基于真實情境下的創(chuàng)新試題命制
——第二屆命題征集活動優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新試題選登

山東 劉 剛 黑龍江 孫秀民 河北 王曉寧 陜西 魚春萌

圖1

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A.正反應為吸熱反應

B.a、b、c三點，b點v(逆)最大

D.b點時向密閉容器內(nèi)再充入0.5 mol H2，反應速率增大，達到平衡時Kp增大

【參考答案】B

【命題意圖】本題以化學平衡圖像為試題情境，對化學平衡的移動的判斷、圖像的分析、平衡常數(shù)的計算與應用等知識進行考查，培養(yǎng)學生平衡思想和科學探究意識。

【解題思路】從圖像看，轉(zhuǎn)化率80%的曲線先達到平衡，反應速率較快，所以溫度較高，為520 K，即升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，所以正反應為放熱反應，A項錯誤；a、b、c三點，b點轉(zhuǎn)化率最大，產(chǎn)物濃度最大，且溫度為520 K，所以b點v(逆)最大，B項正確；520 K時，若容器內(nèi)起始壓強為p0，根據(jù)轉(zhuǎn)化率為80%可得：

起始量 1 2

轉(zhuǎn)化量 0.8 1.6 0.8

平衡量 0.2 0.4 0.8

【創(chuàng)新點分析】1.題干材料設(shè)置和題型選擇，以水煤氣合成甲醇的反應為試題情境，選材符合“碳中和”綠色化學思想，以傳統(tǒng)的化學平衡知識為考查載體，借用圖像對平衡移動的判斷、分壓平衡常數(shù)的判斷進行考查。

2.創(chuàng)新/設(shè)問考查角度，創(chuàng)新設(shè)問體現(xiàn)在選項B、C上，選項B是問v(逆)的大小判斷，需要綜合考慮溫度、濃度等條件影響。選項C看似需要復雜的計算，實際考生通過觀察可快速進行判斷，考查學生審題、提取信息、分析信息、快速判斷的能力，增強答題的技術(shù)性，這也是新高考所要求考生具備的綜合素養(yǎng)之一。

3.考查維度，從近幾年高考試題來看，利用圖像為載體對化學反應速率和化學平衡相關(guān)知識進行考查的題目屬于必考題型，并且處于幾個選擇題中的壓軸題之一，該題型主要培養(yǎng)學生變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識等化學學科素養(yǎng)，所以命題者在設(shè)計設(shè)問角度時需兼顧傳統(tǒng)知識考點并創(chuàng)新思維考點。

【點評】試題的圖像分析思路好，考查知識點多樣，信息給予全面。

2.R、Y、G、X為原子半徑依次增大的四種短周期元素，Y與G同周期，X與Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊為由這四種元素構(gòu)成的化合物，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖2所示。下列說法中正確的是

圖2

( )

A.Y與其他三種元素均能形成至少兩種二元化合物

B.G的最高價氧化物的水化物的酸性比X強

C.將丁滴入乙中會發(fā)生放熱反應

D.①與②、③與④的反應類型相同

【參考答案】A

【命題意圖】本題是元素及物質(zhì)結(jié)構(gòu)推斷題，主要考查學生的讀圖、識圖、辨圖和析圖能力，考查學生理解與辨析能力、分析與推測能力?？疾閷W生的宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理和模型認知、變化觀念與平衡思想的化學學科核心素養(yǎng)。

【解題思路】根據(jù)題意可推出R為H元素，Y為O元素，G為C元素，X為S元素。氧原子與氫原子可形成H2O和H2O2、氧原子與碳原子可形成CO和CO2、氧原子與硫原子可形成SO2和SO3，選項A正確；根據(jù)非金屬性C

【創(chuàng)新點分析】本題以元素推斷和物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系為情境素材設(shè)計成反應機理圖，題目呈現(xiàn)方式新穎。在設(shè)問上，既有元素化合物的組成、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的考查，又有反應的熱效應及根據(jù)反應機理推測化學反應類型的考查，知識點覆蓋面較廣、信息量大，符合新高考的命題趨勢。

【點評】本題以反應機理圖為試題情境呈現(xiàn)形式，考查元素推斷和物質(zhì)性質(zhì)等知識，將元素周期表和元素周期律及有機結(jié)構(gòu)式聯(lián)合起來，素材呈現(xiàn)較新，情境新穎，選項創(chuàng)新性較高。

3.航天員通過化學反應讓奧運五環(huán)在中國空間站上飄浮。如圖3所示，1號環(huán)中加入溴百里酚藍(一種酸堿指示劑，遇堿性物質(zhì)變藍)呈現(xiàn)出鮮亮的藍色；2號環(huán)中加入淀粉和乙酸溶液后生成了碘單質(zhì)，變成了深如黑色的深藍色。3號環(huán)中加入甲基橙呈現(xiàn)出橙色，4號環(huán)中加入甲基橙后呈現(xiàn)鮮亮的黃色，5號環(huán)中加入甲基橙和溴百里酚后呈現(xiàn)綠色。

圖3

下列敘述錯誤的是

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C.用標準氫氧化鈉溶液滴定3號環(huán)中乙酸溶液，選擇甲基橙作指示劑，測得的乙酸濃度會偏低

D.若3號環(huán)與5號環(huán)中的溶液以溶質(zhì)物質(zhì)的量之比2∶1 混合反應，反應后溶液中離子濃度大小排序：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)(不考慮生成氣體的溶解)

【參考答案】B

【命題意圖】本題選擇天宮課堂太空奧運五環(huán)中的化學反應為試題背景，進行了試題情境素材上的創(chuàng)新；從水溶液中離子之間的相互作用定性考查水解平衡和離子方程式的書寫，定量考查酸堿滴定反應指示劑選擇和離子濃度大小的比較，體現(xiàn)對宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想的學科核心素養(yǎng)的考查。

【創(chuàng)新點分析】題干材料設(shè)置為中國空間站奧運五環(huán)中的化學反應，創(chuàng)新命題素材，考查學生在新情境中解決問題的能力。設(shè)問考查角度集合水解平衡、氧化還原反應、酸堿中和滴定和離子濃度大小排序等，實現(xiàn)基本理論在水溶液中離子平衡的綜合應用以及定性和定量相結(jié)合的考查。

【點評】試題素材新穎，設(shè)問綜合性強，同時對激發(fā)學生家國情懷、增強民族自豪感有重要意義。

4.電化學合成是合成領(lǐng)域的有效手段之一。制備碘仿(CHI3)的一種方式就是通過電化學方法合成，實驗步驟如下：

Ⅰ.將一個150 mL燒杯作為電解槽，用2個石墨棒分別作為陰陽電極，并接到直流電源(如圖4)。在燒杯中加入100 mL蒸餾水和6 g碘化鉀，固體溶解后加入1 mL丙酮(CH3COCH3)。將燒杯放在電磁攪拌器上慢慢攪拌，接通電源，燒杯中立即有棕黃色物質(zhì)析出，電解一段時間，切斷電源，停止反應。

圖4

Ⅱ.將電解液過濾，用水將電極和燒杯壁上黏附的碘仿沖洗到漏斗中，過濾，水洗，干燥。

Ⅲ.將Ⅱ中獲得的固體用適量的乙醇在加熱攪拌回流的條件下溶解，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾，干燥并稱量，固體質(zhì)量為1.2 g。

已知：a.電解槽中發(fā)生的反應：

b.純碘仿為黃色晶體，幾乎不溶于水，能溶于醇、三氯甲烷等有機溶劑。

回答下列問題：

(1)步驟Ⅰ中使用電磁攪拌器對溶液攪拌(圖4)，也可用圖5的儀器替代，其名稱為________。

圖5

(2)電解實驗中，制備1 mol碘仿實際消耗的電量________理論消耗的電量(填“>”“<”或“=”)，主要原因是____________________________________________。

(3)請補充完整下列離子反應：

(4)步驟Ⅲ的分離提純方法為________。該步驟中乙醇的用量是使碘仿恰好溶解，待固體完全溶解后，再加入1 mL 乙醇，則加入1 mL乙醇的作用是____________________________________________。

(5)請設(shè)計實驗方案證明碘仿中含有碘元素：____________________________________________。

(6)本實驗的電源為電流為2 A的直流穩(wěn)壓電源，電解時長為30 min，求反應結(jié)束后碘仿的產(chǎn)率________%。(保留一位有效數(shù)字)(1 mol電子的電量為9.6×104庫侖，CHI3的摩爾質(zhì)量為394 g/mol)

【參考答案】

(1)環(huán)形玻璃攪拌棒或玻璃攪拌器

(2)>；電解反應中存在副反應，會消耗部分IO-，所以實際消耗的電量多。

(4)重結(jié)晶；防止趁熱過濾過程中，碘仿析出，使產(chǎn)率降低。

(5)取少量碘仿固體，加入氫氧化鈉溶液并加熱，充分反應后加入過量的硝酸，再加入硝酸銀溶液，若產(chǎn)生黃色沉淀，說明含有碘元素。

(6)48.7

【命題意圖】本試題為有機合成實驗，但是方法為高中罕見的電化學合成方法。在合成碘仿的過程中，即涉及了電極反應又包含溶液中的反應，合成方法和反應過程易懂，并且實驗步驟、操作過程和結(jié)果分析適合對高中生學科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的考查。

【解題思路】

(1)考查學生對常規(guī)儀器的認識和了解。環(huán)形玻璃攪拌棒常見于中和熱測定實驗。

(2)理論電路上的電子與碘仿的關(guān)系：2I2～6e-～3IO-～CHI3，但是溶液中存在副反應，會使部分IO-沒有生成CHI3，即電路中電子轉(zhuǎn)化為碘仿的轉(zhuǎn)化率小于100%，因此實際消耗的電量多。

(3)根據(jù)元素守恒，在IO-前配3，再根據(jù)電荷守恒可寫出2OH-。

(4)考查重結(jié)晶的定義。提純碘仿實際過程就是得到熱的飽和溶液，再趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì)，最后冷卻結(jié)晶，本設(shè)問考查得到熱的飽和溶液額外多加少量乙醇的作用。其作用是因為在趁熱過濾時，溫度會略降低，若是飽和溶液溫度降低會有碘仿析出，額外加入少量乙醇可以使溶液接近飽和，從而防止趁熱過濾時溫度降低產(chǎn)物析出。

(5)考查鹵代烴中鹵素原子的檢驗方法。利用鹵代烴的取代反應，再結(jié)合鹵化銀的顏色即可檢驗。

【創(chuàng)新點分析】題干材料的創(chuàng)新點是高中少見的電化學合成有機物為背景材料。設(shè)問考查角度的創(chuàng)新點是將電路中的電量與產(chǎn)物的產(chǎn)率相關(guān)聯(lián)?？疾榫S度的創(chuàng)新點是自主設(shè)計方案檢驗物質(zhì)中的元素。

【點評】本題以電化學合成有機物為試題情境素材，考查實驗裝置推斷、物質(zhì)性質(zhì)和檢驗等知識，情境新穎，選項創(chuàng)新性較高。