基于高考命题特点的化学计算复习策略
——以2022年高考题分析为例
2023-04-17郭熙婧
郭熙婧
(北京市密云区第二中学)
一、2022年化学计算考点内容统计
表1
续表
二、高考化学计算命题特点
(一)在真实的问题情境下考查学生定量解决实际问题的能力
2022年全国甲卷28题,以金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途为载体,考查化学平衡、反应热的计算;2022年全国乙卷28题以油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢回收处理并加以利用为素材,综合考查反应热、平衡转化率、平衡常数的计算;2022年广东卷16题以新型氯流电池为背景,考查氧化还原反应中基于电子守恒的计算;2022年北京卷16题以库仑滴定法检测煤中全硫含量的方法为载体,考查煤样中硫的质量分数的计算。综上所述,试题素材广泛多样,围绕与化学密切相关的环境、能源、材料等领域,充分体现了化学学科在推动人类科技进步、促进人类社会发展方面的作用,体现了学科价值以及化学计算的价值。
(二)突出核心知识的考查
分析2022年全国甲卷、全国乙卷、广东卷、浙江卷(6月)、山东卷、北京卷六套试题,不难发现,计算考查基于核心知识设问,出现频率较高的考点整理如表2:
表2
(三)信息多样、条件隐含,突出关键能力的考查
高考化学试题继续探索试题情境创设的方式方法,文字信息、图表信息、图像信息、化学反应信息等多样化呈现。要求学生通过筛选、分类、转化各种类型的信息,提取关键信息并与已知知识进行整合,提高在真实情境中解决问题的能力。
【例1】(2022年全国乙卷,11题)化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图1所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
图1
( )
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物的酸性:Y C.100～200℃阶段热分解失去4个W2Z D.500℃热分解后生成固体化合物X2Z3 【分析】本题A、B选项涉及元素周期律、元素周期表内容。结合文字信息,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。 【点评】该题既考查学生依据原子结构和元素周期律知识推导元素,又考查了元素周期律知识的综合运用,同时融入了热重分析,考查学生对图像信息的提取与整合能力。 【例2】(2022年山东卷,17题节选)工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3,含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下: 回答下列问题: 表3 图2 图3 A.65℃、P2O5%=15、SO3%=15 B.80℃、P2O5%=10、SO3%=20 C.65℃、P2O5%=10、SO3%=30 D.80℃、P2O5%=10、SO3%=10 试题结合工业流程、图表、图像等形式呈现信息,涉及Ksp的考查以及Na+的物质的量浓度计算,(3)问则是以正确解读图像为切入点,考查跨学科解决问题的能力。 如晶胞计算,传统试题围绕密度、阿伏加德罗常数、摩尔质量、晶胞边长进行设问。2022年全国甲卷35题计算正负离子的最小核间距,2022年全国乙卷35题求摩尔体积,2022年山东卷15题结合氧化还原计算微粒个数、电子转移数。分析可知近年来真题设问新颖,学生只有在充分理解的基础上,才能准确作答。 【例3】(2022年全国甲卷,35题节选)(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物,其晶胞结构如图4所示,X代表的离子是________;若该立方晶胞参数为apm,正负离子的核间距最小为________pm。 图4 【例4】(2022年全国乙卷,35题节选)(4)α-AgI晶体中I-离子作体心立方堆积(如图5所示),Ag+主要分布在由I-构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,Ag+不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,α-AgI晶体在电池中可作为________。 图5 已知阿伏加德罗常数为NA,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm=________m3·mol-1(列出算式)。 【例5】(2022年山东卷,15题)Cu2-xSe是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图6所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是 图6 ( ) A.每个Cu2-xSe晶胞中Cu2+个数为x B.每个Na2Se晶胞完全转化为Cu2-xSe晶胞,转移电子数为8 C.每个NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为1-x D.当NayCu2-xSe转化为NaCuSe时,每转移(1-y) mol电子,产生(1-x)mol Cu原子 【答案】BD 建立解题模型,能够对化学问题的分析更加清晰明了,使解题变得容易,提高解题的速度和准确率,在这过程中,可以培养学生的证据推理与模型认知的化学核心素养。 1.化学平衡的计算方法——“三段式”法计算模型 起始(mol)ab0 0 变化(mol)mxnxpxqx 平衡(mol)a-mxb-nxpxqx ②反应物:n(平)=n(始)-n(变); 生成物:n(平)=n(始)+n(变)。 ③平衡时A的物质的量浓度: 2.得失电子守恒解题的方法模型 3.反应热的计算模型 (1)依据键能计算ΔH的方法 计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。 注意:根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。如:1 mol NH3中含有3 mol N—H键。 (2)依据反应物的总能量和生成物的总能量计算 计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 (3)利用盖斯定律计算反应热 盖斯定律的内容:不论化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 建立解决反应热问题的计算模型,可迅速寻找有效信息,快速解答,提高效率。 4.晶胞的计算模型 《中国高考报告(2021)》指出:素质教育的突出特征之一是对创新性的强调。德智体美劳全面培养的教育体系突出对创新思维的培养,国家科教兴国和人才强国战略也将创新性人才培养作为重要方向。发散思维、逆向思维、批判思维等思维品质是创新思维的重要特征。具备良好创新思维的学生勇于摆脱思维定式的束缚,能够独立思考,大胆创新创造。他们具备敏锐发现旧事物缺陷、捕捉新事物萌芽的能力,具备推测、设想并周密论证的能力以及探索新方法、积极主动解决问题的能力。教学中,利用一题多解等手段,能有效培养学生思维的发散性、深刻性,利于创新精神的培养。 【例6】将铁和氧化铁的混合物2.72 g加入50 mL1.6 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,滴入KSCN溶液后不显红色,若忽略化学反应中溶液体积的变化,则在所得的溶液中,Fe2+的物质的量浓度为________mol/L。 A.0.2 B.0.8 C.0.4 D.1.6 方法一:铁和氧化铁溶于盐酸后,加入硫氰化钾不变红,说明溶液中不含铁离子只有亚铁离子,发生的反应有: 设与盐酸反应的铁的物质的量为x,氧化铁的物质的量为y,则有: x2xx y6y2y 2yy3y 解得x=0.01,y=0.01, 则氯化亚铁为0.04 mol,亚铁离子浓度为0.8 mol/L,故B正确。 方法二:反应后溶液中的溶质为FeCl2,Cl-全部来源于HCl,对应有FeCl2～2HCl,因此Fe2+的物质的量浓度为HCl的一半,即0.8 mol/L。故B正确。 新课标指出,为了有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,以能力测试为主导,在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学学科核心素养。微粒观、变化观是化学学科核心观念,也是解决化学问题的核心手段。 根据不同内容,采用分散复习与集中突破相结合的复习策略,有利于重难点突破,有利于学生的掌握。如滴定计算复习,采用分散复习方式。几种滴定计算复习安排如下: 滴定计算复习安排酸碱滴定(双指示剂法)钠及其化合物复习氧化还原滴定铁及其化合物复习沉淀滴定沉淀溶解平衡复习
(四)试题稳中有变,问题设计不断创新
三、复习策略
(一)模型认知,建立解题的思维模型,以不变应万变
(二)增强学科理解,培养创新精神
(三)分散复习与集中突破相结合
