yīng)速率、平衡狀態(tài)和平衡移動(dòng)的定性分析,更有對(duì)基本原理的定量分析,如平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計(jì)算.

1.3 考查能力

在關(guān)鍵能力方面,主要側(cè)重于信息獲取、情境轉(zhuǎn)化和邏輯推理能力,能從文字和圖像中獲取關(guān)鍵信息,基于核心知識(shí)體系和方法體系進(jìn)行情境轉(zhuǎn)化,匹配問(wèn)題解決模型,熟練應(yīng)用歸納、演繹和歸因等邏輯論證方法,實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的解決.在問(wèn)題解決的過(guò)程中,重點(diǎn)考查了“證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)”“變化觀念與平衡思想”,同時(shí)也落實(shí)了“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”和“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的培養(yǎng).

2 備考策略

新的高考評(píng)價(jià)體系指出,高考命題理念從知識(shí)立意、能力立意向價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識(shí)為基轉(zhuǎn)變,題目的呈現(xiàn)具有基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性.據(jù)此提出原理題“關(guān)聯(lián)經(jīng)典試題,建立常規(guī)題型方法體系”的備考建議,供大家參考.

反應(yīng)原理這一模塊的考查更加注重應(yīng)用性和綜合性,根據(jù)試題呈現(xiàn),結(jié)合模塊知識(shí)的特征,原理題的設(shè)問(wèn)有3種類型(表1):基于概念的理解辨識(shí)、基于原理的定性分析和基于原理的定量計(jì)算.

表1 原理題常規(guī)題型及方法體系

表2 守恒法物質(zhì)的量分析表(初表)

表3 守恒法物質(zhì)的量分析表(完整)

本文重點(diǎn)討論定量型設(shè)問(wèn)方法體系的建立.

原理題中的計(jì)算題不管是轉(zhuǎn)化率還是平衡常數(shù)的計(jì)算,是邏輯推理能力體現(xiàn),依據(jù)求算的定義式,通過(guò)三段式或守恒法來(lái)找數(shù)據(jù)并代入計(jì)算,找數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵.在復(fù)習(xí)時(shí),可引導(dǎo)學(xué)生形成“三段式”和“守恒法”數(shù)據(jù)推理框架,突破找數(shù)據(jù)的難點(diǎn),建立定量的基本方法體系.

2.1 三段式法

以2022年湖南卷的Kp計(jì)算為例,展示以定義式為出發(fā)點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程(如圖3).

圖3 三段式解題模型

在進(jìn)行多反應(yīng)三段式計(jì)算時(shí),習(xí)慣上在“在其中一個(gè)反應(yīng)充分反應(yīng)后,再進(jìn)行第二個(gè)反應(yīng)”的假設(shè)下,使用極限值的思維,2個(gè)反應(yīng)單獨(dú)列三段式.這與學(xué)生“2個(gè)反應(yīng)不是同時(shí)進(jìn)行”的認(rèn)知相互沖突.在實(shí)際的反應(yīng)體系中,反應(yīng)1和2是同時(shí)進(jìn)行的.

在單一反應(yīng)三段式的基礎(chǔ)上,筆者采用“多反應(yīng)合并三段式”,綜合考慮了多個(gè)反應(yīng)進(jìn)行合并數(shù)據(jù)處理,將原三段式進(jìn)階為總體系三段式,更加符合反應(yīng)實(shí)際.“三段”分別為“體系的起始總投料量”“反應(yīng)的總轉(zhuǎn)化量”“體系的總平衡量”.具體解題過(guò)程如圖4.

圖4 總體系三段式解題模型

2.2 守恒法

三段式是常規(guī)找數(shù)據(jù)的方式,對(duì)于一些復(fù)雜的反應(yīng)情境,可使用“守恒法”進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.“守恒法”是利用反應(yīng)前后元素質(zhì)量守恒的簡(jiǎn)化計(jì)算方法,在計(jì)算過(guò)程中,只需要關(guān)注反應(yīng)的起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)原子數(shù)目的變化情況,降低了多反應(yīng)體系計(jì)算的難度,具體解題步驟如下.

步驟一:列出體系起始和平衡狀態(tài)物質(zhì)的量表;

步驟二:根據(jù)元素質(zhì)量守恒和題示信息,列出信息關(guān)系式和守恒關(guān)系式,聯(lián)立方程求算其他未知量;

守恒關(guān)系式:

氫原子守恒2n(H2O)+2n(H2)=2 mol

氧原子守恒n(H2O)+n(CO)+2n(CO2)=1 mol

題干信息:n(H2O)=0.5mol,n(CO)=0.1mol

求得:n(H2)=0.5mol,n(CO2)=0.2

步驟三:補(bǔ)充物質(zhì)的量表;

另外,在《高中化學(xué)選擇性必修1(2020版)》中,新增了方法指引欄目.歸納出了“圖像分析”“定性分析與定量分析”“電解質(zhì)溶液中的電荷守恒與元素質(zhì)量守恒”“化學(xué)方程式中的變化與守恒”“電化學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)思想與方法”等,這些都是解決化學(xué)問(wèn)題的重要方法體系,值得師生重點(diǎn)研究.

3 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)不僅改善了人類的生活,給生活帶來(lái)極大的便利,也是人類利用自然資源和解決環(huán)境問(wèn)題的科學(xué)依據(jù).在復(fù)習(xí)中,素材體現(xiàn)化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,呈現(xiàn)在綠色化學(xué)思想和循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則下的科學(xué)、安全、有效自然資源利用過(guò)程,幫學(xué)生樹立對(duì)化學(xué)學(xué)科的正確認(rèn)識(shí).