新高考背景下物质结构和有机化学解读及复习策略

辽宁

新一轮高考改革正在如火如荼的进行，化学学科变化较大，尤其是选修部分的《选修3 物质结构与性质》和《选修5 有机化学基础》。由于以往是二选一，很多学校只开一门课，老师通常也只讲一个模块，而新高考要求两部分均为必考内容，因此新高考形式对化学教师来说也是一个巨大的挑战，本文以2020年山东省普通高中学业水平等级考试化学试题(以下简称山东卷)和全国卷Ⅰ为参考，通过对比新旧高考试题觅得些许感悟，以期对复习备考有所帮助。

一、选修3和选修5在新旧高考中的考情对比

1.题型与分值

表1

从表1中对比可以看出新高考的题型更加灵活，分值亦有所提高。这也预示着在化学等级考试中具有高阶思维特点的选择性必修知识的比重有加大的趋势。

2.情景载体及考查知识点

表2

新高考强调情境化设计，试题情境要紧密联系学生日常生活实际，在现实的问题情境中考查学生学科核心素养的发展水平，从而推动关键能力和学科核心素养在教学和考试中的落实。山东卷的情境设计主要体现在有机化学部分，而全国卷Ⅰ则主要体现在物质结构部分，考查的知识点均是这两部分中比较经典的重要内容，同时也发现两套试卷都比较注重试题的考查形式。

3.新高考命题特点

(1)学科内知识融合

【例1】(2020·山东卷·3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是

( )

A.第一电离能：W>X>Y>Z

B.简单离子的还原性：Y>X>W

C.简单离子的半径：W>X>Y>Z

D.氢化物水溶液的酸性：Y>W

【例2】(2020·山东卷·12)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶，其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是

( )

A.其分子式为C8H11NO2

B.分子中的碳原子有3种杂化方式

C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个

D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子

由以上2道例题可以看出山东卷的第3题是选修3的物质结构和必修2中元素周期律的结合，A选项涉及的第一电离能是选修3第一章内容，其余选项是必修2的内容；第12题是物质结构与有机化学的结合，其中B选项涉及的杂化方式为选修3第二章内容，其余选项为选修5中的知识。又例如山东卷的第14题。

( )

图1

A.1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定

B.与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大

C.从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小

D.从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

从题目中我们可以看出，此题是以共轭二烯的加成反应为背景考查化学反应原理，即便不使用有机化学的知识也可以解决这道题，然而，若学生在平时学习这部分知识时多些深入思考，老师在讲解时深入一些，说明 1,2-加成和1,4-加成在动力学和热力学两方面的区别，那么，学生在完成该题时就会更加从容。

学科内的知识融合体现了化学一以贯之，相辅相成的特点，打破知识间壁垒，更能体现化学学科素养。笔者认为考点的融合未来也可能不止局限在两个模块，也可以多模块融合，比如可以将14题选项稍加改动如下：

A.1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定

B.1，3-丁二烯中间体的碳正离子杂化方式为sp3(错误，应为sp2)

C.1，3-丁二烯与等量的HBr完全反应可能生成的产物有2种(错误，应为3种)

D.从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

此题即融合了物质结构、化学反应原理和有机化学，若有必要还可再加入其他模块知识使题目的综合性更强。

(2)试题难度与题型变化

【例4】(2020·山东卷·7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是

( )

A.其熔点主要取决于所含化学键的键能

B.形成大π键的电子全部由N提供

C.分子中B的N的杂化方式相同

D.分子中所有原子共平面

【例5】(2020·山东卷·17节选)(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图2所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表3所示。

图2

坐标原子 xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125

一个晶胞中有________个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有________个。

【例6】(2020·全国卷Ⅰ·35节选)(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。

电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=________，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=________。

【例7】(2020·山东卷·19节选)(1)实验室制备A的化学方程式为____________________，提高A产率的方法是________；A的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子，其结构简式为________。

由例4可知本题考查无机苯的结构和性质，学生需要知道氮可以和硼形成配位键，再类似于苯完成键的平均化，由此可见该题对学生的要求较高，须了解知识的本质才能顺利完成。回顾山东卷17题的第四问(例5)，题目直接给出原子坐标而不是像以往给出原子再确定坐标，这两种考查形式中前者可能存在对应不上原子从而无法作答的情况，故此难度更大，值得说明的是全国卷Ⅰ的物质结构试题也比较新颖，根据充放电晶胞的结构变化来回答问题，这种情境设计构思之巧妙让人耳目一新，同时还发现两套试卷都没有考查密度或者半径等计算，这也提醒广大师生研究晶胞本质才是核心。由例7可知有机化学部分是在考查角度方面有所变化，涉及某有机物的实验室制法以及提高产率的方法，这是以往试题没有出现过的。但总的来说，从两套试卷来看，物质结构部分的难度和考查形式都有较大变化，而有机化学除了上述一点外其余基本与以往相似。

二、备考建议

1.认真研读指导性文件，积极参加线上线下教研

目前新高考的指导性文件主要有《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》，这三个文件可以在宏观上指导教师的教学，明确为什么考，怎么考，考什么。为应对新高考，教师需要不断的自我学习和与人交流，这样才能博采众长不至于闭门造车。

高考的核心功能是立德树人、服务选才、引导教学。立德树人是高考育人的重要使命，服务选才是高考的基本功能，引导教学是基础教育对高考的现实需求，三者构成一个闭环系统，协同发挥高考考试内容的价值引领作用和社会功能。《高考评价体系》明确了包括必备知识、关键能力、学科素养、核心价值的“四层”考查内容，同时强调了基础性、综合性、应用性、创新性“四翼”考查要求，考查内容与考查要求之间具有一定的关联性，考查内容通过考查要求来达成，考查要求对考查内容的实现方式给出具体明确的规定。

2.重视教材

高中化学教材主要有新、旧人教版、新、旧鲁科版以及苏教版五类教材，笔者认为教师可以根据地区差异有侧重的加以研读，从中得到启示。

3.注重学科内的知识融合

高三复习是将学科知识整合的过程即对所学知识重新整理，相关知识进行有机结合，并通过渗透、互补、强化等形式形成完整的知识体系，使之更具科学性、系统性、严谨性和全面性，再在此基础上正确、灵活运用来解决具体问题。

物质结构是化学的基础，因此它与其他模块的知识联系也最为紧密，新高考中最容易与其他部分融合。主要与以下几个方面产生融合：①必修或其他选修教材中涉及的配合物结构，如山东卷第7题；②有关实验现象的解释，如银氨溶液配制，涉及某些物质溶解性问题等；③有关有机化合物的原子杂化方式及构型判断，如山东卷12题；④有关阿伏加德罗常数的化学键数目如金刚石、石墨等；⑤人教版必修2的元素推断如山东卷第3题。

有机化学可能产生交叉的模块为：必修的有机化学部分、物质结构的杂化方式及构型判断、手性等、化学反应原理部分等。

4.深入研究物质结构

教师可以适当讲解得深入一些，可以涉及一些简单的大学内容，对于旧教材中删掉的部分内容也不要完全抛弃，有些思想还是值得学习的，例如高考中常考的晶胞类型几乎都可以由堆积-填隙模型解决，如图3所示。

图3

5.重视情境构建

培养学生根据题中所给信息分析答题方向，不仅要重视考什么，更要注重怎样依托情境考查。教学过程中要多涉猎知识的延展，这也有利于学生学科核心素养的发展。

6.模拟试题质量要高、答题要规范

广大师生备考所作的努力最终都将呈现在一张高考试卷上，因此规范完成高质量习题可以事半功倍。那么什么样的题是高质量的呢？笔者认为可以从以下几个方面评价：该题目是否和当前的高考内容匹配，难度与高考题难度是否一致，包含的核心知识和核心素养是什么，可否能帮助学生建立相应的知识体系，涉及的知识点还可以何种方式呈现。