“化学反应速率和化学平衡”知识考查研究

杨婷 张田雷 尹筱莉

[摘   要]“化学反应速率和化学平衡”是高中化学的重要内容，也是高考命题的“宠儿”。选择2018—2020年高考新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷和Ⅲ卷中涉及“化学反应速率和化学平衡”知识的题目进行统计分析，从题型题量、考查特点、试题情境、考查要求和考查内容等五个方面进行详细解读，并提出了“关注科研前沿信息，创设真实问题情境”“以实验为基础，开展探究式学习”“紧抓主干知识、重视学习的方法与策略”的教学启示。

[关键词]高考化学;化学反应速率;化学平衡;试题研究;教学启示

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）26-0060-03

“化学反应速率和化学平衡”是普通高中化学选修四《化学反应原理》中的内容，不仅是高中化学的重难点之一，而且也是历年高考化学的必考知识。这部分知识点相对复杂抽象，应用性强，知识点之间密切关联，且具有很强的逻辑性，学习起来较为枯燥，对学习者的理解、迁移等逻辑思维能力有着较高要求，给高三化学复习带来了不小难度。本文对近三年高考新课标全国卷的“化学反应速率和化学平衡”试题进行统计分析，梳理总结相关内容的考查规律和特点，以利于教师有的放矢地进行复习教学。

一、试题统计与分析

对2018—2020年高考新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷和Ⅲ卷试题中有关“化学反应速率和化学平衡”知识的考查进行详细分析，发现有以下规律：

1.题型题量

如表1所示，2018—2020年高考新课标全国Ⅰ卷、Ⅱ卷、Ⅲ卷对“化学反应速率和化学平衡”的考查试题数量基本稳定为一道题，集中在非选择题部分（因试卷排版不同分布于27或28题），平均分在10分左右，做答量在4到7空之间，涉及填空、简答和计算三个方面。

2.考查特点

如表2所示，2018—2020年高考新课标全国Ⅰ卷Ⅱ卷、Ⅲ卷对“化学反应速率和化学平衡”知识的考查难度、陌生度和考查范围均有增加，图像的内容多变，除了常见的“浓度—时间”“转化率—时间”“产率—温度”等图像，还有“产率—投料比”“积碳量—温度”“积碳量—时间”“積碳量—压强”这些较为新颖的图像，对考生图像分析能力的要求越来越高，并且计算题数量增加、平衡常数的计算角度愈发多变，例如用物质的量、压强和进料比来计算平衡常数，三段式运用愈发灵活，例如用物质的量、物质的量分数和物质分压来进行三段式计算，对考生的知识理解、运用能力的要求也越来越高。

3.试题情境

如表2所示，2018—2020年高考新课标全国卷对“化学反应速率和化学平衡”的考查几乎都有情境的创设。试题情境涉及我国社会经济和科学技术发展的前沿信息，类型包括化工生产、化学与技术、化学与生命以及化学与环境等，在体现真实性和价值的同时，也拓宽了学生的视野，进一步增强学生对化学学科的学习信心和对国家、民族的自豪感。例如，2019年高考新课标全国Ⅰ卷第28题的素材源于我国化学工作者发表在顶级期刊上的“沉积在α-MoC上单层金原子对水煤气的低温催化反应”的内容[1]。这些试题选择的真实情境，不仅展示了我国雄厚的科研实力，还使学生充分感受到化学学科的价值，给予学生正向的学科价值引领，让更多的学生愿意投身于化学学习当中。

4.考查要求

2018—2020年高考新课标全国卷对“化学反应速率和化学平衡”的考查符合“四翼”的高考考查要求，一是强调该知识考查的基础性，试题注重对勒夏特列原理、平衡转化率、平衡常数计算、影响平衡移动因素和图像分析的考查;二是强调该知识考查的综合性，近三年的高考试题中把对该知识的考查与其他内容相结合，例如2019、2020年高考新课标全国Ⅱ卷将该内容与电化学相关知识结合在一起;三是强调该知识考查的应用性，例如2020年高考新课标全国Ⅰ卷的接触法制备重要的基本化工产品——硫酸，让学生充分感受所学内容蕴含的应用价值;四是强调该知识考查的创新性，例如2019年高考新课标全国Ⅰ卷结合实验与计算机模拟结果，计算在金催化剂表面上水煤气变换反应历程的能量大小;2020年高考新课标全国Ⅲ卷结合理论计算与物质的量分数的图像，分析反应物、生成物曲线等，考查学生探索新方法、积极主动解决问题的能力。

5.考查内容

2018—2020年高考新课标全国卷对“化学反应速率和化学平衡”的考查准确把握了“四层”考查内容，一是核心价值，对该部分的考查几乎都有情境创设，这些情境基本都是科技前沿信息，昭示着我国科技的飞速发展，能够增强学生的学习自信和民族自豪感，深度切合“立德树人”的根本任务，起着积极的引领作用;二是学科素养，对该部分的考查蕴含了“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养，承载着核心价值的方向引领，起着导向作用;三是关键能力，对该部分的考查注重对接受、吸收、整合化学信息和分析解决化学问题的能力的测量，同时这些能力也是高考考查的重点内容;四是必备知识，它是培养能力、形成素养的基础，以学科素养为导向，注重对“化学反应速率和化学平衡”内容中基本事实、概念、原理、技术与方法的考查，与关键能力一起作为学科素养的基础支撑[2]。

上述表明高考新课标全国卷对“化学反应速率和化学平衡”知识的考查内容设计合理、情境选择恰当、试题难度适中，除了突出主干知识，还注重评估学生能力、学科素养和学科潜力。

二、教学启示

通过对试题考查的详细分析，笔者收获以下三点教学启示。

1.关注科研前沿信息，创设真实问题情境

化学与经济和社会发展关系密切，同时也是环境、生命、信息和能源科学、材料化学等现代科学技术的重要基础[3]。真实并具体的情境是培养和发展学生的最佳载体，也是拓宽学生学习视野的最佳渠道。通过选取合适的情境素材，让学生在真实的情境下运用必备知识和关键能力去解决实际问题，可以全面综合培养和发展学生。经统计，“化学反应速率和化学平衡”的试题情境主要是最新科技成果和工业生产。作为新时代教师，要紧跟时代发展的步伐，把握最新的科技前沿信息，并把这些内容融入日常教学活动中。需要注意的是，选取的问题情境一定要结合教学内容，保证问题情境是有意义的，是能够真正培养学生和锻炼学生能力的。

2.以实验为基础，开展探究式学习

新课程改革提倡学生“在做中学”“在做中发展”，让学生从“学会”到“会学”，在这种理念的推动下，探究式学习随之崛起。探究式学习把解决相应问题作为中心，不仅重视知识的获得，更加重视思维和能力的培养。

“化学反应速率和化学平衡”中所要研究的问题、用到的研究方法，高中生从来没有接触过，感到非常陌生。在这样的情况下，为了帮助学生学习理解和掌握该部分内容，可以采用探究式教学。教师创设问题情境，让学生在已经掌握的知识的基础上，把知识经验与动手探究相结合，引导学生自主建构相关理论，发挥学生在学习中的主体作用和创造性[4]。例如，利用反应Na2S2O3 + H2SO4=S↓+SO2↑+ H2O + Na2SO4在不同温度下产生浑浊所需的时间不同，探究温度对化学反应速率的影响;利用反应NaHCO3 + HCl=NaCl + H2O + CO2↑产生气泡的快慢，探究浓度对化学反应速率的影响;探究无催化剂、MnO2催化剂和FeCl3催化剂对2H2O2=2H2O+O2↑反应速率的影响;等等。

3.紧抓主干知识，重视学习方法与策略

高考试题一直保持着“涵盖全面，注重基础”的原則，作为教师，一定要认真研读课程标准[3]和考试大纲的要求，紧抓主干知识，关注学生在将来学习、工作和生活中所必须具备的、不可或缺的知识、能力和素养。在学习“化学反应速率和化学平衡”时，学生需要将不同概念、原理和方法进行整合，构建清晰的知识网络，完善自身的认知结构。教师可以引导学生制作概念图，使概念、原理和方法清晰有条理。另外高三复习时间紧、任务重，教师有必要教授“化学反应速率和化学平衡”常见问题的解题策略，提高复习效率。一是采用“三段式”解决有关化学平衡计算（先写出反应方程式;再找出已知量和未知量，按“三段式”列出;最后建立相应的关系式求解），二是利用图像分析问题（分析横坐标也就是自变量x与纵坐标也就是因变量y之间定性或定量的关系），利用“四步法”解题[4]。第一步，分析反应物、产物的状态，方程式中各物质的化学计量系数之比和反应热。第二步，看懂图像：看横、纵坐标意义线和起点、拐点、极值点的意义，利用“先拐先平，数值大”的原则分析规律，进行判断。第三步，思考规律：与已经学过的外界条件对反应速率、平衡移动的影响的知识相联系。第四步，做判断：做定性分析和正确判断。在平时训练中注重培养学生举一反三、灵活分析的能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  陶勇，王后雄.基于课程标准的2019年高考化学全国卷试题分析与启示[J].教育测量与评价，2019（9）：45-51.

[2]  教育部考试中心.中国高考评价体系说明[M].北京：人民教育出版社，2019：26-31.

[3]  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：1-3.

[4]  陈世廷.探究式学习在高中化学教学中的应用策略[J].中国教育学刊，2018（S1）：113-115.

（责任编辑 罗 艳）