2023年河北省普通高中学业水平选择性考试化学试题评析及教学启示

王志庚

(河北省唐山市教育局教研室)

教育部考试中心制定的《中国高考评价体系》(2019版)明确指出:“高考评价体系是高考命题、评价与改革的理论基础和实践指南”。2023年河北卷的命制,秉持了高考的核心功能,突出素养立意,较好地考查了学生的“必备知识、关键能力、学科素养及核心价值”;试题情境非常新颖,重点选择了日常生活情境、生产环保情境、学术探索情境和实验探究情境;试题设问独具匠心,为实现对高分段学生的有效区分奠定了基础。

2023年河北卷,是高考命题的典范,值得各省市学习和借鉴。

一、2023年河北卷的试卷结构

通过研究可以明显看出,2023年河北卷有以下特点:

(一)试卷结构发生了变化

2022年河北卷共18道题,选择题共13道,共43分,其中单项选择题9道共27分,不定项选择题4道共16分;主观题5道,共57分,其中必考题 3道包括工艺流程题、实验综合题和原理综合题,选考题2道包括物质结构与性质、有机化学基础。

2023年河北卷共18道题,选择题中没有不定项选择题,只有单选题14道,每小题3分,共42分;主观题4道,均为必考题,题型分别是实验综合题、工艺流程题、原理综合题和有机综合题,题量减少了 1道,分值为58分。

(二)对物质结构与性质的考查发生了变化

2022年河北卷,选择题中没有考查物质结构与性质的题目,选考题中的第17题是专门考查物质结构与性质的大题,供考生选考。

2023年河北卷,选择题14道,其中有3道是单纯考查物质结构与性质的试题,还有1题将电子排布规律、电离能、元素周期律与元素性质融合在一起进行了考查。4道大题则均未对物质结构与性质的相关内容进行考查。

二、2023河北卷创新试题赏析

【例1】8.如图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是

( )

A.简单氢化物的稳定性:Z>Q

B.第一电离能:X>Y

C.基态原子的未成对电子数:X>Q

D.原子半径:Z

【分析】元素周期律与元素性质是选择题部分的常见考点。本题融入物质结构与性质的考查,这种方式是河北高考命题上的创新。通过化合物的结构判断元素在周期表中的位置、结合原子序数的大小关系确定具体元素,在氢化物稳定性、第一电离能、原子半径、电子排布等角度进行设问,实现了对学生“分析与推测”能力的充分考查。

【例2】10.一种以锰尘(主要成分为Mn3O4,杂质为铝、镁、钙、铁的氧化物)为原料制备高纯MnCO3的清洁生产新工艺流程如下:

已知:室温下相关物质的Ksp如表所示。

Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Mn(OH)2MgF2CaF210-32.910-11.310-5.310-16.310-38.610-12.710-10.310-8.3

下列说法错误的是

( )

A.酸浸工序中产生的气体①为氯气

B.滤渣①主要成分为Al(OH)3和Fe(OH)3

C.除杂②工序中逐渐加入NaF溶液时,若Ca2+、Mg2+浓度接近,则CaF2先析出

【分析】本题以无机小流程为情境,对溶度积的应用和元素化合物的相关内容进行了全面的考查。解题时,需要学生具有较强的“理解与辨析” “分析与推测”能力,在判断滤渣成分和MgF2、CaF2沉淀顺序时,需要学生根据数据进行“归纳与论证”,实现了对高阶思维能力的考查。本题是一道非常优秀的化学试题,化学教师应对此类试题予以关注。

( )

A.充电时,b电极上发生还原反应

B.充电时,外电源的正极连接b电极

【分析】本题以新颖的有机物为电极材料的新型电源为情境,深度考查了原电池和电解池原理,其中融合了离子交换膜的功能,更加体现了化学的学科价值。本题难点在于仅仅通过电极反应不能区分两种电极材料分别对应a极还是b极,具体判断需要根据离子交换膜的种类并考虑到离子如何迁移才能实现各区的电荷守恒,同时又不给各区引入杂质离子。这种创新设问,是历年高考命题实践中的首创,闪烁着2023年河北卷命题专家团队的智慧之光。

【例4】14.某温度下,两种难溶盐AgxX、AgyY的饱和溶液中-lgc(Xx-)或-lgc(Yy-)与-lgc(Ag+)的关系如图所示。下列说法错误的是

( )

A.x∶y=3∶1

D.若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示,待平衡时c(Xx-)+c(Yy-)<2c(Ag+)

【分析】本题题干内容非常简练,但内涵极其丰富。对于粒子浓度关系图像类习题,我们应该关注以下问题:①研究对象和化学过程,本题涉及两种难溶化合物的沉淀溶解平衡和沉淀的转化;②各粒子之间遵循怎样的定量关系,本题中离子浓度之间的关系受各自的溶度积制约;③弄清横纵坐标的意义,找到因变量和自变量之间的函数关系,本题为阴离子浓度的负对数与银离子浓度负对数的关系,所以需要对溶度积的表达式进行数学变换,才能找到函数关系;④对每个选项包含的问题做具体分析。本题的四个设问选项,角度各异,但围绕着函数关系和图像意义展开,设问非常巧妙,深度考查了考生的信息获取能力和思维认知能力,对“分析与推测”能力的考查体现得淋漓尽致。本题是粒子浓度关系图像类试题的命题典范,这样的试题,对未来的命题将产生积极的影响,值得各省命题团队借鉴。

【小结】以上几个题目均为选择题,在2023年河北卷的选择题中,还有几道试题相对来说比较常规,难度略小,限于篇幅,本文不做分析。

以下,对主观题做研究。

【例5】17.(15分)氮是自然界重要元素之一,研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。

已知:1 mol物质中的化学键断裂时所需能量如表。

物质N2(g)O2(g)NO(g)能量/kJ945498631

回答下列问题:

(1)恒温下,将1 mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21,其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中,假设体系中只存在如下两个反应:

①ΔH1=________kJ·mol-1。

【分析】根据反应物和生成物的键能求反应的焓变是基于对反应过程中能量变化的理解,拆开化学键吸收能量,生成化学键放出能量,吸热与放热的差即为反应的焓变。

②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有________(填标号)。

A.缩小体积 B.升高温度

C.移除NO2D.降低N2浓度

【分析】对于连续反应,中间产物的浓度如何随外界条件的变化而变化需要考虑两个反应的特点,如果条件改变对两个反应来说影响趋于一致,则可以得出结论,如果不一致,则要比较两个反应哪个被影响的程度更大。

③若上述平衡体系中c(NO2)=amol·L-1,c(NO)=bmol·L-1,则c(O2)=_______

mol·L-1,

K1=________(写出含a、b、V的计算式)。

(2)氢气催化还原NOx作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原NO反应的速率方程为v=kcx(NO)cy(H2),k为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度,测定结果如表。

组号c(NO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)v/(mol·L-1·s-1)10.100.10r20.100.202r30.200.104r40.050.30?

表中第4组的反应速率为_______mol·L-1·s-1(写出含r的表达式)。

【分析】根据表格中的数据,可以得出速率方程中两种组分浓度的幂指数,然后根据第4组数据,求得两种组分浓度变化时速率的大小,这种思维过程涉及“理解与辨析、分析与推测、归纳与论证”关键能力的高阶考查。

(3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时,N2在________(填“阴”或“阳”)极上发生反应,产生NH3。

②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时,理论上消耗NH3和H2的质量比为17∶3,则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为_______

____________________。

【分析】NH3燃料电池中,其氧化产物除了N2外,还可能是N的氧化物。本题确定是N2的根据,是基于“氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时,理论上消耗NH3和H2的质量比为17∶3”。这种设问,非常巧妙。

③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上N2电还原为NH3(图甲)和H2O电还原为H2(图乙)反应历程中的能量变化,则三种催化剂对N2电还原为NH3的催化活性由强到弱的顺序为________(用字母a、b、c排序)。

甲

【分析】需要强调的是,本题中N2电还原为NH3过程的难易,需要与H2O电还原为H2的难易综合考量。

【例6】18.(14分)2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)是一种重要的化工原料,广泛用于合成高性能有机颜料及光敏聚合物;作为钠离子电池的正、负电极材料也表现出优异的性能。利用生物质资源合成DHTA的路线如图:

回答下列问题:

(1)A→B的反应类型为________。

(2)C的结构简式为________。

(3)D的化学名称为________。

(4)G→H的化学方程式为________。

(5)写出一种能同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式________。

(a)核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为3∶2;

(c)可与NaOH水溶液反应,反应液酸化后可与FeCl3溶液发生显色反应。

阿伏苯宗

【分析】本题以2,5-二羟基对苯二甲酸(DHTA)的合成路线为情境,对有机物名称、结构简式、反应类型、同分异构体、有机化学方程式的书写、合成路线的设计等进行了深入的考查,其中有机物结构的分析和推断是考查的重点。本题的试题情境非常新颖,设问考查全面创新,特别是对同分异构体的考查,独具匠心。

在解决此类问题时,通常不需要一次性将流程弄得非常清楚,可以根据设问,回到流程中寻找已知信息再做出解答。在对有机物的结构进行推断时,需要根据前后两个反应的情况来判断;合成路线的设计,需要充分理解题目给的已知信息“酮和酯”反应的特点,然后对比所给的已知原料的结构,找到最终的合成路线。

三、2023年河北卷化学试题对高中化学教学的启示

通过以上研究和思考,我们得出如下结论:2023年河北卷试题以核心素养为测试宗旨,以真实的问题情境作为测试载体,以实际问题为测试任务,对必备知识做了细致全面的考查;对“理解与辨析” “分析与推测” “归纳与论证”等关键能力做了重点考查,特色鲜明;在试题考查中,渗透了对STSE、中华传统文化、绿色化学理念的考查,体现了化学本质价值派生出的学科育人价值和社会价值。在情境的新颖性、设问的灵活性和创新性等方面可圈可点,充分体现了高考的“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能。

结合高考复习的教学要求,综合思考2023年河北卷带给我们的启示,在2024年高考复习中,应该贯彻以下基本策略和方法。

(一)明确复习目标

由于高考命题是素养立意,素养又包括正确的价值观念、必备品格和关键能力。在纸笔测试的条件下,对关键能力的考查就成为高考命题的重要考向。关键能力的三个能力群(信息获取、认知思维、实践操作)中,认知思维能力则是最为重要的。所以复习的重要目标就是培养学生的关键能力——特别是学科思维能力。

能力的形成,基于必备知识和学科技能,因此复习的目标应包括以下内容:其一,构建中学化学知识的逻辑体系,引导学生主体建构;其二,构建中学化学的学科思想体系和方法体系;其三,构建中学化学的关键能力体系。这些体系的建构,是学科能力的形成和素养发展的重要基础。

(二)精选复习内容

高考复习不是对所学内容重新讲解,而是要站在学科的高度,重新整合教材内容,建构知识体系。因此,总复习时内容的安排不应依据教材的顺序,而是要按照中学化学的逻辑顺序,结合课程标准的内容要求、学业质量标准、素养发展的四个层级以及高考对关键能力的要求合理安排复习的专题,这其中既要有以知识为核心的专题,也要有以高考题型为核心的专题。

由于高考真题具有典型性、代表性和方向性,因此在习题的选择上,要尽量选择高考真题作为学生训练的素材,在学生有了解题感悟的基础之上,引领学生构建解题的思维模型和方法模型,这样才能更好地把握高考的方向,达到事半功倍的效果。

(三)优化复习方法

复习内容确定的前提下,就相当于一个可逆反应的投料已经确定,那如何提高转化率,就要靠复习的方法了。以学生的发展为本是新课程的基本理念,所以课堂上,要让学生成为学习的主人。所以,好的方法有以下几点:

(1)知识系统化的过程,引领学生自主建构,而不是教师讲学生记的灌输方式;

(2)习题训练,让学生自我尝试,获得解题体验后,再引领学生总结解题的思维模型和方法模型;

(3)倡导学生在学习过程中及时解决自身存在的问题,并在小组合作交流中,互相帮助,解决个性化的问题;

(4)创设学好化学的班级氛围,多运用激励性的评价,表扬化学学习水平高、进步大、乐于助人的同学,运用评价的手段创设友好的学习竞争环境,实现教、学、评一体化。

以上这些方法,都是行之有效的经验,在教学实践中尝试运用便会收到好的教学效果。

(四)构建课堂教学的基本模式

秉持新的课程理念,构建符合学生素养发展的课堂教学模式。以下是素养导向下的专题复习课的一种模式,在河北省唐山市的迁安市第一中学普遍采用。

这种模式的前提是教师事先根据学生学习水平和高考要求,结合复习内容,编制难度适宜的学案。学生在课堂上,根据学案进行自主学习、合作学习;教师则在学生充分学习的基础上,重点讲解知识的关联和解题的思路、方法、模型;检测评学是实施教、学、评一体化的重要环节,也是检测学生学习水平并据此找到教师教学问题所在的重要方法。

河北省教育科学“十三五”规划重点资助课题“互联网+背景下高中化学资源开发共享和课堂教学模式的变革研究”(课题编号:1902019)的成果。

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