周學興 熊 娟 貴元香
(1.湖南省常德市第一中學 2.湖南省長沙市第一中學)
《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),加大了對學生在信息時代應具有的閱讀能力、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.
例1(2022年湖南卷)科學家發(fā)現(xiàn)某些生物酶體系可以促進H+和e-的轉(zhuǎn)移(如a、b和c),能將海洋中的NO2-轉(zhuǎn)化為N2進入大氣層,反應過程如圖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
B.a和b中轉(zhuǎn)移的e-數(shù)目相等
C.過程Ⅱ中參與反應的n(NO)∶n(NH4+)=1∶4
D.過程Ⅰ→Ⅲ的總反應為
分析過程Ⅰ中NO2-→NO,N 元素化合價降低,被還原,選項A 錯誤.設產(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xmolNO2-參與反應,則步驟Ⅰ從酶1獲得xmole-,產(chǎn)生xmolNO,進入步驟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B、C錯誤.答案為D.
點評本題難度相對較大.其中選項B的設置,為選項C的理解作了鋪墊,即選項B是選項C 的牽線搭橋信息.通過對選項B 的分析,能夠讓考生有機會捕捉到,c過程的“4e-”分別提供給a和b2個過程.可以說選項B是完成選項C分析的“保險”.
小結(jié)選擇題中選項間存在關(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:2X(g)+Y(g)?Z(g) ΔH,其中甲為絕熱過程,乙為恒溫過程,2個反應體系的壓強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點平衡常數(shù):K>12
D.反應速率:va正<vb正
分析絕熱即溫度可變,該反應正反應方向為氣體物質(zhì)的量減小的方向,甲曲線出現(xiàn)了壓強增大的情況,說明ΔH<0,選項A 錯誤.a點和c點的壓強相等,而a點的溫度高于c點的溫度,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT,有na<nc,選項B 正確.假定a點的氣體總物質(zhì)的量為原來的0.5 倍,即1.5mol.設消耗Y 的物質(zhì)的量為xmol,列三段式:
a點壓強變?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)的量實際小于1.5mol,故K>12,選項C 正確.根據(jù)圖像可知,甲容器達到平衡的時間短,溫度高,反應的物質(zhì)的量少,達到平衡時的速率相對乙容器的快,所以Va正>Vb正,選項D 錯誤.答案為B、C.
點評甲曲線是絕熱環(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.
易錯警示易錯認為a點的溫度升高,平衡逆向移動,即認為K<12,錯因是忽略了溫度升高造成了壓強的變化.
小結(jié)通過分析上述2道例題發(fā)現(xiàn),設置“牽線搭橋信息”的選擇題通常具有信息陌生度較高,起點高、落點低的特點.
變式(2019年全國Ⅰ卷)固體界面上強酸的吸附和離解是多相化學在環(huán)境、催化、材料科學等領域研究的重要課題.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
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D 錯誤.答案為D.
點評本題圖像陌生度“極高”,而選項A 的設置引導考生關(guān)注HCl在不同層中的存在形式,為解決后續(xù)選項,尤其選項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.
高考化學題的非選擇題主要是填空題,某些“空”的設置,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,實驗初始時體系中的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)的量分數(shù)介于0.25~0.5,CO 的物質(zhì)的量分數(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,該反應為放熱反應,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.
點評第一空的設置,既體現(xiàn)了基礎性,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)壓強變化是解決后續(xù)設問的重要“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,使水蒸氣進入e.
①d中保留少量水的目的是_________.
②e中主要反應的離子方程式為________.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蒸出進入g 裝置吸收.根據(jù)這一目的,命題者設置了3個空.第1空液封,可防止氨氣逸出,符合目的.第2空,用化學符號表征反應本質(zhì),第3空的設置與第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行精簡,可能將實驗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,巧用前面的“藤”便可摸到后面的“瓜”.
在高三化學復習階段,要多一點對設問與設問間、設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問的意圖和“牽線搭橋信息”進行深度學習.例如例4,若是去掉第2空的考查,那么就要求學生能厘清裝置中化學反應的本質(zhì),方可分析出中空雙層玻璃管的作用。
(完)