剖析高考真題 突破反應歷程

江西

化學反應歷程題最早出現(xiàn)在2014年全國卷Ⅰ第9題，考查H2O2的分解機理，在近幾年的高考真題及模擬題中高頻考查。試題往往結合學習探索情境，素材多為最新研究成果，考點源于教材，略高于教材，體現(xiàn)了基于真實情境的項目式化學教學，凸顯了基礎知識在培養(yǎng)關鍵能力、學科核心素養(yǎng)中的地位和支撐作用，滲透了對化學學科核心素養(yǎng)的考查，充分體現(xiàn)高考的命題要求。筆者對近四年高考試題的命題特點進行了對比分析，對典型試題進行了詳細解析，總結解答此類問題的策略，以期對師生的復習備考有所幫助。

1 近四年高考真題對比分析

表1 2017—2020年全國卷及新高考地區(qū)試題反應歷程考查形式及角度

1.1 試題特點

(1)此類試題大多以學科發(fā)展為內容情境，呈現(xiàn)最新的科研成果，情境新穎、知識覆蓋面廣、綜合性較強。

(2)從歷年的高考試題來看，試題主要以機理圖及能量變化圖的形式展示。在以機理圖形式的考查中，每道題都涉及化學鍵的知識點；在能量變化圖像分析中，多次出現(xiàn)對活化能的考查。

(3)試題的呈現(xiàn)形式“穩(wěn)中有變”，從2014年全國卷Ⅰ的以文字敘述為主的選擇題變?yōu)榻鼛啄旮呖贾袌D像信息的考查。對考生接受、吸收、整合化學信息的能力和信息轉化能力要求較高。

1.2 考點框架

圖1

2 解題策略

2.1 類比遷移，突破化學鍵數(shù)目的變化

反應機理圖像詳細描述了每一步轉化的過程，包括過渡態(tài)的形成、鍵的斷裂和生成。解題時，考生應通過化學鍵的成鍵特點抓住反應的特點，從而快速獲得解題思路，縮短解答時間，迅速找到解題突破口。

2.2 注意反應物、產(chǎn)物、催化劑、反應中間體的區(qū)別

從歷年高考真題來看，反應物、生成物、催化劑和中間體的考查在機理圖中出現(xiàn)多次，對于反應機理圖的分析，最重要的是反應物、產(chǎn)物、催化劑以及中間體的判別，催化劑在機理圖中多數(shù)是以完整的循環(huán)出現(xiàn)的，通過一個箭頭進入整個歷程的物質則是反應物，而通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質一般是產(chǎn)物，反應中間體(中間體)是化學反應的中間產(chǎn)物。

圖2 圖解Fe(CO)5催化CO與H2O的反應

2.3 掌握兩大基本功，突破能量變化圖像

2019年全國卷Ⅰ首次出現(xiàn)結合能量圖考查化學反應機理，2020年山東卷、天津卷、浙江七月選考有相似的考查方式。此類題型基于計算機模擬結果考查反應歷程與機理、反應過程的能量變化；題型新穎，增強了試題的陌生度，起點高落腳點低，主要考查學生提取圖表、圖形信息和解決實際問題的能力。掌握兩大基礎知識——“化學反應過程中的能量變化”及“活化能”，可輕松破解此類難題。

化學反應體系中反應物、生成物的能量和活化能關系如圖3所示。活化能是指化學反應中由反應物分子到達活化分子所需的最小能量。活化能表示勢壘(有時稱為能壘)的高度。E1表示正反應的活化能；反應物的總能量大于生成物的總能量，ΔH<0。

圖3

圖4

表2 圖像中各階段反應歷程信息分析

3 試題賞析

【例1】(2020·全國卷Ⅰ·10)銠的配合物離子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化，反應過程如圖5所示。

圖5

下列敘述錯誤的是

( )

A.CH3COI是反應中間體

C.反應過程中Rh的成鍵數(shù)目保持不變

【答案】C

【解析】

1.圖像分析

圖6

2.選項分析

( )

圖7

A.HCN比HNC穩(wěn)定

B.該異構化反應的ΔH=+59.3 kJ·mol-1

C.正反應的活化能大于逆反應的活化能

D.使用催化劑，可以改變反應的反應熱

【答案】D

【解析】

1.圖像分析

圖8

E1表示正反應的活化能；E2表示逆反應的活化能；焓變ΔH=59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1

2.選項分析

由圖像分析可知，HCN能量比HNC能量低，因此，HCN比HNC穩(wěn)定，故A項正確；焓變等于生成物總能量減去反應物總能量，因此該異構化反應的ΔH=+59.3 kJ·mol-1，故B項正確；由圖解信息可知，正反應的活化能大于逆反應的活化能，故C項正確；使用催化劑，不能改變反應的反應熱，只改變反應路徑，反應熱只與反應物和生成物的總能量有關，故D項錯誤。

【例3】如圖9分別代表溴甲烷和2-溴叔丁烷發(fā)生水解的反應歷程。下列說法錯誤的是

( )

A.反應Ⅰ的ΔH>0

B.反應Ⅱ有兩個過渡態(tài)

C.增大氫氧化鈉的濃度可使反應Ⅰ和Ⅱ速率都增大

D.反應過程中反應Ⅰ和Ⅱ都有C—Br的斷裂和C—O鍵的形成

【答案】AC

【解析】

1.圖像分析

圖10

2.選項分析

4 總結及備考建議

從近幾年的高考真題可以看出，當前反應機理試題選材新穎，題干語境真實，逐漸加大情境陌生度和呈現(xiàn)形式的創(chuàng)新度，考點“源于教材，高于教材”，落點往往是考查學生讀取圖表信息的能力以及利用題目給予的新信息解決問題的能力，充分體現(xiàn)了高考試題的基礎性和創(chuàng)新性，符合高考評價體系的要求。

化學學科參考《中國高考評價體系》、依據(jù)《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》和高校人才選拔要求，科學構建考查內容，反應機理正是作為考查學生接受、吸收整合化學信息的能力以及分析和解決化學問題的能力的重要載體。機理題的考查形式較為新穎，易讓學生產(chǎn)生畏難情緒。因此，備考中應多關注“在哪兒、從哪來”的基本問題。加強對(人教版)選修4緒言部分的學習，熟練掌握活化能、反應熱等基礎性知識，以課本為起點，構建完整的知識網(wǎng)絡。