雷婷 倪剛

[摘要]在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的化學(xué)計(jì)算往往綜合多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，以實(shí)際情境為背景，解題過(guò)程較為復(fù)雜，學(xué)生在解題過(guò)程中因考慮不足導(dǎo)致失分。以近三年的高考全國(guó)卷為研究對(duì)象，分析高考化學(xué)計(jì)算題命題方向，并對(duì)計(jì)算題中的高頻考點(diǎn)及題型進(jìn)行分析，歸納解題技巧，提出復(fù)習(xí)建議。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng);高考化學(xué);計(jì)算題

[中圖分類(lèi)號(hào)] GJ633.8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（2020）14-0056-03

化學(xué)計(jì)算是運(yùn)用數(shù)學(xué)的方式將物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化規(guī)律量化的過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)、化工等方面多有涉及，考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)及實(shí)際問(wèn)題的能力。在高考化學(xué)中，計(jì)算題是必考題型之一，也是容易失分的題型，尤其是水溶液中的離子平衡計(jì)算題及工藝流程題。學(xué)生面對(duì)化學(xué)計(jì)算題時(shí)常常無(wú)從下手、思維混亂?；诖?，筆者整理分析近三年的高考全國(guó)卷理綜化學(xué)卷，以期找出高考化學(xué)計(jì)算題的命題特點(diǎn)及高頻考點(diǎn)，為教師的復(fù)習(xí)教學(xué)及考生的復(fù)習(xí)提供參考。

一、高考化學(xué)計(jì)算題考查情況分析

1.考查內(nèi)容全面，體現(xiàn)學(xué)科地位

自新課程改革以來(lái)，化學(xué)計(jì)算不再單獨(dú)命題，而是滲透在選擇題的選項(xiàng)或大題的填空中，與其他知識(shí)點(diǎn)相融合，綜合性增強(qiáng)。將2017-2019年高考全國(guó)卷理綜化學(xué)卷計(jì)算題整理分析得表1。其中，利用阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算微粒數(shù)及水溶液中的離子平衡相關(guān)計(jì)算是選擇題中考查計(jì)算的兩大主要內(nèi)容，大題中的實(shí)驗(yàn)題、下藝流程題、化學(xué)反應(yīng)原理題以及選考題中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題都會(huì)涉及計(jì)算。計(jì)算可以說(shuō)滲透了整套高考化學(xué)試題，與多個(gè)知識(shí)點(diǎn)息息相關(guān)，相互保持著動(dòng)態(tài)聯(lián)系。

雖然高考化學(xué)計(jì)算題考查面較廣，但涉及的知識(shí)點(diǎn)是有主次之分的，主干知識(shí)點(diǎn)一直被重點(diǎn)關(guān)注，如阿伏加德羅常數(shù)的相關(guān)計(jì)算，水溶液中的離子平衡、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、焓變、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、原子間的距離等的計(jì)算都是高頻考點(diǎn)。對(duì)比近三年的高考命題情況，全國(guó)卷I、卷Ⅱ、卷Ⅲ中，卷Ⅱ較另外兩套卷子計(jì)算題的分值相對(duì)較小，且卷Ⅱ、卷Ⅲ連續(xù)三年考查了微粒數(shù)。而九套卷子中的化學(xué)反應(yīng)原理題均涉及計(jì)算，主要考查焓變、平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率等內(nèi)容。

2.考查形式多樣化，信息多元化

近幾年的高考化學(xué)計(jì)算題考查形式多變，出現(xiàn)了不同主題形式相融合的現(xiàn)象。如2019年全國(guó)卷Ⅲ第11題，將阿伏加德羅常數(shù)放在離子平衡題中進(jìn)行綜合考查;2019年全國(guó)卷I第28題，工業(yè)題和化學(xué)反應(yīng)原理題相結(jié)合，綜合考查了水煤氣的變換，以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、焓變、活化能和平均反應(yīng)速率等內(nèi)容。除此之外，考題也不再限于文字表達(dá)，而是文字、圖形、表格等多種信息交錯(cuò)㈩現(xiàn)。這就要求學(xué)生能在眾多的信息中找出解題關(guān)鍵點(diǎn)并合理處理信息。

3.考查解題能力，體現(xiàn)學(xué)科思想

從題目的難易程度和陌生程度來(lái)看，計(jì)算題的計(jì)算量并不大，更加注重對(duì)概念的理解、信息的處理，以及解題技能與方法的考查，且均是常規(guī)題，沒(méi)有出現(xiàn)難題、怪題，涉及的也是常見(jiàn)的學(xué)科思想。如離子平衡題、工藝流程題和化學(xué)反應(yīng)原理題主要考查平衡思想、守恒思想和數(shù)形結(jié)合思想;物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題主要考查結(jié)構(gòu)思想;阿伏加德羅常數(shù)題主要考查宏微結(jié)合、定性與定量相結(jié)合的解題方法。

4.素材源于生活，體現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值

環(huán)境、技術(shù)、社會(huì)、能源、材料等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題都是高考關(guān)注的對(duì)象，從生活素材中挖掘化學(xué)知識(shí)，提出問(wèn)題。化學(xué)學(xué)科注重理論聯(lián)系實(shí)際，化學(xué)問(wèn)題來(lái)源于生活，回歸于生活，這不僅考查了學(xué)生從素材中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，還體現(xiàn)了化學(xué)試題的科學(xué)價(jià)值和人文價(jià)值。

二、經(jīng)典題型的解題技巧

1.依據(jù)“一混、二標(biāo)、三反應(yīng)”解阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算題

阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算大多以選擇題的形式出現(xiàn)，對(duì)計(jì)算的要求不高，所包含的計(jì)算內(nèi)容大多是先利用物質(zhì)的量的相關(guān)公式算㈩物質(zhì)的量，再利用阿伏加德羅常數(shù)求出微粒個(gè)數(shù)。但“陷阱”較多，選項(xiàng)中常涉及物質(zhì)之間的反應(yīng)，在分析反應(yīng)時(shí)注意用宏微結(jié)合、定性與定量相結(jié)合等思想解決問(wèn)題。

[例1]（2018年全國(guó)卷Ⅱ第11題）N_A代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是（? ? ）。

A.常溫常壓下，124 gP₄中所含P-P鍵數(shù)目為4N_A

B.100 mL l mol·L^-1FeCl₃、溶液中所含F(xiàn)e³⁺的數(shù)目為0.1N_A

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L甲烷和乙烯混合物中含氫原子數(shù)日為2N_A

D.密閉容器中，2 mol SO₂和l mol 0₂催化反應(yīng)后分子總數(shù)為2N_A

這是一道常見(jiàn)的阿伏加德羅常數(shù)題，A選項(xiàng)中，124 g P₄等于l mol P₄，關(guān)鍵在于一個(gè)P₄分子中P-P鍵的數(shù)目，有些學(xué)生可能會(huì)被P₄的角標(biāo)4誤導(dǎo)，認(rèn)為一個(gè)P₄分子中有4個(gè)P-P鍵其實(shí)P_4A是正四面體型，所以一個(gè)P₄分子中有6個(gè)P-P鍵，1mol P_4A中有6N_A個(gè)P-P鍵。A選項(xiàng)就是典型的宏微結(jié)合，希望學(xué)生遇到此類(lèi)題目時(shí)，能夠善于運(yùn)用宏微結(jié)合思想。B選項(xiàng)乍一看非常簡(jiǎn)單，但要注意Fe³⁺會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，所以溶液中Fe³⁺的數(shù)目達(dá)不到0.1N_A。C選項(xiàng)中兩種物質(zhì)的微觀組成是解題關(guān)鍵，1 mol甲烷和乙烯的氫原子數(shù)相同，以此作為定量計(jì)算的依據(jù)，可算出氫原子數(shù)為2N_A。D選項(xiàng)中打著計(jì)算的名號(hào)考查可逆反應(yīng)，通過(guò)定性分析就可將其排除。故選C。

在做此類(lèi)題時(shí)學(xué)生一定要注意“一混、二標(biāo)、三反應(yīng)”：（1）一混：出現(xiàn)兩種物質(zhì)的混合物時(shí)，最簡(jiǎn)式相同往往是解題的關(guān)鍵。（2）二標(biāo)：出現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)狀況”時(shí)，注意物質(zhì)是否是氣體，避免將SO₃、H₂O₂等物質(zhì)判斷成氣體，尤其注意肉代烴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)。（3）三反應(yīng)：遇到物質(zhì)之間反應(yīng)時(shí)，首先判斷是否是可逆反應(yīng);在氧化還原反應(yīng)中，歧化反應(yīng)和歸中反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移是易錯(cuò)項(xiàng)，若某一反應(yīng)物既作氧化劑又作還原劑，從產(chǎn)物人手可避免出錯(cuò);另外，考查離子數(shù)目時(shí)，常以離子水解或電離作為“陷阱”。

2.用三步法解水溶液中的離子平衡計(jì)算題

離子平衡計(jì)算題也是高頻考點(diǎn)，且常出現(xiàn)在選擇題中的后兩道題，難度較大。近幾年此類(lèi)題多伴隨著圖像出現(xiàn)，因此對(duì)圖像的分析尤為重要，重點(diǎn)考查生的數(shù)形結(jié)合思想、守恒思想、平衡思想等學(xué)科思想。

[例2]（2017年全國(guó)卷I第13題）常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸（H₂X）溶液中，混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（? ?）。

A.K_a2（H₂X）的數(shù)量級(jí)為l0^-6

B.曲線(xiàn)N表示pH與lg[〔c（HX^-）〕/〔c（H₂X）〕]的變化關(guān)系

C.NaHX溶液中c（H⁺）>c（OH^-）

D.當(dāng)混合溶液呈中性時(shí)，c（Na⁺）>C（HX^-）>C（X^2-）>c（OH^-）=c（H⁺）

在看選項(xiàng)之前先分析圖像，圖中M曲線(xiàn)和N曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的橫軸數(shù)值分析以及對(duì)數(shù)的計(jì)算，是此類(lèi)題的?？键c(diǎn)。A選項(xiàng)，先運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想，確定一個(gè)pH值，得到兩個(gè)對(duì)數(shù)值，再代人電離平衡常數(shù)的計(jì)算公式，便可得出A項(xiàng)正確，這一選項(xiàng)的計(jì)算相對(duì)較難，容易出錯(cuò)，要求考生巧妙計(jì)算，避免“死算”。B選項(xiàng)，根據(jù)己二酸的電離順序，再綜合橫軸中對(duì)數(shù)的正負(fù)值，可以判斷出曲線(xiàn)N表示pH與lg[〔c（HX^-）〕/〔c（H₂X）〕]的變化關(guān)系，B選項(xiàng)正確。C選項(xiàng)看似要定性分析，實(shí)則考查的是定量計(jì)算，己二酸氫根離子的電離程度和水解程度的強(qiáng)弱比較是判斷這一選項(xiàng)的直接依據(jù)，因此，學(xué)生需根據(jù)圖中信息及電離、水解的計(jì)算公式先算出己二酸氫根離子的電離常數(shù)和水解常數(shù)，然后通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)電離常數(shù)大于水解常數(shù)，C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)是定性分析，由M曲線(xiàn)可知C（X^2-）>c（HX^-），D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

此類(lèi)題的一般解題思路分為三步：分析圖像→分析離子關(guān)系→計(jì)算。（如表2）

3.用推算法快速計(jì)算必做卷大題

大題中的計(jì)算有難也有易，一般在化學(xué)反應(yīng)原理題中出現(xiàn)焓變、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)等的計(jì)算時(shí)，大部分學(xué)生是可以拿到分的，但在實(shí)驗(yàn)題或工藝流程題中出現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、含量、產(chǎn)率等的計(jì)算時(shí)，學(xué)生的失分率就比較高了。因此，在這里筆者將不再贅述化學(xué)反應(yīng)原理題中的計(jì)算，將重點(diǎn)放在失分率較高的實(shí)驗(yàn)題或下藝流程題的計(jì)算上。

在實(shí)驗(yàn)題或工藝流程題中，設(shè)問(wèn)之前會(huì)有大量的實(shí)驗(yàn)描述、工藝描述以及數(shù)據(jù)信息，學(xué)生面對(duì)大量的背景資料和信息時(shí)往往無(wú)從下手，無(wú)法找到計(jì)算的突破口。實(shí)驗(yàn)題或工藝流程題考查較多的內(nèi)容是質(zhì)量分?jǐn)?shù)、理論產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化率、含量或純度，而計(jì)算這些都需要用到物質(zhì)的質(zhì)量，要知道物質(zhì)的質(zhì)量就得知道物質(zhì)的量，由此可見(jiàn)，問(wèn)題最終被轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的計(jì)算。用已知物質(zhì)推算未知物質(zhì)的物質(zhì)的量常要用到的推算方法有：原子守恒、電子守恒（氧化還原反應(yīng)）等。

三、計(jì)算題復(fù)習(xí)建議

在高考計(jì)算復(fù)習(xí)方面，學(xué)生最大的問(wèn)題不是不夠重視，而是沒(méi)有正確的解題方法。因此在復(fù)習(xí)時(shí)要做到以下兩點(diǎn)：

1.克服恐懼

第一輪復(fù)習(xí)是梳理高中化學(xué)所有知識(shí)點(diǎn)的一個(gè)過(guò)程，計(jì)算貫穿于整個(gè)復(fù)習(xí)過(guò)程。復(fù)習(xí)時(shí)，教師要幫助學(xué)生克服對(duì)計(jì)算題的恐懼，只有學(xué)生從心理上不排斥計(jì)算題了，后續(xù)的專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練才能事半功倍。

2.避免盲目刷題

在第一輪復(fù)習(xí)中，很多知識(shí)點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的計(jì)算題，分析高考試卷可發(fā)現(xiàn)計(jì)算知識(shí)點(diǎn)來(lái)回就那么幾個(gè)，因此在第二輪復(fù)習(xí)中不要盲目刷題。首先，分清哪些是高考計(jì)算的重點(diǎn)，再對(duì)這些重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)練習(xí)。其次，練習(xí)強(qiáng)度及方法也要有針對(duì)性，做題在“精”不在多，要學(xué)會(huì)歸納整理及靈活應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]夏時(shí)君，周小凡，黃文軍，廣東高考理綜化學(xué)計(jì)算的命題取向及教學(xué)策略[J].化學(xué)教學(xué)，2015（7）：71-75.

[2]黃世英，余大斌，化學(xué)計(jì)算：一個(gè)不容忽視的高考考點(diǎn)及備考策略探究[J].才智，2012（6）：233.

[3]胡嘉謀，從高考化學(xué)計(jì)算談學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)[J].福建基礎(chǔ)教育研究，2016（8）：65-67.

（責(zé)任編輯 羅艷）