靜心讀題 領(lǐng)會運用
——高考理綜化學(xué)“新情境”試題解答方略

河北 顏建河

靜心讀題 領(lǐng)會運用
——高考理綜化學(xué)“新情境”試題解答方略

河北 顏建河

新課標(biāo)高考考試說明中明確提出了全面檢測學(xué)生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)，高考命題以能力立意為主?；诖耍浴靶虑榫场睘楸尘懊频母呖蓟瘜W(xué)試題應(yīng)運而生，成為歷年高考的“熱點”和“必考”題目。這類試題往往具有背景新、閱讀量大、干擾因素多、知識跨度大等特點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）題干中常涉及新元素、新材料、新概念、新方法。

（2）信息的載體可以是文字、圖表、數(shù)據(jù)、化學(xué)用語、圖形、流程圖等。

立足基礎(chǔ)，著眼課本，揭示新信息的本質(zhì)和內(nèi)涵，才能做到迅速、全面、正確地創(chuàng)設(shè)應(yīng)答條件。為此，解答這類題目時，學(xué)生需要靜心讀題，快捷接受（吸收）題給信息，并與已有知識板塊整合，有效實現(xiàn)新與舊的“嫁接”和聯(lián)系，形成解決新情境下化學(xué)處理問題的綜合能力?；瘜W(xué)“新情境”試題解答的一般流程如下：

本文在明確“新情境”試題特點的基礎(chǔ)上，從三個方向闡述這類問題的解答切入方略，讓學(xué)生做到“以不變應(yīng)萬變”，實現(xiàn)在高考中取得最好成績。

一、題干材料源于社會熱點

解答方略：依據(jù)反應(yīng)原理和實驗操作現(xiàn)象為切入口

這類試題的題干材料源于現(xiàn)實中的社會熱點，所涉及的問題都與自然科學(xué)基礎(chǔ)知識聯(lián)系在一起。解答題目時，要嘗試從反應(yīng)原理（條件影響等）和實驗操作現(xiàn)象方面尋找切入口。即將不同的實驗方案進行重組、整合、改進、設(shè)計新的實驗方案，并通過觀察實驗現(xiàn)象、處理實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果，學(xué)會類推，進而實現(xiàn)知識和方法的遷移。

【例1】（2013·天津）某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2．5（直徑小于等于2．5μm的懸浮顆粒物），其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2．5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題：

（1）將PM2．5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣所含水溶性無機離子的化學(xué)組分及其平均濃度如下表：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷PM2．5的酸堿性為________，試樣的pH＝________。

（2）為減少SO2的排放，常采取的措施有：

①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。

寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________ _______________。

②洗滌含SO2的煙氣。以下物質(zhì)可作洗滌劑的是____ _____________________。

a．Ca（OH）2b．Na2CO3c．CaCl2d．NaHSO3

（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化：

①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為N2（g）＋O2（g）2NO（g） ΔH＞0

若1mol空氣含0．8mol N2和0．2mol O2，1 300℃時在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為8×10－4mol。計算該溫度下的平衡常數(shù)K＝_________。汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是___________ _______________。

②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：

已知該反應(yīng)的ΔH＞0，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)：____________________________________________。

③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學(xué)反應(yīng)方程式為___________________。

【分析與解答】本題是一道與現(xiàn)實生活、環(huán)境聯(lián)系緊密的綜合題，難度不大。試題中給出了城市首要污染物為可吸入顆粒物PM2．5（直徑小于等于2．5μm的懸浮顆粒物），其主要來源為燃煤、機動車尾氣等，對PM2．5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。為此，靜心讀題，抓住題給信息（PM2．5來源）及所學(xué)相關(guān)知識（試題中所涉及的反應(yīng)原理），再結(jié)合題給問題是解答題目的關(guān)鍵和切入口。其具體解答過程如下：

（1）觀察表格數(shù)據(jù)，不難發(fā)現(xiàn)NH4＋水解顯酸性，PM2．5的酸堿性為酸性；試樣的pH可根據(jù)溶液中電荷守恒進行計算，即H＋離子濃度為10－4mol／L，pH＝4。（2）依據(jù)題給熱化學(xué)方程式，將其合并可得出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝＋131．3kJ／mol；洗滌含SO2的煙氣，根據(jù)酸性氧化物的性質(zhì)，不難得出正確選項為AB。（3）計算平衡常數(shù)時，先計算物質(zhì)的平衡量：N2為（0．8－4×10－4）mol，O2為（0．2－4× 10－4）mol，NO為8×10－4mol，代入平衡常數(shù)表達(dá)式即可，得出K＝4×10－6；汽缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移；從題給信息分析，2CO（g）===2C（s）＋O2（g），該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，根據(jù)ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＞0，從而判斷出該反應(yīng)不能實現(xiàn)；汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化反應(yīng)的化學(xué)方程式：

【答案】（1）酸性 pH＝4 （2）①C（s）＋H2O（g）=== H2（g）＋CO（g） ΔH＝＋131．3kJ／mol ②AB （3）①4× 10－6，溫度越高，反應(yīng)速率越大 ②不能實現(xiàn)，因為該反應(yīng)的ΔH＞0，ΔS＜0，所以ΔG＞0 ③2CO＋2NO2CO2＋N2

【關(guān)鍵點】①PM2．5的含義；②溶液中電荷守恒；③蓋斯定律（加合性）；④平衡常數(shù)；⑤焓、熵概念；⑥質(zhì)量守恒定律。

【練習(xí)】（2015·廣東）七鋁十二鈣（12CaO·7Al2O3）是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：

（1）煅粉主要含MgO和________，用適量的NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，若溶液Ⅰ中c（Mg2＋）小于5×10－6mol／L，則溶液pH大于________［Mg（OH）2的Ksp＝5×10－12］；該工藝中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，原因是______________________________________。

（2）濾液Ⅰ中的陰離子有________（忽略雜質(zhì)成分的影響）；若濾液Ⅰ中僅通入CO2，會生成_________，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。

（3）用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。

（4）電解制備Al（OH）3時，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為_______________________________。

【答案】（1）CaO 11 加入（NH4）2SO4會生成CaSO4微溶物，在過濾時會被除去，造成生成的CaCO3減少（2）H2O （4）（5）

【關(guān)鍵點】①煅粉成分；②溶度積概念；③產(chǎn)率；④電解原理；⑤放電（原電池），充電（電解池）；⑥充放電時和兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化。

二、題干材料源于知識交叉

解答方略：依據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng)條件為切入口

這類試題的題干材料源于學(xué)科之間的相互交叉滲透，運用教材中相關(guān)的知識交叉點命題，能更好地建立完整的知識體系網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。解決這類綜合題的關(guān)鍵就是要從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng)條件為切入口，聯(lián)系與問題相關(guān)的各學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理等）的知識點和研究方法，探索相關(guān)學(xué)科知識的橫向聯(lián)系，追尋解決學(xué)科問題的知識交叉切入點，架設(shè)解決多學(xué)科知識的橋梁，最終運用多學(xué)科的知識去分析和解決問題。

【例2】（2015·新課標(biāo)Ⅱ）酸性鋅錳干電池是一種一次電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是有碳粉、二氧化錳、氯化鋅和氯化銨等組成的填充物，該電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH，回收處理該廢電池可以得到多種化工原料，有關(guān)數(shù)據(jù)下圖所示：

溶解度（g／100g水）

溫度℃化合物0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 N H4C l 2 9．3 3 7．2 4 5．8 5 5．3 6 5．6 7 7．3 Z n C l23 4 3 3 9 5 4 5 2 4 8 8 5 4 1 6 1 4化合物Z n（O H）2F e（O H）2F e（O H）3 Ksp近似值1 0－171 0－171 0－3 9

回答下列問題：

（1）該電池的正極反應(yīng)式為______________________，電池反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

（2）維持電流強度為0．5A，電池工作5min，理論消耗Zn________g。（已知F＝96 500C／mol）

（3）廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有氯化鋅和氯化銨，兩者可以通過________分離回收，濾渣的主要成分是二氧化錳、_______和________，欲從中得到較純的二氧化錳，最簡便的方法是_____________，其原理是________________________________。

（4）用廢電池的鋅皮制作七水合硫酸鋅，需去除少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加入稀硫酸和雙氧水，溶解，鐵變?yōu)開_______，加堿調(diào)節(jié)pH為________，鐵剛好完全沉淀（離子濃度小于1×10－5mol／L時，即可認(rèn)為該離子沉淀完全）。繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為_________，鋅開始沉淀（假定Zn2＋濃度為0．1mol／L）。若上述過程不加雙氧水的后果是___________ ______________，原因是__________________________。

【分析與解答】本題是一道以化學(xué)（物質(zhì)結(jié)構(gòu)和特征反應(yīng)）為核心，涉及多學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理）滲透的綜合性題目，有一定難度。試題中給出了酸性鋅錳干電池的特性（放電過程產(chǎn)生MnOOH）及構(gòu)成（填充物成分等）。為此，靜心讀題，抓住試題中給出的信息（電池在放電過程產(chǎn)生MnOOH）及相關(guān)物質(zhì)的溶解度和Ksp，再結(jié)合數(shù)學(xué)、物理相關(guān)知識及題給問題是解答題目的關(guān)鍵和切入口。其具體解答過程略。

【答案】（1）2H＋===Zn2＋＋2MnOOH （2）0．05 （3）加熱濃縮、冷卻結(jié)晶 鐵粉 MnOOH 在空氣中加熱 碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2（4）Fe3＋2．7 6 Zn2＋和Fe2＋分離不開 Fe（OH）2和Zn（OH）2的Ksp相近

【關(guān)鍵點】①酸性鋅錳干電池；②電池構(gòu)造及填充物；③溶解度、溶度積概念；④電極反應(yīng)；⑤Q＝It；⑥1mol電子的電量是96 500C。

三、題干材料源于科技成果

解答方略：依據(jù)有機結(jié)構(gòu)和目標(biāo)產(chǎn)物合成為切入口

這類試題的題干材料源于科技成果的基本原理，讀懂、理解所給予的信息，尤其是信息中的反應(yīng)過程，特別是對于目標(biāo)產(chǎn)物的合成，要充分利用題給的信息，結(jié)合有機物（官能團）性質(zhì)或反應(yīng)中結(jié)構(gòu)式的差異來進行切入。即對題給信息進行有效提煉，排除干擾，把握與設(shè)問相關(guān)的信息內(nèi)容，分層次聯(lián)想與設(shè)問相關(guān)的知識，進而實現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的合成。

【例3】（2015·新課標(biāo)Ⅰ）A（C2H2）是基本有機化工原料。由A制備聚乙烯醇縮丁醛和順式異戊二烯的合成路線（部分反應(yīng)條件略去）如下所示：

回答下列問題：

（1）A的名稱是_________________，B含有的官能團是_________________。

（2）①的反應(yīng)類型是_______________，⑦的反應(yīng)類型是_________________。

（3）C和D的結(jié)構(gòu)簡式分別為___________________、_________________。

（4）異戊二烯分子中最多有___________個原子共平面，順式聚異戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式為__________。

（5）寫出與A具有相同官能團的異戊二烯的所有同分異構(gòu)體：__________（寫結(jié)構(gòu)簡式）。

（6）參照異戊二烯的上述合成路線，設(shè)計一條由A和乙醛為起始原料制備1，3－丁二烯的合成路線__________。

【分析與解答】本題是一道源于科技成果的目標(biāo)產(chǎn)物合成有機試題，所涉及知識點源于教材，高于教材，有一定難度。為此，靜心讀題，特別是試題給出的目標(biāo)產(chǎn)物合成框圖流程路線，明確每一步物質(zhì)結(jié)構(gòu)（官能團）變化，再結(jié)合題給問題可迅速找到解答題目的關(guān)鍵和切入口。其具體解答過程如下：

（1）從分子式（C2H2）及題給相關(guān)信息可知，A為乙炔，B為CH2==CHOOCCH3，其所含有的官能團為碳碳雙鍵和酯基。（2）根據(jù)路線圖分析，A為HC≡CH，與乙酸發(fā)生加成反應(yīng)生成B為CH2==CHOOCCH3，發(fā)生加聚反應(yīng)生成，水解生成C為，由聚乙烯醇縮丁醛可知D為CH3CH2CH2CHO；HC≡CH與丙酮在KOH條件下反應(yīng)生成（H3C）2（OH）CC≡CH，與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成（H3C）2（OH）C== CH2，在氧化鋁的作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成異戊二烯，異戊二烯在催化作用下發(fā)生加聚反應(yīng)生成順式聚異戊二烯。即①⑦所發(fā)生的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)、消去反應(yīng)。（3）從（2）分析可知，C為，D為CHCHCHCHO。（4）異戊二烯322結(jié)構(gòu)簡式為CH2==C（CH3）—CH ==CH2，分子中含2個C ==C鍵，與C ==C鍵直接相連的原子在同一個平面上，甲基有1個H原子與C ==C鍵也可能在同一個平面上，則共有11個原子共平面，順式聚異戊二烯的結(jié)構(gòu)簡式為。（5）A為HC≡CH，與A具有相同官能團的異戊二烯（含有5個碳原子的二烯烴）的所有同分異構(gòu)體中均應(yīng)含有C≡C鍵，可能的結(jié)構(gòu)簡式有（CH3）2CH—C≡CH、CH3CH2CH2C≡CH、CH3CH2C≡CCH3。（6）仿照異戊二烯的合成路線，設(shè)計出由乙炔與乙醛合成1，3－丁二烯的合成路線圖，即乙炔與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)生成HC≡CCHOHCH3，然后與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成H2C== CHCHOHCH3，在氧化鋁作用下加熱發(fā)生消去反應(yīng)生成CH2==CHCH ==CH2。

【答案】（1）乙炔 碳碳雙鍵和酯基 （2）加成反應(yīng) 消去反應(yīng)（3）CHCHCHCHO（4）11322（5）HC≡C—CH2CH2CH3、 CH3C≡C—CH2CH3、HC≡CCH（CH3）2（6）HC≡CH

【關(guān)鍵點】①結(jié)構(gòu)簡式（HC≡CH）；②合成路線框圖；③加成反應(yīng)、消去反應(yīng)；④不飽和度（同分異構(gòu)體確定）；⑤目標(biāo)產(chǎn)物（聚乙烯醇縮丁醛和順式異戊二烯）；⑥異戊二烯結(jié)構(gòu)（順、反異構(gòu)）；⑦合成路線。

（作者單位：河北省衡水市故城縣教育局教研室）