捕捉不同类型高考化学试题的关键信息,提升解题效率

周学兴 熊 娟 贵元香

(1.湖南省常德市第一中学 2.湖南省长沙市第一中学)

《中国高考评价体系》指出:高考从社会发展变化对人才的新要求出发,加大了对学生在信息时代应具有的阅读能力、获取信息能力和思辨能力的考查.高考化学试题中的信息有许多种,有最直白的“已知”信息、图像图表信息、流程图信息,还有最巧妙的牵线搭桥信息.牵线搭桥信息为解题起到了引导作用,是解决其他问题的重要信息或思路来源.本文根据题型的不同,阐述牵线搭桥信息这种“关键信息”的妙用.

1 选择题中的牵线搭桥信息

例1(2022年湖南卷)科学家发现某些生物酶体系可以促进H＋和e－的转移(如a、b和c),能将海洋中的NO2－转化为N2进入大气层,反应过程如图1所示.下列说法正确的是( ).

图1

A.过程Ⅰ中NO2－发生氧化反应

B.a和b中转移的e－数目相等

C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH4＋)＝1∶4

D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为

分析过程Ⅰ中NO2－→NO,N 元素化合价降低,被还原,选项A 错误.设产生1molN2,则步骤Ⅲ为步骤Ⅰ、Ⅱ提供4 molH＋、4mole－,其中电子分配给步骤Ⅰ和步骤Ⅱ,设xmolNO2－参与反应,则步骤Ⅰ从酶1获得xmole－,产生xmolNO,进入步骤Ⅱ转化为N2H4,得4xmole－,根据氮原子守恒,可知NH4＋的物质的量为(2－x)mol,失去电子(2－x)mol,从酶2中获得(4－x)mole－,根据电子得失守恒有4x＝2－x＋4－x,则x＝1,故NO 和NH4＋的物质的量之比为1∶1,选项B、C错误.答案为D.

点评本题难度相对较大.其中选项B的设置,为选项C的理解作了铺垫,即选项B是选项C 的牵线搭桥信息.通过对选项B 的分析,能够让考生有机会捕捉到,c过程的“4e－”分别提供给a和b2个过程.可以说选项B是完成选项C分析的“保险”.

小结选择题中选项间存在关系,通常是陌生度较高试题的一种“解题暗示”,考生要抓住这一信息,提高解题效率.

例2(2022 年湖南卷)向体积均为1 L的2个恒容容器中分别充入2 molX 和1 mol Y 发生反应:2X(g)＋Y(g)⇌Z(g) ΔH,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,2个反应体系的压强随时间的变化曲线如图2所示.下列说法正确的是( ).

图2

A.ΔH＞0

B.气体的总物质的量:na＜nc

C.a点平衡常数:K＞12

D.反应速率:va正＜vb正

分析绝热即温度可变,该反应正反应方向为气体物质的量减小的方向,甲曲线出现了压强增大的情况,说明ΔH＜0,选项A 错误.a点和c点的压强相等,而a点的温度高于c点的温度,根据理想气体状态方程pV＝nRT,有na＜nc,选项B 正确.假定a点的气体总物质的量为原来的0.5 倍,即1.5mol.设消耗Y 的物质的量为xmol,列三段式:

a点压强变为原来的时,即物质的量变为原来的,则有2－2x＋1－x＋x＝1.5,即x＝0.75.则K＝12,但此时由于温度高些,所需的总物质的量实际小于1.5mol,故K＞12,选项C 正确.根据图像可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,反应的物质的量少,达到平衡时的速率相对乙容器的快,所以Va正＞Vb正,选项D 错误.答案为B、C.

点评甲曲线是绝热环境的数据呈现,是解题的关键一步.即压强的变化是物质的量和温度共同影响的结果.

易错警示易错认为a点的温度升高,平衡逆向移动,即认为K＜12,错因是忽略了温度升高造成了压强的变化.

小结通过分析上述2道例题发现,设置“牵线搭桥信息”的选择题通常具有信息陌生度较高,起点高、落点低的特点.

变式(2019年全国Ⅰ卷)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题.图3为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图.

图3

下列叙述错误的是( ).

A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在

B.冰表面第二层中,H＋浓度为5×10－3mol·L－1(设冰的密度为0.9g·cm－3)

C.冰表面第三层中,冰的氢键网格结构保持不变

D.冰表面各层之间,均存在可逆反应

分析由图可知,冰表面第一层为氯化氢的吸附,氯化氢均以分子形式存在,选项A 正确.由题给数据可知,冰表面第二层中氯离子和水的个数比为10－4∶1,可设氯离子为10－4mol,则水的物质的量为1mol,与水的质量相比,可忽略其中溶解的氯化氢的质量,则所得溶液的质量为18g,溶液的体积为溶液中氢离子的浓度等于氯离子的浓度,为,选项B 正确.由图可知,第三层是冰,与氯化氢的吸附和溶解无关,冰的氢键网格结构保持不变,选项C 正确.由图可知,氯化氢在第一层只以分子形式存在,在第二层中氯化氢电离为离子;第三层是冰,与氯化氢的吸附和溶解无关,即在各层中均不存在电离平衡HCl⇌H＋＋Cl－,选项D 错误.答案为D.

点评本题图像陌生度“极高”,而选项A 的设置引导考生关注HCl在不同层中的存在形式,为解决后续选项,尤其选项D 提供了思考方向.

通过上述3个小题的分析,“牵线搭桥信息”这根“藤”是解题的线,通过它顺藤摸瓜,可提高解题效率,也为部分考生获得高分奠定了思维基础.

2 非选择题中的牵线搭桥信息

高考化学题的非选择题主要是填空题,某些“空”的设置,可能暗藏“牵线搭桥信息”.

例3(2019年全国Ⅰ卷,节选)Shoichi研究了467 ℃、489℃时水煤气变换中CO 和H2分压随时间变化关系,如图4所示,催化剂为氧化铁,实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等.

图4

计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率(a)＝_________kPa·min－1.467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_________、_________.489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是_________、_________.

分析由图可知,30～90min内a曲线对应物质的分压变化量Δp＝(4.08－3.80)kPa＝0.28kPa,故平均速率由于H2的物质的量分数介于0.25～0.5,CO 的物质的量分数介于0～0.25,即H2的分压始终高于CO 的分压,据此可将图4分成两部分,如图5所示.

图5

由图可知,a、b表示的是H2的分压,c、d表示的是CO 的分压,该反应为放热反应,故升高温度,平衡逆向移动,CO 分压增加,H2分压降低,故467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是b、c;489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是a、d.

点评第一空的设置,既体现了基础性,又体现了牵线搭桥作用.通过第一空的计算,让考生能够关注到30～90min内压强变化是解决后续设问的重要“线索”.

例4(2017年全国Ⅰ卷,节选)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图6所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量.已知:

图6

(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂.铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水.打开k1,加热b,使水蒸气进入e.

①d中保留少量水的目的是_________.

②e中主要反应的离子方程式为________.e 采用中空双层玻璃瓶的作用是_________.

分析①保留少量水的目的是液封,防止氨气逸出;②e中主要反应是铵盐与碱加热产生NH3,离子方程式为,采用中空双层玻璃瓶可以起到保温作用,有利于氨气全部逸出.

点评根据题干信息,该步骤是将铵盐转化为NH3,并利用水蒸气将NH3蒸出进入g 装置吸收.根据这一目的,命题者设置了3个空.第1空液封,可防止氨气逸出,符合目的.第2空,用化学符号表征反应本质,第3空的设置与第2空息息相关,双层玻璃管恰是保障了“加热”环境的持续.3个空共同回答了如何减少NH3的损失这个核心问题.

小结姑且将含“( )”的序号称为大问,将“①②③”等称为小问.命题者为了将试题文字进行精简,可能将实验综合题的步骤通过一道道“大问”的形式呈现.若是一道“大问”中含有多个小问、多个空或者一道“小问”含有多个空时,空与空之间,小问与小问之间均存在“牵线搭桥信息”.一般是层层递进,巧用前面的“藤”便可摸到后面的“瓜”.

3 启示

在高三化学复习阶段,要多一点对设问与设问间、设问与题干目的间信息内涵的拆解,培养自己以“命题者”的视角看题,能够对设问的意图和“牵线搭桥信息”进行深度学习.例如例4,若是去掉第2空的考查,那么就要求学生能厘清装置中化学反应的本质,方可分析出中空双层玻璃管的作用。

(完)