透視情境維度把準問題角度形成思維模型

摘要：介紹了有關化學反應原理試題的解題策略.

關鍵詞：解題策略;化學反應原理;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2022）15-0128-03

收稿日期：2022-02-25

作者簡介：王潔（1974.11-），女，江蘇省無錫人，碩士，中學高級教師，從事化學教學研究.

化學反應原理試題多以工業生產或前沿科技為情境，題目綜合應用強、化學信息多（文本、圖表）、設問角度活.化學反應原理在江蘇近三年重大考試中的分布情況見表1.

高頻考點有：ΔH計算或書寫熱化學方程式，自發與ΔH、ΔS的關系;電極反應書寫，電極附近的反應，pH變化，離子或電子的移動與數目及相關計算，金屬的腐蝕與防護;平衡常數K的計算及與溫度的關系，根據K判斷平衡的移動，比較濃度、物質的量、壓強、轉化率、百分含量等 ;四大平衡影響因素及其在生產生活中的應用 ;判斷或計算溶液中的pH，調控溶液的酸堿性 ;溶液中的三個守恒，離子濃度大小比較;酸堿中和滴定及應用;分析圖像從限度、速率角度討論反應條件的選擇.

化學反應原理試題情境主要包含四個維度：考察熱化學和電化學的化學反應與能量情境;考察焓變、活化能、中間體（中間產物）和反應速率的化學反應機理情境;考察化學反應速率、方向限度和平衡移動的情境;考察溶液中的離子反應的情境.透過這些情境維度，分析和精準把握問題的角度，最后形成解決這類問題的思維模型，從而讓學生有法可依.下面具體從四個情境維度出發，通過典型考題來分析解題策略.

1 化學反應與能量

這類題命題角度主要有：根據能量圖像判斷焓變ΔH;結合蓋斯定律進行ΔH計算或書寫熱化學方程式;結合背景材料或新型實用的電池結構圖進行原電池原理、電解原理的問題分析.

例1（2021江蘇高考節選 ）CH4與CO2重整的主要反應的熱化學方程式為

反應Ⅰ：CH（g）+CO（g）=

2CO（g） + 2H（g）ΔH=246.5 kJ·mol

反應Ⅱ：H（g）+CO（g）=

CO（g）+HO（g）ΔH=41.2 kJ·mol

反應Ⅲ：2CO（g）=CO（g）+C（s）

ΔH=-172.5 kJ·mol

①在CH與CO重整體系中通人適量HO（g），可減少C（s）的生成，反應

3CH（g） + CO（g） + 2HO（g）=

4CO（g） + 8H2（g）

的ΔH=_____.

此題考查角度為運用蓋斯定律計算ΔH .

例2（2020 新課標Ⅰ卷節選）硫酸是一種重要的基本化工產品， 接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO的催化氧化：

此題考察角度主要是運用蓋斯定律計算焓變，其信息的呈現方式在傳統的文字信息基礎上，增加了考查圖表信息.

解決以上利用蓋斯定律試題的思維模型如圖2所示.

2 反應機理

2017年普通高中化學課程標準在“化學反應速率”章節中，要求“知道化學反應是有歷程的，認識基元反應活化能對化學反應速率的影響”.

例3（2020江蘇節選） HCOOH催化釋氫.在催化劑作用下， HCOOH分解生成CO和H可能的反應機理如圖3所示.①HCOOD催化釋氫反應除生成CO外，還生成_____（填化學式）. ②研究發現：其他條件不變，以 HCOOK溶液代替 HCOOH催化釋氫的效果更佳，其具體優點是____.

圖3以上考查角度常以陌生反應為載體，通過機理圖（“循環式”）考察對催化劑、反應物、生成物的判斷，以及對反應速率的影響.

解決以上機理題的思維模型如圖4所示.

3 化學反應速率、方向限度和平衡移動

近幾年化學反應速率與化學平衡試題的呈現形式常結合圖表、圖像考查考生的綜合分析能力和解題能力，綜合性較強.命題角度主要有：能書寫平衡常數表達式，能進行平衡常數、轉化率的簡單計算，能利用平衡常數和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向;能運用濃度、壓強、溫度對化學平衡的影響規律，推測平衡移動方向及濃度、轉化率等相關物理量的變化;能從限度、速率等角度對化學反應和化工生產條件進行綜合分析.

例4（2018江蘇節選）反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖5所示，在50～250℃范圍內隨著溫度的升高，NO的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是____;當反應溫度高于380℃時，NO的去除率迅速下降的原因可能是____.

此題考察角度從速率角度討論反應條件的選擇.此處沒有出現可逆反應，強調的是反應相同時間，去除率的大小用化學反應速率理論來解釋.溫度影響化學反應速率，影響催化劑的活性.

解決以上速率和平衡理論應用的思維模型如圖6所示.

4 溶液中的離子反應

近幾年高考試題中，水溶液中的離子反應和平衡呈現的形式多以表格形式、圖像形式和實驗形式.綜合性較強，思維性較強.命題角度主要有：能從電離、離子反應、平衡的角度分析溶液的性質;進行溶液pH的簡單計算，正確測定溶液pH，調控溶液的酸堿性;綜合運用離子反應、平衡原理，分析和解決生產、生活中有關電解質溶液的實際問題;電離常數、水的離子積、水解常數、K的關系及其計算;pH曲線的理解與應用等.

例5（2021江蘇11）室溫下，通過下列實驗探究NaHCO、NaCO溶液的性質.

此題考察四個獨立的溶液，溶液有單一溶液或混合溶液（考慮反應），常涉及二元弱酸或含“弱”的鹽.涉及電離平衡常數和水解平衡常數、沉淀溶解平衡、離子反應、離子濃度的大小比較.

解決以上離子反應和平衡的思維模型如圖7所示.

總之，考察化學反應原理試題的核心知識不變，平時復習中要夯實基礎，形成解題的思維模型.另外要關注高考題，精選試題，熟悉高考的考查方式和內容;創設和研讀新情境、抓住信息、聯系理論.重視看圖、畫圖、析圖，訓練文字表達的方式分析反應原理.經過這樣的復習，相信學生對化學學科的本質能更好的理解，促進學生的化學學科核心素養的進一步提升.

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[責任編輯：季春陽]