山东省2021年普通高中学业水平等级考试第20题分析

[原题略]

一、解题思路

二、试题评价

1.试题情境

本题为学术探索情境，采用甲醇与异戊烯为原料高选择性合成TAME工艺为载体，在复杂陌生研究对象及问题情境下，对化学反应中的能量变化、化学反应速率、化学平衡等重点知识进行了综合性、创新性考查。

甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)是随着汽油调和技术发展而出现的油品添加剂，可以达到降低成本、节约石油资源的目的。TAME因其以甲醇与异戊烯合成价格较低，且抗暴效果、环保和安全性能均优于其他同类产品，成为市场应用潜力巨大的汽柴油添加剂，齐鲁石化公司开发的相关联产工艺和产量在国内均处于领先。本题情境的选择体现了这一成熟的合成方法所具有的环境友好、经济高效的特征。

TAME合成所采用的C5叔碳烯烃，是催化裂化得到的轻汽油中含量最多的烯烃，其同分异构体中，2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯用于本题中TAME的合成，且得到产物相同；其他异构体3-甲基-1-丁烯和直链烯烃则无醚化活性。所以，本题引导学生在解答过程中体会合成路径的高选择性优势。

在《碳五叔碳烯烃乙醇醚化研究进展》一文中，选取的合成反应和图像(见表1及图1)与本题高度相似，是命题的文献依据。

表1 反应的标准摩尔焓变及Gibbs自由能变(298.15 K)

图1 2M1B及2M2B醚化、水合、异构化反应的平衡常数

2.必备知识

一是化学语言与概念，主要涉及盖斯定律、平衡常数、化学反应速率等基本概念；二是反应变化与规律，主要包括化学反应的吸放热，外界条件对平衡移动、化学反应速率的影响，化学平衡常数的计算等。

3.关键能力

一是理解与辨析能力，要求能够从题给信息中提取有效信息，应用反应热、化学反应速率和化学平衡等基本知识解决本题设置的实际问题；二是分析与推测能力，要求能够根据题干描述，判断变化的外界因素，进一步判断平衡移动方向；三是归纳与论证能力，要求能够从图像、图示中提取信息，结合所学知识对反应热大小比较、平衡常数Kx的计算、反应方向进行综合分析判断。

三、教学启示

第20题是试卷的最后一题，学生没有足够时间进行充分的审题和思考，同时，题目依托陌生情境，数形结合，颇具难度，使本题得分较低。破解新情境试题，需要考生在掌握必备知识的基础上，具备信息加工能力、分析归纳能力和逻辑推理能力。因此，在复习时倡导学生展开让学习真正发生的“深度学习”。综合运用知识和方法创造性地解决问题时深度学习更容易发生，其特征是注重批判理解、强调信息整合、促进知识建构、注意迁移运用、面向问题解决并提倡主动学习和终身学习，其核心特征是高阶思维，发展高阶思维有助于促进深度学习。据此，笔者认为可以从以下几个途径更好的进行新高考备考：

1.回归知识本源，重视知识形成

在深入学习《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)的同时，教师在日常教学中不能忽视教材和教参的阅读和使用。教材编写组专家在用教材中的史料、实验、概念呈现对《课程标准》的解读。本次等级考试题中多个情境素材都是脱胎于教材的史料、课后习题、教参分析。因此，教师应深度挖掘教材和教参中的知识延伸，配合变式训练，促进学生知识的全面建构。根据学科特点，知识形成的过程远比结论更重要。高中化学课堂可选取科学探究、图像图谱辨识、化工流程分析、有机合成路线等设计核心任务，在任务导向下开展项目学习、合作学习、实验探究，从单一知识点，到真实复杂情境下的问题解决，逐步提升学生学习能力和学科素养。

2.促进知识结构化，构建思维模型

高考注重考查必备知识，帮助学生形成知识结构化是一轮复习的重点，也是后续形成模型、提升核心素养的必须。例如，Kc、Kp、Kx是常见的几种化学平衡常数，在以往的全国高考卷和各地高考卷中都有呈现。但这几种化学平衡常数各自计算表达式又略有不同，计算时不同的反应还可能因系数、恒容、恒压关系存在简化计算，这些都需要学生在日常积累中形成经验、划归能力。再比如，比较速率大小的常见方法应梳理到位，c-t图像中，同一点的v正、v逆如何比较，不同点的v正、v逆如何比较、宏观速率如何比较等等。结构化知识才能进一步形成知识模型、思维模型，胸有成竹方有能力走出误区。

3.重视情境创设，提升关键能力

情境类试题是高考命题的趋势，通过情境考查化学原理和方法在生产实践中的应用。2021年山东省学业水平等级考试大量出现新情境，学生反馈的难点主要是审题入题困难，在“与数学知识关联辨识模型、提取图表信息”“获取关键内容与有关已学知识进行整合”显得应对不足。建议后期备考过程中，教师应关注当今世界的科学研究热点，增加情境分析的专门指导，配合基于科技文献的阅读训练和原创题编制，在各种新情境中，训练审题、分析、作答的各个细节，从知识获取、实践操作和思维认知不同维度提升学生的学科关键能力。

【作者单位、姓名】山东省青岛第十七中学 赵嵘

2021年全国甲卷第28题分析

[原题略]

1.试题分析

(1)28题情境素材源自十四五期间的我国力争实现的“2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标”政府工作报告。题干中给出用氢气与温室气体二氧化碳反应制备甲醇的反应原理，向考生普及用化学方法减少二氧化碳来实现碳中和的技术手段，展示我国科学家在绿色发展和清洁能源开发利用方面的创新成果，彰显我国在应对全球气候变化问题的责任与担当，最后回归到用化学反应原理知识来解决情境问题。

(2)根据《中国高考评价体系》中“一核四层四翼”的基本框架，28题在知识获取能力群方面主要考查信息搜索能力、阅读理解能力和信息理解能力，如28题(1)提供合成甲醇的反应焓及分步反应快慢信息，让学生获取反应能量变化的基本信息，并判断物质等温和等压下甲醇物质的量分数的变化曲线；在实践操作能力群方面通过数据图的形式向学生提供丰富的信息，让学生通过化学反应原理分析数据曲线代表的物理量之间的关系，考查学生语言表达能力、数据处理能力、信息转化能力，如(2)②对应等压过程的曲线的判断理由；在思维认知能力群方面主要考查归纳概括能力、演绎推理能力和批判性思维能力。

(3)28题(1)密切关注《课程标准》中的学业要求和中学教学实际，通过图像方式提供丰富的数据信息，深入考查学生信息整理能力，如三个相关反应的判断并说明理由，落实了宏观辨识与微观探析素养。28题(2)落实变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等学科素养。在“宏观-微观-符号-曲线”上考查到位，考查要求上难度有所降低，如(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应平衡常数要求学生给出Kp表达式，体现试题的基础性、应用性。

(4)本题考查知识点有盖斯定律、化学反应的活化能、焓变、反应条件选择、平衡思想等。

(5)本题聚焦基础化学理论和化学工程技术，注重选取碳中和真实情境，弘扬学科核心价值，创新呈现形式，优化设问方式，聚焦学科核心素养，突出考查关键能力，践行中国高考评价体系。

(6)对适合学生认知特点的化学学科基本反应原理的考查，转变呈现方式和考查思路，使考生能由浅入深、由表及里地分析和解决问题，鼓励学生理性学习，引导减少死记硬背和“机械刷题”现象，充分发挥高考命题积极导向作用。

2.试题解析

根据盖斯定律可知，①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应：

ΔH=ΔH1+ΔH2=(+41 kJ·mol-1)+(-90 kJ·mol-1)=-49 kJ·mol-1；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，则反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项，故答案为-49；A。ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的。

②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)=0.1将减小，因此图中对应等压过程的曲线是b；理由：总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。本题亦可以采用反证，等温情况下，增大压强平衡向体积减小方向移动，即正向移动，则x(CH3OH)增大，符合a曲线，即等温选a，等压则选b。

③设起始n(CO2)=1 mol，n(H2)=3 mol，则

起始(mol) 1 3 0 0

转化(mol)x3xxx

平衡(mol) 1-x3-3xxx

【作者单位、姓名】贵州省黔西第一中学 史光源

2021年河北省普通高中学业水平选择性考试13题分析

[原题略]

1.试题素材来源

本题引入大学教材中速率方程表达式来创新命题，以溶液中发生的竞争反应为载体，在复杂、陌生的研究对象及问题情境下，体现对图像的识别、竞争反应中平均速率、浓度及转化率的计算、活化能与化学反应速率的关系等知识的基础性、综合性和创新性的考查。

2.考查的关键能力

本题考查的关键能力侧重于三个方面：一是理解与辨析能力，要求能够从题干、题图中提取有效信息，解决关于平均反应速率计算的实际问题；二是分析与推测能力，要求能够根据反应速率与化学计量数、浓度的关系以及速率方程表达式解决竞争反应中物质浓度之比及转化率计算的实际问题；三是归纳与论证能力，要求根据题给信息，推断出竞争反应中反应速率的大小并结合所学知识对活化能的大小进行分析判断。

3.考查的化学学科核心素养

本题考查的学科素养侧重于两个方面，一是变化观念，要求能够认识化学变化是有一定速率的，能多角度、动态的分析溶液中物质的浓度和转化率的变化；二是证据推理与模型认知，能根据题给信息判断竞争反应速率的快慢，并对活化能越大，反应速率越慢的理论模型及化学反应速率的定义表达式的计算模型进行应用。

4.亮点及创新点分析

(1)引入大学教材中速率方程表达式来创新命题。

(2)选择题中首次引入了竞争反应，并要求进行竞争反应中物质平均反应速率和转化率的计算。

5.命题思想及解题思路

A项：考查化学反应速率的定义表达式计算模型应用。

综上所述，相关说法错误的只有A，故本题选A。

化学复习教学要吻合命题趋势，既要全面夯实基础，又要根据测试热点引导学生梳理必备知识、建构思维模型，形成结构化、可视化的解题思路，同时还要提升获取、整合信息的能力，最终转化为问题解决的关键能力。

【作者单位、姓名】河北省石家庄市鹿泉区第一中学 赵均娜 魏利巍

2021年广东省普通高中学业水平选择性考试第17题

[原题略]

【试题分析】(1)1962年高考开始明确考查实验室制备氯气的化学方程式的书写，之后经常作为识记内容进行反复考查。它之所以作为重点识记内容，主要是因为它是初中化学气体制备系列装置和原理的延伸，也是气体制备知识的收官典型。

(2)根据化学方程式可知，制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气，氯气有毒，必须进行尾气处理，因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体，浓硫酸除去水蒸气，最后用NaOH溶液吸收尾气，因此接口连接顺序为c-d-b-a-e。

⑥从猜想b的结果逆推，要判断AgCl在水中的溶解度随温度这个因素的变化情况，可以控制相同测试温度，比较不同温度的饱和溶液的电导率。相同测试温度下，如果高温饱和溶液电导率比低温的饱和溶液高，则可以得出结论：随着温度的升高，氯化银饱和溶液的离子浓度越高，故可得猜想b的溶解度随着温度的升高而升高的结论。

所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较；设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。故答案为45℃；Ⅱ；45℃；⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。

1.素材来源、命题角度

本题挖掘化学史作为背景，融合新信息“电导率”，考查了实验基础和比较实验设计的综合能力。本题前面的问题都比较常规，难点在(4)。2007年人教版教材《选修4 化学反应原理》多处探究实验使用了控制变量的研究方法。2018年北京初中阶段“控制变量”思想成为考查的核心角度。确实，学生在初中阶段，三种金属活泼性比较的探究实验，已经奠定了这类思想方法的基础。2019年人教版教材必修的氧化还原反应探究实验，也是三种强弱的比较。

2.映射课程标准、考查能力、素养

《课程标准》的学业水平质量指出，“4-3……能运用变量控制的方法探究并确定合适的反应条件，安全、顺利地完成实验；能用数据、图表、符号等描述实验证据并据此进行分析推理形成结论……”考查了学生获取信息、运用新的信息解决问题的能力，逻辑分析能力，体现了运用科学思维方法解决实际问题的智慧，通过科学探究，考查了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。

3.创新点、亮点

大题一般都是组合的，有些问题属于识记层次的，有些问题是有区分选拔功能的。然而剥开“电导率”这层新衣服，不难发现，这个问题不算新问题，运用的方法，也有章可循，源于初中金属活动性顺序比较，深化在化学反应速率的影响因素，如果平时踏实学习的话，是可以深谙这类变量控制题目的思维模型的。

当然，压在考生头上的一座大山是现学现用的能力。这里出现的文献资料，提供一个对于学生来讲比较陌生的概念：电导率。然后解读信息，可以发现，“温度、浓度”属于两个自变量，“电导率、溶解度”属于因变量，两个因变量的情况，还是比较新鲜的表述。猜想a含糊，理解猜想b就存在障碍，猜想b的验证思想，已经揭示了这类A>B>C的实验模型。我们需要把新信息拆解，套入既有的熟悉的比较探究实验的原型，这类问题就可迎刃而解。

前面说到学业质量水平的表述，“能用数据、图表、符号等描述实验证据并据此进行分析推理形成结论”，在此处有没有考查呢？其实是有的。我们作图3来理解(4)的实验设计。

4.变式、同源试题复习建议

通过分析，不难发现，这类比较实验探究题，属于实验设计能力的考查重点，深入考查了同学们的逻辑思维能力。所以，平时的新课学习，需要加强化学学科思维方法的原型辨认练习，以不变的“变量控制设计思想”应付万变的情景。复习阶段，需要把同类型的教材比较探究实验(比如金属性比较、氧化还原性比较、影响反应速率、化学平衡的因素等)进行梳理，列表分类别比较，求同求异，以求深入理解设计原理。尝试自行根据实验目的设计整个方案，遇到这类给出一半方案的试题，自然胸有成竹，也可准确评价别人的实验方案。

5.小结

高考化学定位是选拔性考试，要筛选出具有运用信息解决问题能力的人才和建立了良好的思维方法习惯的人才。所以，针对高考的复习，不仅要有一定的题量，更加要深入理解、对标《课程标准》要求，对知识和技能、素养和智慧加以磨炼，守得云开见天明。