捕捉不同類型高考化學(xué)試題的關(guān)鍵信息,提升解題效率

周學(xué)興 熊 娟 貴元香

(1.湖南省常德市第一中學(xué) 2.湖南省長沙市第一中學(xué))

《中國高考評價體系》指出:高考從社會發(fā)展變化對人才的新要求出發(fā),加大了對學(xué)生在信息時代應(yīng)具有的閱讀能力、獲取信息能力和思辨能力的考查.高考化學(xué)試題中的信息有許多種,有最直白的“已知”信息、圖像圖表信息、流程圖信息,還有最巧妙的牽線搭橋信息.牽線搭橋信息為解題起到了引導(dǎo)作用,是解決其他問題的重要信息或思路來源.本文根據(jù)題型的不同,闡述牽線搭橋信息這種“關(guān)鍵信息”的妙用.

1 選擇題中的牽線搭橋信息

例1(2022年湖南卷)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進(jìn)H＋和e－的轉(zhuǎn)移(如a、b和c),能將海洋中的NO2－轉(zhuǎn)化為N2進(jìn)入大氣層,反應(yīng)過程如圖1所示.下列說法正確的是( ).

圖1

A.過程Ⅰ中NO2－發(fā)生氧化反應(yīng)

B.a和b中轉(zhuǎn)移的e－數(shù)目相等

C.過程Ⅱ中參與反應(yīng)的n(NO)∶n(NH4＋)＝1∶4

D.過程Ⅰ→Ⅲ的總反應(yīng)為

分析過程Ⅰ中NO2－→NO,N 元素化合價降低,被還原,選項(xiàng)A 錯誤.設(shè)產(chǎn)生1molN2,則步驟Ⅲ為步驟Ⅰ、Ⅱ提供4 molH＋、4mole－,其中電子分配給步驟Ⅰ和步驟Ⅱ,設(shè)xmolNO2－參與反應(yīng),則步驟Ⅰ從酶1獲得xmole－,產(chǎn)生xmolNO,進(jìn)入步驟Ⅱ轉(zhuǎn)化為N2H4,得4xmole－,根據(jù)氮原子守恒,可知NH4＋的物質(zhì)的量為(2－x)mol,失去電子(2－x)mol,從酶2中獲得(4－x)mole－,根據(jù)電子得失守恒有4x＝2－x＋4－x,則x＝1,故NO 和NH4＋的物質(zhì)的量之比為1∶1,選項(xiàng)B、C錯誤.答案為D.

點(diǎn)評本題難度相對較大.其中選項(xiàng)B的設(shè)置,為選項(xiàng)C的理解作了鋪墊,即選項(xiàng)B是選項(xiàng)C 的牽線搭橋信息.通過對選項(xiàng)B 的分析,能夠讓考生有機(jī)會捕捉到,c過程的“4e－”分別提供給a和b2個過程.可以說選項(xiàng)B是完成選項(xiàng)C分析的“保險”.

小結(jié)選擇題中選項(xiàng)間存在關(guān)系,通常是陌生度較高試題的一種“解題暗示”,考生要抓住這一信息,提高解題效率.

例2(2022 年湖南卷)向體積均為1 L的2個恒容容器中分別充入2 molX 和1 mol Y 發(fā)生反應(yīng):2X(g)＋Y(g)?Z(g) ΔH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,2個反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時間的變化曲線如圖2所示.下列說法正確的是( ).

圖2

A.ΔH＞0

B.氣體的總物質(zhì)的量:na＜nc

C.a點(diǎn)平衡常數(shù):K＞12

D.反應(yīng)速率:va正＜vb正

分析絕熱即溫度可變,該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w物質(zhì)的量減小的方向,甲曲線出現(xiàn)了壓強(qiáng)增大的情況,說明ΔH＜0,選項(xiàng)A 錯誤.a點(diǎn)和c點(diǎn)的壓強(qiáng)相等,而a點(diǎn)的溫度高于c點(diǎn)的溫度,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT,有na＜nc,選項(xiàng)B 正確.假定a點(diǎn)的氣體總物質(zhì)的量為原來的0.5 倍,即1.5mol.設(shè)消耗Y 的物質(zhì)的量為xmol,列三段式:

a點(diǎn)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼臅r,即物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉淼?則有2－2x＋1－x＋x＝1.5,即x＝0.75.則K＝12,但此時由于溫度高些,所需的總物質(zhì)的量實(shí)際小于1.5mol,故K＞12,選項(xiàng)C 正確.根據(jù)圖像可知,甲容器達(dá)到平衡的時間短,溫度高,反應(yīng)的物質(zhì)的量少,達(dá)到平衡時的速率相對乙容器的快,所以Va正＞Vb正,選項(xiàng)D 錯誤.答案為B、C.

點(diǎn)評甲曲線是絕熱環(huán)境的數(shù)據(jù)呈現(xiàn),是解題的關(guān)鍵一步.即壓強(qiáng)的變化是物質(zhì)的量和溫度共同影響的結(jié)果.

易錯警示易錯認(rèn)為a點(diǎn)的溫度升高,平衡逆向移動,即認(rèn)為K＜12,錯因是忽略了溫度升高造成了壓強(qiáng)的變化.

小結(jié)通過分析上述2道例題發(fā)現(xiàn),設(shè)置“牽線搭橋信息”的選擇題通常具有信息陌生度較高,起點(diǎn)高、落點(diǎn)低的特點(diǎn).

變式(2019年全國Ⅰ卷)固體界面上強(qiáng)酸的吸附和離解是多相化學(xué)在環(huán)境、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域研究的重要課題.圖3為少量HCl氣體分子在253K冰表面吸附和溶解過程的示意圖.

圖3

下列敘述錯誤的是( ).

A.冰表面第一層中,HCl以分子形式存在

B.冰表面第二層中,H＋濃度為5×10－3mol·L－1(設(shè)冰的密度為0.9g·cm－3)

C.冰表面第三層中,冰的氫鍵網(wǎng)格結(jié)構(gòu)保持不變

D.冰表面各層之間,均存在可逆反應(yīng)

分析由圖可知,冰表面第一層為氯化氫的吸附,氯化氫均以分子形式存在,選項(xiàng)A 正確.由題給數(shù)據(jù)可知,冰表面第二層中氯離子和水的個數(shù)比為10－4∶1,可設(shè)氯離子為10－4mol,則水的物質(zhì)的量為1mol,與水的質(zhì)量相比,可忽略其中溶解的氯化氫的質(zhì)量,則所得溶液的質(zhì)量為18g,溶液的體積為溶液中氫離子的濃度等于氯離子的濃度,為,選項(xiàng)B 正確.由圖可知,第三層是冰,與氯化氫的吸附和溶解無關(guān),冰的氫鍵網(wǎng)格結(jié)構(gòu)保持不變,選項(xiàng)C 正確.由圖可知,氯化氫在第一層只以分子形式存在,在第二層中氯化氫電離為離子;第三層是冰,與氯化氫的吸附和溶解無關(guān),即在各層中均不存在電離平衡HCl?H＋＋Cl－,選項(xiàng)D 錯誤.答案為D.

點(diǎn)評本題圖像陌生度“極高”,而選項(xiàng)A 的設(shè)置引導(dǎo)考生關(guān)注HCl在不同層中的存在形式,為解決后續(xù)選項(xiàng),尤其選項(xiàng)D 提供了思考方向.

通過上述3個小題的分析,“牽線搭橋信息”這根“藤”是解題的線,通過它順藤摸瓜,可提高解題效率,也為部分考生獲得高分奠定了思維基礎(chǔ).

2 非選擇題中的牽線搭橋信息

高考化學(xué)題的非選擇題主要是填空題,某些“空”的設(shè)置,可能暗藏“牽線搭橋信息”.

例3(2019年全國Ⅰ卷,節(jié)選)Shoichi研究了467 ℃、489℃時水煤氣變換中CO 和H2分壓隨時間變化關(guān)系,如圖4所示,催化劑為氧化鐵,實(shí)驗(yàn)初始時體系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等.

圖4

計算曲線a的反應(yīng)在30～90min內(nèi)的平均速率(a)＝_________kPa·min－1.467 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是_________、_________.489 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是_________、_________.

分析由圖可知,30～90min內(nèi)a曲線對應(yīng)物質(zhì)的分壓變化量Δp＝(4.08－3.80)kPa＝0.28kPa,故平均速率由于H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0.25～0.5,CO 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)介于0～0.25,即H2的分壓始終高于CO 的分壓,據(jù)此可將圖4分成兩部分,如圖5所示.

圖5

由圖可知,a、b表示的是H2的分壓,c、d表示的是CO 的分壓,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,平衡逆向移動,CO 分壓增加,H2分壓降低,故467 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是b、c;489 ℃時pH2和pCO隨時間變化關(guān)系的曲線分別是a、d.

點(diǎn)評第一空的設(shè)置,既體現(xiàn)了基礎(chǔ)性,又體現(xiàn)了牽線搭橋作用.通過第一空的計算,讓考生能夠關(guān)注到30～90min內(nèi)壓強(qiáng)變化是解決后續(xù)設(shè)問的重要“線索”.

例4(2017年全國Ⅰ卷,節(jié)選)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽,利用如圖6所示裝置處理銨鹽,然后通過滴定測量.已知:

圖6

(4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑.銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉k3,d中保留少量水.打開k1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e.

①d中保留少量水的目的是_________.

②e中主要反應(yīng)的離子方程式為________.e 采用中空雙層玻璃瓶的作用是_________.

分析①保留少量水的目的是液封,防止氨氣逸出;②e中主要反應(yīng)是銨鹽與堿加熱產(chǎn)生NH3,離子方程式為,采用中空雙層玻璃瓶可以起到保溫作用,有利于氨氣全部逸出.

點(diǎn)評根據(jù)題干信息,該步驟是將銨鹽轉(zhuǎn)化為NH3,并利用水蒸氣將NH3蒸出進(jìn)入g 裝置吸收.根據(jù)這一目的,命題者設(shè)置了3個空.第1空液封,可防止氨氣逸出,符合目的.第2空,用化學(xué)符號表征反應(yīng)本質(zhì),第3空的設(shè)置與第2空息息相關(guān),雙層玻璃管恰是保障了“加熱”環(huán)境的持續(xù).3個空共同回答了如何減少NH3的損失這個核心問題.

小結(jié)姑且將含“( )”的序號稱為大問,將“①②③”等稱為小問.命題者為了將試題文字進(jìn)行精簡,可能將實(shí)驗(yàn)綜合題的步驟通過一道道“大問”的形式呈現(xiàn).若是一道“大問”中含有多個小問、多個空或者一道“小問”含有多個空時,空與空之間,小問與小問之間均存在“牽線搭橋信息”.一般是層層遞進(jìn),巧用前面的“藤”便可摸到后面的“瓜”.

3 啟示

在高三化學(xué)復(fù)習(xí)階段,要多一點(diǎn)對設(shè)問與設(shè)問間、設(shè)問與題干目的間信息內(nèi)涵的拆解,培養(yǎng)自己以“命題者”的視角看題,能夠?qū)υO(shè)問的意圖和“牽線搭橋信息”進(jìn)行深度學(xué)習(xí).例如例4,若是去掉第2空的考查,那么就要求學(xué)生能厘清裝置中化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),方可分析出中空雙層玻璃管的作用。

(完)