高考化学化学学科核心素养与考试说明
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【核心素养解析】 高中化学所关注的重点之一是物质的变化。 变化的发生需要条件,同时也与物质的性质有很 大的关系,也就是“外因”和“内因”,想要知 道物质到底会发生怎样的变化,就需要辩证地看 待内因与外因的作用。 量变引起质变,但是量变到什么程度会发生 质变?又会质变到什么程度?这些并不是没有规 律可寻的,其中也渗透着哲学的思想,这些都是 需要探究的。 高中化学中很多物质的变化、性质都是有普 遍性的规律的,我们应当善于利用这些规律。但 也会有特殊情况,学生若仍利用普遍规律解题, 可能会与正确结果相矛盾,因此要注意区分清楚 主要及次要,化解这种矛盾。
“变化观念与平衡思想”素养的核心知识内容包括氧 化还原反应、离子反应、化学反应与能量转化、化学反应 限度和速率等。
素养 3:证据推理与模型认知 “证据推理与模型认知”是化学对物质及 其变化的认识方式,是基于观察和实验等方法获 取的物质及其变化的事实并进行分析推理、抽象 概括、建构模型以揭示化学变化及其规律的过 程,是运用证据推理和模型思想解决相关化学问 题的能力和品质。 通过高中化学课程的学习,要求学生能通过 观察和实验收集物质及其变化的证据,基于证据 进行分析推理后形成结论,能解释证据与结论之 间的关系,确定形成科学结论所需要的证据和寻 找证据的途径;能依据物质及其变化的信息进行 抽象概括并建构模型,用模型思想认识物质及其 变化的一般规律。
④25 ℃时 N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡 常数 Kp=______kPa(Kp 为以分压表示的平衡常 数,计算结果保留 1 位小数)。
(3)对于反应 2N2O5(g)―→4NO2(g)+O2(g), R.A.Ogg 提出如下反应历程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡 第 二 步 NO2 + NO3―→NO + NO2 + O2 慢反应
② 研 究 表 明 , N2O5(g) 分 解 的 反 应 速 率 v = 2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62 min 时,测得 体系中 pO2=2.9 kPa,则此时的 pN2O5=______ kPa,v=______kPa·min-1。 ③若提高反应温度至 35 ℃,则 N2O5(g)完全分解后 体 系 压 强 p∞(35 ℃)______63.1 kPa( 填 “ 大 于”“等于”或“小于”),原因是____________ __________________________________________。
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) ΔH1 =-4.4 kJ·mol-1
2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应 N2O5(g)===2NO2(g)+12O2(g)的 ΔH= ______kJ·mol-1。
在新的国家课程标准中,课程目标的核心不再 是三维目标,而是核心素养。2017 年、2018 年的高 考全国理综化学卷中,已经充分体现了核心素养的 要求。因此,2019 年高考化学的迎考复习应该紧扣 化学核心素养的要求,提升学生的学习和考试水平。
素养 1:宏观辨识与微观探析 “宏观辨识与微观探析”是从分子、原子层 次对物质结构、性质、能量转变等及其相互关系 的基本认识,其既是化学学科重要的观念,又是 化学问题解决的思维视角。 通过高中化学课程的学习,要求学生能通过 观察、辨识一定条件下物质及其变化的宏观现 象,并运用化学符号表征物质及其变化;形成“物 质结构决定物质性质”的观念;能从物质结构和 性质相联系、宏观与微观相结合的视角解决相关 化学问题。
在高中阶段,促进宏观辨识与微观探析素养 发展的核心知识内容包括价类二维(以元素价态 为纵坐标、物质类别为横坐标作图)元素观、基于 电离和离子的微粒观、基于化学键的微粒作用观 等。
素养 2:变化观念与平衡思想 “变化观念与平衡思想”是对物质发展和 化学变化的条件、方向、限度和变化规律等及其 相互关系的基本认识,其既是化学学科重要的观 念,又是解决化学问题的思维视角。 通过高中化学课程的学习,要求学生能认识物质 是不断运动和变化的,化学变化是有条件的、可 控制的;能形成化学变化中元素守恒和能量转化 守恒的观念;能从变化与平衡相统一的视角考 察、分析化学反应和解决化学问题。
【核心素养解析】 “证据推理”是指“对从不同性质的数据源中提取的证据, 利用正交求和方法综合证据,通过证据的积累缩小集合,从而获 得问题的解决”。化学是一门以实验为基础的自然科学,其理论 体系是在科学家对无数事实材料概括的基础上,进行严密的逻辑 推理而形成的。在化学学科背景中理解“证据推理”,更应该是 与学科属性相对应的“基于证据的推理”。 “模型认知”是指“基于模型的认知”。其中的模型包括实 物模型和非实物的形式模型两大类,形式模型又包括数学模型、 图像模型和语义模型等情况。模型的建构有根据原型进行建模、 针对问题解决建模和从理论出发建模等路径。引领模型认知、树 立模型意识、体会模型价值、进行模型表达,是将模型认知固化 为自我学习能力的一种重要方式。 无机元素化合物的性质、变化和应用对“证据推理与模型认 知”素养的要求很高,元素周期律(表)模型及其应用、化学键模 型及其应用非常有利于培养“证据推理与模型认知”素养。
(2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器 中研究了 25 ℃时 N2O5(g)分解反应:
其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到 平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所 示[t=∞时,N2O5(g)完全分解]:
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
一、化学学科核心素养 高中化学核心素养可概括为“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”与“科学精神 与社会责任”五个方面。其中,“宏观辨识与微 观探析”与“变化观念与平衡思想”既是化学学 科观念,又是化学特征的思维视角和方式;“证 据推理与模型认知”是化学特征的思维方法;“科 学探究与创新意识”是化学学科的实践能力;“科 学精神与社会责任”是化学学科的价值追求和化 学课程对学生价值观发展的贡献。高中化学核心 素养各维度的关系如图所示。
本题以二元弱酸与一元强碱的中和滴定为载体,考查学生对 强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH 含义、离子反应、盐类 水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。考 查内容属于证据推理与模型认知范畴。主要要求:能根据己二酸 是 二 元 弱 酸 , 第 二 步 电 离 小 于 第 一 步 电 离 , 即 Ka1 = c(HcX(-)H2·Xc()H+)>Ka2=c(Xc2-()H·Xc-()H+),推出当 pH 相 等即氢离子浓度相等时 lgcc((HHX2X-))>lgcc((HXX2--)),因此曲线 N 表示 pH 与 lgcc((HHX2X-))的变化。即要求通过分析推理建立观点, 形成结论和证据之间的逻辑关系;能通过分析、推理等方法认识 研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型;能运 用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
(2017 年高考全国卷Ⅰ第 13 题示例) 常温下将 NaOH 溶液滴加到己二酸(H2X)溶 液中,混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如 图所示。下列叙述错误的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为 10-6
B.曲线 N 表示 pH 与 lgcc((HHX2X-))的变化关系
C.NaHX 溶液中 c(H+)>c(OH-) D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)> c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
(2018 年高考全国卷Ⅰ第 28 题示例) 采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化 技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题:
(1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝 酸银,得到 N2O5。该反应的氧化产物是一种气 体,其分子式为______________________。
素养 4:科学探究与创新意识 “科学探究与创新意识”是指提出化学问 题,形成猜想和假设,获取和处理信息,基于证 据推理得出结论并作出解释,对科学探究过程和 结果进行交流、评估、反思的能力。是指能尊重 事实和证据,独立思考,敢于质疑和批判不同观 点和结论,提出创造性见解的品质。 通过高中化学课程的学习,学生应具有科学 探究意识,能发现有探究价值的化学问题,提出 合理猜测与假设;能依据探究目的设计并优化实 验方案,正确实施实验探究方案;具有分析、处 理信息,描述、解释实验探究结果的能力;具有 合作与交流的意愿与能力,能对实验探究的过程 与结果进行质疑和批判、评估和反思。
第三步 NO+NO3―→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步
的平衡。下列表述正确的是____(填字母代号)。 A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B.反应的中间产物只有 NO3 C.第二步中 NO2 与 N百度文库3 的碰撞仅部分有效 D.第三步反应活化能较高
本题以 N2O5 的制备、性质等知识为载体, 考查从图表中获取信息,并书写氧化还原反应方 程式、热化学方程式的能力,并考查了反应速率、 平衡常数的相关计算,及平衡移动原理的灵活运 用等知识。考查内容属于变化观念与平衡思想范 畴。主要要求:能认识物质是运动和变化的,知 道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律; 认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能 量的转化;认识化学变化有一定的限度,是可以 调控的;能多角度、动态地分析化学反应,运用 化学反应原理解决实际问题。
(2018 年高考全国卷Ⅰ第 12 题示例) 主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增 加,且均不大于 20。W、X、Z 最外层电子数之 和为 10;W 与 Y 同族;W 与 Z 形成的化合物可 与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法
正确的是( ) A.常温常压下 X 的单质为气态 B.Z 的氢化物为离子化合物 C.Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性 D.W 与 Y 具有相同的最高化合价
我们如果能用哲学的眼光来看待化学中物质的变化, 用辩证唯物主义的观点来看内因与外因,探究规律,把握 量变和质变,分清主次,化解与旧有观点的矛盾,培养化 学“变化与平衡”的观念,则不仅能对化学这一学科有更 为深入且贴近本质的理解,而且能树立正确的人生观、价 值观,培养化学核心素养。通过“变化观念与平衡思想” 的培养,要求学生能认识物质是在不断运动的,物质的变 化是有条件的;能从内因与外因、量变与质变等方面较全 面地分析物质的化学变化,关注化学变化中的能量转化; 能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究,逐步 揭示各类变化的特征和规律;能用对立统一、联系发展和 动态平衡的观点考察、分析化学反应,预测在一定条件下 某种物质可能发生的化学变化。
本题以元素化合物知识为载体,考查元素周 期表和元素周期律的知识。考查内容属于宏观辨 识与微观探析范畴。主要要求:能认识物质的多 样性,并能对物质进行分类,能认识物质的组成、 结构、性质和变化,能形成“物质结构决定物质 性质”的观念,能从宏观和微观相结合的视角分 析与解决实际问题。
【核心素养解析】 地球上所有的物质都是由元素组成的,自然存在的元素有 94 种,人 造元素有 24 种。人体内所含有的元素,目前已知的达到 60 多种。 我们认识的纯净物也都是由分子、原子、离子等微小粒子构成的。 比如,水是由许许多多的水分子构成的,氯化钠是由许许多多的钠 离子和氯离子构成的。元素是具有相同的核电荷数(即核内质子数) 的一类原子的总称。元素是一个宏观的概念,我们一般在描述宏观 物质时使用它。在微观世界中,我们更多的是用原子、分子、离子 等微粒来描述物质。学习化学,就是要能通过观察、辨识一定条件 下物质的形态及变化的宏观现象,初步掌握物质及其变化的分类方 法,并能运用符号表征物质及其变化,能从物质的微观层面理解其 组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用” 的观念,能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的 性质和可能发生的变化。在学习化学后,要明白“几乎所有物质都 是化学物质”和“所有物质都是由化学元素组成的”这些常识。而 像“本产品是绿色环保的,不含任何化学物质”,就是犯了科学常识 性的错误。