基于學(xué)科重大話題的高三化學(xué)習(xí)題鏈設(shè)計(jì)

唐隆健

適量而優(yōu)質(zhì)的習(xí)題設(shè)計(jì)與練習(xí)是高三復(fù)習(xí)的重要組成部分。通過完成習(xí)題，學(xué)生可發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問題，還可促進(jìn)對(duì)已有知識(shí)的深度理解和學(xué)以致用。然而，當(dāng)前各種流行教輔資料和習(xí)題集難以激發(fā)學(xué)生的思考熱情、效率低下。所謂基于“話題”的習(xí)題設(shè)計(jì)，是指習(xí)題設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞某個(gè)中心話題，由此引入并展開一個(gè)豐富多彩的化學(xué)世界，基于該話題設(shè)計(jì)若干習(xí)題鏈。學(xué)生通過完成這些基于某一學(xué)科重大話題的、形式新穎的習(xí)題鏈，促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化建構(gòu)與深度思考和靈活應(yīng)用，進(jìn)而提高教學(xué)效率。話題式習(xí)題設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一是話題本身的選取，這直接決定著整個(gè)習(xí)題的品位和效果，所選話題應(yīng)在學(xué)科中具有重要地位且最好是學(xué)生感興趣的，同時(shí)應(yīng)盡可能多地整合學(xué)科主干知識(shí)與核心觀念，而這些特點(diǎn)正好與高三系統(tǒng)復(fù)習(xí)的要求相匹配。下面舉例說明。

一、以“電子和電性作用”為話題設(shè)計(jì)習(xí)題鏈化學(xué)中，無論是物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)還是反應(yīng)，都與“電子和電性作用”息息相關(guān)，因此，圍繞“電子和電性作用”這一話題設(shè)計(jì)習(xí)題鏈，既可促進(jìn)有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用，又可喚起學(xué)生對(duì)這一學(xué)科核心問題的關(guān)注與思考。有關(guān)習(xí)題鏈可設(shè)計(jì)如下：

（1）元素周期律的實(shí)質(zhì)是什么？化學(xué)鍵和分子間作用力的本質(zhì)是什么？碳原子為何往往形成共價(jià)鍵而非離子鍵？

（2）結(jié)合化學(xué)鍵和物質(zhì)結(jié)構(gòu)等解釋下列事實(shí)：①堿金屬熔點(diǎn)從上到下遞減;②鹵化氫從HF到HI熱穩(wěn)定性遞減、還原性遞增;③同主族元素N比P非金屬性強(qiáng)，但對(duì)應(yīng)單質(zhì)N2卻比P.穩(wěn)定得多;④金屬晶體中，為何高熔點(diǎn)高硬度的往往是過渡金屬;

（3）CO2和SO2兩者立體結(jié)構(gòu)相似嗎？?jī)烧呤欠裼袠O性？并依據(jù)“等電子體原理”預(yù)測(cè)N2O分子立體結(jié)構(gòu);

（4）從電性作用角度預(yù)測(cè)NH、Cu2、Fe+、Sn四種離子水解能力的大小并查證，再從電性作用角度推測(cè)MgN2、SOCl2等的水解反應(yīng)方程式;

（5）為何與Cu2+、Ag等反應(yīng)時(shí)，NH，的配位能力比H20強(qiáng)？為何與NH，結(jié)構(gòu)相似的NF，卻難作配體？

（6）解釋氟元素的諸多特殊性：無正化合價(jià)、HF有分子間氫鍵、氟氣與水反應(yīng)放出氧氣等;

（7）標(biāo)出CH4、SiH、XeF2中各元素的化合價(jià);為何SiH，有強(qiáng)還原性？為何XeF，有強(qiáng)氧化性？預(yù)測(cè)XeF，與水反應(yīng)的化學(xué)方程式（有氙單質(zhì)生成）;

（8）解釋HClO、HClO2、HClO，、HClO2的酸性強(qiáng)弱順序;解釋為何氯乙酸酸性比乙酸強(qiáng)？

（9）電化學(xué)中，各物質(zhì)在電極上反應(yīng)先后順序的主要依據(jù)是什么？舉例說明;

（10）適量銅與足量硝酸完全反應(yīng)，生成氣體有NO、NO2和N，04，該混合氣體與標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72L氧氣混合后通人水中恰好都全部轉(zhuǎn)化為硝酸，則銅的質(zhì)量是多少？

……

二、以“水”為話題設(shè)計(jì)習(xí)題鏈

顯然，“水”對(duì)化學(xué)學(xué)科意義重大，它是孕育生命的關(guān)鍵，是最常見的分散劑和化工原料，與眾多化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)過程聯(lián)系密切。下面系列習(xí)題鏈以“水”為話題和主線、以物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、應(yīng)用等化學(xué)視角為暗線，整合了分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、常見無機(jī)和有機(jī)反應(yīng)、溶液中的離子平衡、反應(yīng)原理、水資源的凈化及開發(fā)利用等諸多重要知識(shí)，設(shè)問前呼后應(yīng)、靈活開放，意在將學(xué)生引人一個(gè)豐富多彩、化學(xué)味十足的水世界，并在潛移默化中提升學(xué)生對(duì)核心知識(shí)的理解和核心素養(yǎng)的達(dá)成。習(xí)題如下：

（1）水分子電子式為_______;所含化學(xué)鍵類型為_______;分子中氧原子軌道雜化方式為_______;分子立體結(jié)構(gòu)為_______;分子有無極性_______

（2）常見哪些類型的物質(zhì)易溶于水，為什么？舉例說明;

（3）水的哪些特性與其分子間氫鍵有關(guān)？舉例說明;

（4）請(qǐng)按物質(zhì)類別梳理可與水反應(yīng)的無機(jī)物和有機(jī)物，并指出這些反應(yīng)的類型或原理;

（5）為何Al2S，、SiCl，、PCI，等物質(zhì)的制備，以及鋰電池所用的電解質(zhì)體系等均需無水環(huán)境？用相關(guān)反應(yīng)解釋;

（6）化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用干燥劑有哪些類型，各自適用范圍是什么？舉例說明;

（7）某溫度下水的Kw=1.0x10-‘，若該溫度下某溶液pH=7，則其酸堿性如何？

（8）NaH2PO，是常見的緩沖劑，簡(jiǎn)述如何配制500mL0.1 mol/L的NaH，PO，溶液（以NaH，PO，.2H2O為原料）？該水溶液中有哪些微粒？這些微粒是如何產(chǎn)生的？它們之間有哪些定量關(guān)系？為何NaH2PO2有酸堿緩沖能力？

（9）為何電解質(zhì)在水溶液中的反應(yīng)通常速率較快（與一般的氣相、固相或有機(jī)相反應(yīng)比）？為何金屬制品在潮濕環(huán)境下更易腐蝕？

（10）利用水分解制氫氣是目前解決能源問題的理想方法之一，該分解反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行嗎？實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)（要有較滿意的轉(zhuǎn)化率和速率）有哪些途徑？若要電解水制氫，為增強(qiáng)導(dǎo)電性，可向純水中加入哪些強(qiáng)電解質(zhì)？

（11）請(qǐng)分析由海水制備Br，和Mg的原理和反應(yīng)，并查閱有關(guān)資料;

（12）當(dāng)硬水中的鈣鎂以碳酸氫鹽形式（即Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2）存在時(shí)，稱暫時(shí)性硬水，這種水中的鈣鎂離子可在煮沸時(shí)除去，從而使硬水軟化。請(qǐng)分析暫時(shí)性硬水軟化的反應(yīng)原理;

（13）水體中的Pb2+、Hg2+等重金屬污染可用FeS通過沉淀轉(zhuǎn)化消除，寫出該轉(zhuǎn)化的離子方程式，該類轉(zhuǎn)化發(fā)生的一般規(guī)律是什么？電解法也可除去污水中的鉛汞離子污染，其原理是什么？你還知道哪些化學(xué)凈水的方法？

……

三、其他話題式習(xí)題設(shè)計(jì)舉例

基于“話題”的習(xí)題設(shè)計(jì)不一定都要設(shè)計(jì)成上面那種較長(zhǎng)的習(xí)題鏈，即使是簡(jiǎn)短的選擇題也可圍繞某一話題設(shè)計(jì)。當(dāng)然，無論設(shè)計(jì)成何種題型，有一點(diǎn)很關(guān)鍵：即所選話題一定要有重要價(jià)值和意義，最好該話題能在學(xué)科中舉足輕重。比如，還可以“能量”為話題設(shè)計(jì)習(xí)題，因?yàn)椤澳芰俊笔钦麄€(gè)自然科學(xué)的基本概念之一，在化學(xué)中亦具有重要地位，它與微觀的化學(xué)鍵和結(jié)構(gòu)變化、宏觀物質(zhì)的穩(wěn)定性、反應(yīng)熱及其應(yīng)用、反應(yīng)的自發(fā)性與平衡移動(dòng)、電化學(xué)、化石能源開發(fā)利用及各種分離提純操作（工業(yè)上蒸餾等分離提純能耗很大）都息息相關(guān)。圍繞“能量”話題可設(shè)計(jì)如下選擇題：

例1 “能量”是自然科學(xué)的核心概念之一，下列與能量有關(guān)的敘述錯(cuò)誤的是（）。

A.化學(xué)鍵（或原子）重組是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的微觀原因

B.放熱反應(yīng)的能量來源主要是物質(zhì)中電子的能量變化

C.放熱反應(yīng)速率快且自發(fā)，吸熱反應(yīng)速率慢且難自發(fā)，催化劑可降低反應(yīng)活化能從而加快速率

D.雖然有“能量守恒定律”，但因能量使用過程會(huì)改變能量的種類和品位，故“能源危機(jī)”仍然存在

又如，以“原子”為話題也可設(shè)計(jì)如下思考性很強(qiáng)的小題：

例2 “原子論”是近代化學(xué)的基石，下列有關(guān)原子的說法錯(cuò)誤的是（）。

A.目前元素周期表中大約有110多種原子

B.化學(xué)反應(yīng)、分子設(shè)計(jì)等實(shí)質(zhì)是原子重組

C.單個(gè)的自由氧原子比氧分子更活潑

D.無論地球、月亮、生命還是非生命均由同樣的原子構(gòu)成

基于學(xué)科重大話題的習(xí)題設(shè)計(jì)，可激發(fā)學(xué)生從不同角度和層次思考同一話題，使學(xué)生通過發(fā)散思維積極調(diào)動(dòng)學(xué)科各層次各模塊知識(shí)以解決有關(guān)問題，有利于學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通和系統(tǒng)建構(gòu)，也有利于思維能力和學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。當(dāng)然，習(xí)題設(shè)計(jì)與練習(xí)只是化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)輔助環(huán)節(jié)，即便是高三復(fù)習(xí)，習(xí)題的設(shè)計(jì)與使用仍要適時(shí)、適度，教師絕不能以大量習(xí)題訓(xùn)練來替代學(xué)生對(duì)知識(shí)本身的深度理解，更不能以習(xí)題操練來替代紙筆測(cè)試難以檢測(cè)的核心素養(yǎng)的落實(shí)。