理科综合试题的特征

理科综合试题的特征
理科综合高考命题的基本思想是“以能力立意”和“以现实生活立意” ，命 题的基本思路是“首先是学科内综合，其次才是跨学科的综合” ．因此，理科综 合试题的最基本特征之一应该是“以现实生活为背景考查解决实际问题能力” ， 现举例说明理科综合试题的这一特征。

例题：SO2是引起大气污染的主要有害气体之一，我国大气质量标准中规定 SO2的浓度限值如下表所示：
大气中SO2三级标准浓度限值浓度限值［mg/（m3空气）］一级标准二级标准三 级标准年日平均 0.020.060.10 日平均 0.050.150.25 任何一次 0.150.500.70
注：“年日平均” 为任何一年的平均浓度均值不许超过的限值； “日平均”为 任何一日的平均浓度不许超过的限值； “任何一次”为任何一次采样测定不许超 过的浓度限值。

（1） 据报道，XXXX 年 2月，某城市雾大无风，家庭和工厂排出的烟雾经久 不散，大气中SO2的含量高达3.8mg/（m3空气），烟尘达4.5mg/（m3空气），居 民健康普遍受到危害， 4天之内死亡人数约 4000，流经该城市的主要河道也因此 而受到污染，引起鱼类死亡。

大气中的S02将直接危害陆生高等植物的组织， 气中S02超标最容易影响人的 _______________________ 统而患疾病，而河流中鱼类死亡与 造成大气污染所形成 ______ 有
（2） 某空气污染监测仪是根据S02和Br2水的定量反应来测定空气中的
含量的。

反应的溴来自一个装有酸性（稀硫酸）的KBr 溶液的电解池阳极的氧化 反应，电解他的阳极室与阴极室隔开的。

当测量某地区空气中S02的含量时，一 天中作了三次取样监测，每次取样的空气（已除尘）都以 1.5x10-4m3? min-1 的 流速进入电解 池的 阳极 室 ， 从电流计显示出 每次的电 流强度分别力 8.56 X 10-6A 、9.25 X 10-6A 、8.12 X 10-6A ，每次都能够保持电解池中 Br2浓度 恒定并恰好与二氧化硫完全反应（设空气中不含与溴反应的其它杂质、 电量为（ 1.6X 10-19C ）。

写出此监测过程中发生反应的化学方程式， 计算该地区空气中二氧化硫
的含 量有没有达到大气质量标准？
（3） 当大气中S02亏染较严重时，目前有一种降低其危害的方法是用直升 飞机喷撒白垩粉，其化学方程式为
（4） 某火力发电厂所在地有较丰富的碳酸钙矿和菱镁矿，若该发电厂以含
硫重油作燃料，请就地取材提出三种化学反应原理与（ 3）不同的“脱硫”方法 （ 用 化 学方 程式表示）： 第一 种 ___________________________ ；第二种 ________________________________ ；第三种
大 SO2 SO2 1 个电子。

（5）某106kw 火力发电厂以重油为燃料，以含硫3.5%的重油为燃料，重油使用量为
0. 18dm3? kw-1h-1 （重油的密度为0.95? cm-3）。

该厂开工率（每年实际运转天数）为80%，对烟道气的脱硫效率为90%问一年间对烟道气脱硫回收的SO2 能生成石膏（CaSO4 2H20多少吨？
分析：这是一道主要考查化学学科内容的综合题，试题以现实生活中普遍存在的有关SO2对大气污染所造成的危害和防治为背景，设计了多个既独立又相互联系的问题来考查考生基础知识和基本技能以及解决实际问题的能力。

首先，从学科综合角度看，题中主要考查化学基础知识的同时也考查了生物学和物理学知识，有一定的综合性。

其次，从试题设计的能力层次看，第1 小题只要求回答S02污染大气会造成对植物、人类、鱼等水生动物的危害，能力要求低，大多数学生能回答。

第2 小题要求根据题给信息找出该测定方法的化学反应原理和用物理、化学两科的基础知识计算出所取大气样品中S O2的含量，并判断当地大气质
量的级别，由于所给情景较复杂、解决该问题要求有较强的学科综合能力和信息加工处理能力，能力要求比第1 小题高。

第3小题能力要求较低，但这一小题也为后续问题的回答提供了提示。

第4小题要求从当地实际出发设计出三种“脱硫” 方法，回答时必须紧密结合生产实际，有一定的创造性要求，能力要求比第2小题还要高。

第5小题中，虽然计算所涉及的化学原理并不复杂，但由于情景接近生产实际也有一定难度，第三，从题中信息的给出形式看，有计算用的数据和单位信息（题中空气体积单位用“ m3、SO2的允许浓度单位用“mg/（m3空气）”，重油使用量的单位用“ dm3? kW-1h-T、空气进入电解他的流速单位用“ m3? min-1 ”表示），有解题中要用来作判别标准的信息----“大气中SO2三级标准浓度限值”（模拟研究情景，测试解题者选样信息，应用信息的能力）等等。

解答：/1）从化学、物学科中学过有关的基础知识，很容易答出SO2易破坏
植物的叶组织，SO2最易影响人的呼吸系统，SO2污染大气后形成酸雨严重时会使湖泊、河流中鱼类等死亡。

/2）根据电解原理可写出电解KRr溶液的化学方程式为再根据SO2的性质可写出SO2跟Br2水反应的化学方程式：
Br2+S02+2H2O=H2SO4+2HBr
根据“能够保持电解池中Br2浓度恒定并恰好与SO2完全反应”可知电解产生的
Br2与SO2反应所消耗的Br2的物质的量相等。

根据电流计显示的电流强度可计算出每秒通过电极的电子的物质的量。

当1=8.56 X 60-6A时，n（e）=（8.56 X 10-6）/（1.6 X 10-19X 6.02 X 1023）=8.89 X 10-11（mol）
根据反应的化学式可得出，当电极上有2mol电子通过时就有lmolSO2参加
反应，所以大气中SO2 的含量为：
(8.89X10-11X60X64X103)/(1.5 X10-4X2)=0.576[mg/(m2 空气)
依次可算得当1=9.25 X 10-6A时，大气中SO2的含量为0.608[mg/(m3空气)]; 当1=8.12 X 10-6A 时，大气中SO2含最为0.554[mg/ (m3空气)]。

对照标准，虽每次取样的测试结果没有超过0.70[mg/(m3 空气)] ，但日平均
值没有达标，所以从SO2含量角度看被监测地区的大气没有达到大气质量标准。

(3) 联系碳酸和亚硫酸的酸性强弱及亚硫酸盐的还原性就可写出有关的化学方程式：
2SO2+2CaCO3+O2=2CaSO4+2CO2
(4) 用煅
烧石灰石制得生石灰，再制成石灰浆，用石灰浆浊液来吸收SO2 2Ca(OH)2+2SO2+O2=2CaSO4+2H2O
燃烧菱镁矿，制氧化镁，用氧化镁浊液来吸收SO2；
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
用氢氧化钠溶液来吸收，再用石灰使氢氧化钠再生，氢氧化钠溶液可循环使用，消耗掉的是石灰：
2Na0H+SO^ NaSO3+H2O
Na2SO3+Ca(OH)2=CaSO+2NaOH
(5)每1molS从理论上可生成1molCaSO4 2H2O设可制得xt即：
SCaSO?4 2H2O
32(t)172(t)
360X 24X 80%< 106X 0.18 X 0.95 X 103X 10 -6X 3.5%X 90%(t)x(t)
得x=2.0 X 105(t)
可制得2.0 X 105 号CaSO? 2H2O
启示：
( 1 )高考中将物理、化学、生物三门学科合并成“综合理科”后，考试的知识覆盖面必定会大大减小，学科基础知识和基本技能的考查重点也会有所变化，在巩固学科主干知识的前提下要特别重视那些紧密结合现实生活、联系生产实际的知识。

以现实生活问题为背景米考查学科基础知识和基本技能将成为考查“双基”的一种重要形式。

学习中，要“紧密结合现实生活” ，重视各学科中与生活、生产、环境保护等等联系实际的知识内容，注重从联系生活实际这个角度去理解各学科中的基础知识和基本原理，重视从联系生产、生活实际这个侧面去把握基本技能研究方法，重视从解决实际问题这个层面去锻炼
自身的学科综合能力和实践能力，善于用学过的知识来认识和解释来自于与生活、生产、自然现象密切相关的实际问题。

（2）现实生活中许多表述方式与学科中常用的表述方式不完全一样，如现实生活和生产中经常用的“ ppm浓度、气体体积单位常用“ m3等，化学学科很少用到这几种单位，学习中要注意多阅读一些课外读物，了解生活、生产中常见的表述方式，如用图象形式来表示某些变化趋势，又如用数据表格用数据表格形式来表示各种生产条件优劣等。

（3）“以能力立意”、“以现实生活立意”，体现在能力考查上会突出对解决实际问题的实践能力的考查。