化学综合性试题的命题特点及教学启示

唐明 张海洋

摘要： 综合性试题是新高考命题的重要题型。综合性命题坚持素养导向，注重以综合层面的问题情境为载体，要求学生综合运用多种知识或技能解决问题，实现对基础知识、关键能力、学科素养和核心价值的全面考查。以新高考化学综合性试题为例，围绕学科内知识综合、学科间知识综合和新与旧知识综合等三种命题类型，分析探讨新高考命题特点及解题思路，并提出若干新课程教学的启示。

关键词： 化学新高考； 综合性试题； 命题特点； 解题思路

文章编号： 10056629（2024）04008705

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

新高考化学试题命制，承载着落实立德树人、服务选拔、导向教学的功能。《中国高考评价体系》中明确了“一核”“四层”“四翼”的概念［1］。其中“四翼”为考查要求，即“基础性、综合性、应用性、创新性”，是素质教育的评价维度在高考中的体现［2］。同时“综合性”强调“融会贯通”，基础知识内容之间、模块内容之间、学科内容之间应相互关联、交织成网［3］。

“綜合性”是新高考命题的趋势。综合性命题的主要特点是以综合层面的问题情境为载体，要求学生综合运用多种知识或技能解决问题，从而落实对基础知识、关键能力、学科素养和核心价值的全面考查。本文选择不同类型的综合性试题，从核心功能、考查载体、考查内容、考查要求等维度分析命题特点，探讨解题思路并提出对新课程教学的启示。

1  综合性试题的命题特点及解题思路

1.1  学科内知识综合的命题

在当前各地新高考化学试卷中，都比较重视对学科内知识的综合考查，引导教学建立知识的内在联系，帮助学生把握知识的内在规律。特别是那些化学实验题、无机化工流程图题和化学反应基本原理题，打破了某种题型只对单一主题知识进行考查的局限，将不同主题知识贯穿在不同题型中进行考查，体现了新高考重视学科内知识综合命题的思想。

例1：（2022年广东高考题）食醋是烹饪美食的调味品，有效成分主要为醋酸（用HAc表示）。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时，HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。

（1） 配制250mL 0.1mol·L-1的HAc溶液，需5mol·L-1 HAc溶液的体积为    mL。

（2） 下列关于250mL容量瓶的操作，正确的是    。

A

B

C

D

（3） 某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。

提出假设：稀释HAc溶液或改变Ac-浓度，HAc电离平衡会发生移动。

设计方案并完成实验：用浓度均为0.1mol·L-1的HAc和NaAc溶液，按下表配制总体积相同的系列溶液；测定pH，记录数据。

① 根据表中信息，补充数据：a=    ，b=    。

序号V（HAc）/mLV（NaAc）/mLV（H2O）/mLn（NaAc）：n（HAc）pH

Ⅰ40.00//02.86

Ⅱ4.00/36.0003.36

…

Ⅶ4.00ab3∶44.53

Ⅷ4.004.0032.001∶14.65

② 由实验Ⅰ和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平衡    （填“正”或“逆”）向移动；结合表中数据，给出判断理由：          。

③ 由实验Ⅱ～Ⅷ可知，增大Ac-浓度，HAc电离平衡逆向移动。

实验结论：假设成立。

（4） 小组分析上表数据发现：随着n（NaAc）/n（HAc）的增加，c（H+）的值逐渐接近HAc的Ka。

查阅资料获悉：一定条件下，按n（NaAc）/n（HAc）=1配制的溶液中，c（H+）的值等于HAc的Ka。

对比数据发现，实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。

① 移取20.00mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.1000mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08mL，则该HAc溶液的浓度为    。在答题卡虚线框中，画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点    。

② 用上述HAc溶液和0.1000mol·L-1 NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。

（5） 小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1mol·L-1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。

Ⅰ移取20.00mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1mL。

Ⅱ    ，测得溶液的pH为4.76。

实验总结：得到的结果与资料数据相符，方案可行。

（6） 根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途    。

1.1.1  命题特点分析

（1） 核心功能：基于“食醋是烹饪美食的调味品”，传递化学能使世界变得更加美好的信息，引导学生树立热爱科学和热爱生活的信念；突出对学生综合运用知识、实验设计与分析、科学探究与创新意识等能力和素养的考查，具有较好的区分度和选拔功能；打破学科知识之间的壁垒，建立知识之间的内在联系，提升知识综合运用能力。

（2） 考查载体：以创设实验情境为载体，包括溶液配制、酸碱中和滴定、平衡移动探究等综合层面的问题情境，覆盖了实验基本操作、验证性实验、探究性实验等全部实验内容领域的考查。

（3） 考查内容：在对无机弱酸的性质与用途、物质的量浓度的计算、电离平衡的移动、电离平衡常数的计算以及相关实验知识与技能等学科知识综合考查的基础上，综合考查了理解与辨析、分析与推测、探究与创新、归纳与论证等关键能力；宏观辨析与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科素养；学科社会价值、学科本质价值等核心价值观念。

（4） 考查要求：基于综合层面的实验问题情境，综合考查物质的性质与用途、物质的量浓度、溶液中的电离平衡、化学实验等方面的知识与技能，属于以学科内知识综合命题为主的试题。

1.1.2  解题思路分析

第一步：读题审题。领会命题的目的和意图。如本题包括HAc溶液的配制、HAc电离平衡影响因素的探究、准确测定HAc溶液的浓度、准确测定HAc的Ka和无机弱酸的判断等问题的解决。第二步：寻找方法。要找到解决问题的那把钥匙。如在准确测定HAc的Ka中，抓住“一定条件下，按n（NaAc）/n（HAc）=1配制的溶液中，c（H+）的值等于HAc的Ka”进行实验设计等。第三步：建立模型。形成解题的流程、框架和策略。如在HAc溶液的配制中，根据“配制溶液体积×配制溶液浓度=选用溶液体积×选用溶液浓度”来求选用溶液体积，根据“检漏→转移→洗涤→预摇→定容→摇匀→装瓶贴签”的容量瓶使用方法来判断实验操作等，从而建立解题的思路和模型。

1.2  学科间知识综合的命题

在当前各地新高考化学试卷中，注意渗透对跨学科知识的综合考查，引导学生建立学科间知识的内在联系，提升学生综合运用不同学科知识的能力，体现了新高考重视跨学科知识综合命题的思想。如结合汉字文化发展考查合金材料、结合馆藏文物考查硅酸盐产品、结合劳动教育考查化学知识、结合生物循环考查物质转化、结合物质对光的吸收程度考查化学平衡变化、结合晶胞结构进行计算等，分别将化学知识与中华优秀传统文化、历史、劳动教育、生物、物理、数学等学科知识进行了综合考查。

例2：（2022年广东高考题）我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其电热性，该方法有助于加速新型电热材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1所示，分别沿x、 y、 z轴方向的投影均为图2。

图1

图2

① X的化学式为    。

② 设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρg·cm-3，则X中相邻K之间的最短距离为    nm（列出计算式，NA为阿伏伽德罗常数）。

1.2.1  命题特点分析

（1） 核心功能：基于“我国科学家发展了一种理论计算方法”，传递一种对我国科学的自信心和自豪感，引导学生树立热爱科学和奉献科学的信念；命题围绕晶胞结构分析与计算，考查学生综合运用数学和化学跨学科知识解决问题的能力，具有较好的区分度和选拔功能；打破学科知识之间的壁垒，建立知识之间的内在联系，提升跨学科知识综合运用的能力。

（2） 考查载体：以含Se新型电热材料为主线，创设了晶胞结构、晶胞投影、晶胞体积等综合层面的问题情境，引出对晶胞组成、结构及体积等综合考查。

（3） 考查内容：在对晶胞组成、结构、质量、体积、密度等必备知识考查的基础上，综合考查了理解与辨析、分析与推理、归纳与论证等关键能力；宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科素养；学科社会价值、学科本质价值等核心价值观念。

（4） 考查要求：基于晶体结构综合层面的问题情境，综合考查化学式、晶体结构、空间分析和体积计算等方面的知识与技能，体现了化学与数学跨学科命题思想，属于以跨学科知识综合命题为主的试题。

1.2.2  解题思路分析

第一步：聚焦问题。本题设计有两个问题：一是求解X的化学式，涉及晶胞中原子或原子团的组成情况；二是求算X中相邻K之间的最短距离，涉及晶胞体积、边长及对角线等计算。第二步：建立關系。求解X的化学式，利用晶胞构成建立原子或原子团个数计算关系，取最简式即为化学式；求算X中相邻K之间的最短距离，根据晶胞体积运算建立计算关系，最后求得相邻原子最短距离。第三步：分步破解。对于多步求解可建立分步破解的思维导图。如求算X中相邻K之间最短距离的思维导图是：计算一个晶胞的质量→计算晶胞的体积→计算晶胞的边长→计算晶胞侧面对角线长度→得到相邻K之间的最短距离。

1.3  新与旧知识综合的命题

在当前各地新高考化学试卷中，注意将未学新知识融入到高考命题中，既考查了学生运用已学知识学习新知识的能力，同时又考查了学生运用新知识解决问题的能力，体现了新高考重视新与旧知识综合命题的思想。如在无机化工流程图题中，存在酸洗碱洗、酸浸碱浸、溶液pH调节等多种物质转化的新知识，需要运用已学知识领会新知识的原理，才能解决无机化工流程图题中的问题；在有机化学合成题中，有部分环节的有机物转化原理并没有学过，需要学生运用已学知识去理解其中的原理，同时还要运用该原理设计新物质的合成路线等。

例3：（2022年广东高考题）基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物I为原料，可合成丙烯酸V、丙醇VII等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。

选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述图1信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体（图2）。写出Ⅷ的单体的合成路线    （不用注明反应条件）。

1.3.1  命题特点分析

（1） 核心功能：基于“生物资源开发”与“绿色化学”，引导学生树立绿色化学理念和环保理念；在有机合成过程中，存在某些未学过的有机物转化原理，需要运用已学知识理解未学新知识，考查综合运用新旧知识解决问题的能力，具有较好的区分度和选拔功能；自主学习能力是一种重要的学习能力，注意立足日常课堂新知识的学习，引导学生主动探索和自主构建知识网络。

（2） 考查载体：以“合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料”为载体，创设了高分子化合物Ⅷ单体合成路线的综合层面的问题情境，引出对有机化学知识综合运用的考查。

（3） 考查内容：在对有机物结构、性质、合成等必备知识考查的基础上，综合考查了理解与辨析、分析与推测、探究与创新、归纳与论证等必备能力；宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等学科素养；学科社会价值、学科本质价值等核心价值观念。

（4） 考查要求：基于高分子化合物Ⅷ的单体合成路线的综合层面问题情境，综合考查有机物结构、性质、合成等方面的知识与技能，突出考查了对图1中新反应机理的理解与应用，属于以新与旧知识综合命题为主的试题。

1.3.2  解题思路分析

第一步：问题梳理。抓住两个关键点：“二个羧基的化合物”是一种类似Ⅳ的有机化合物，是解题的第一个关键点；“制备高分子化合物Ⅷ的单体”是一种类似丙烯酸丙酯的有机化合物，是解题的第二个关键点。第二步：新知应用。“高分子化合物Ⅷ的单体”可以通过2甲基丙烯酸与2甲基丙醇酯化反应制得。同时，参照图1合成路线中Ⅳ→Ⅶ的转化原理，2甲基丙烯酸和2甲基丙醇可以通过2，3二甲基丁烯二酸合成得到。第三步：模型构建。整理解题思路，“高分子化合物Ⅷ的单体”的合成先由2，3二甲基丁烯二酸分别制得2甲基丙烯酸、2甲基丙烯醇和2甲基丙醇，然后将2甲基丙烯酸与2甲基丙醇酯化反应而得到。合成路线见下图。

2  教学启示

经分析与探讨新高考综合性试题的命题特点和解题思路，获得以下三点教学启示。

（1） 导向素养教学。

引导学生学科学、用科学和爱科学，推进学科核心素养教学实践，建立学科核心素养导向的课堂教学新模式；帮助学生树立文化自信和科学自信，引导学生认识学科知识的社会价值；引导学生树立绿色化学理念，建立绿色化学价值取向，落实学科核心素养。

（2） 导向情境教学。

注意将教学内容置于社会生活情境或探究问题情境中，引导学生在情境体验中掌握学科知识，同时提升能力、发展素养并形成价值观。要将推进跨学科衔接作为学科教学的要求，在学科教学中创设跨学科教学活动情境，积极探索跨学科教学的思路、方法和策略。如通过创设有机物转化的具体情境，引导学生捕捉有机物中官能团变化信息，把握信息中蕴含的机理、规律和方法，发展学生信息处理的能力。

（3） 导向综合教学。

积极探索开展大单元主题教学，鼓励学科教师创新教学实践，打破学科内知识之间的壁垒，建立学科知识之间的内在联系。在跨学科综合教学活动情境中，引导学生建立不同学科知识的内在联系，培养学生综合运用不同学科知识解决问题的能力。在教学中发展学生的自主学习能力，引导学生运用旧知识学习新知识，掌握知识学习迁移的思路和方法，做到举一反三、触类旁通，提升综合运用新旧知识解决问题的能力。如以化学实验教学为载体，引导学生开展学科内知识的综合学习；以物质晶胞结构图为载体，引导学生开展跨学科知识的综合学习；以有机合成流程图为载体，引导学生开展新旧知识的综合学习，有利于更好地落实关键能力、学科素养和核心价值观教学。

参考文献：

［1］［2］教育部考試中心. 中国高考评价体系［M］. 北京： 人民教育出版社， 2019： 6.

［3］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： 41.