從簡單模仿到創新改編
——一道試題的蛻變之旅

王 明 王文佳

(重慶市育才中學校)

高考評價體系主要由“一核”“四層”“四翼”三部分組成,“一核”回答“為什么考”的問題,“四層”回答“考什么”的問題,“四翼”回答“怎么考”的問題。高中教學中,在“一核”和“四翼”相對固定的情況下,對于命題教師來說應主要聚焦于“四翼”,即“基礎性、綜合性、應用性、創新性”。知識初學、強化鞏固和能力提升階段,對于題目的命制來說應有不同的要求。筆者通過對一道試題的多次改編,使其從基礎性開始,過渡到綜合性,最后提升到了應用性和創新性的層面,踐行了高考評價體系中的“四翼”考查要求。具體論述如下:

1.初學階段,聚焦于知識的“基礎性”,強調落實與過手

【原題】利用工業尾氣NO2與O3反應制備新型硝化劑N2O5,過程涉及以下反應:

反應序號化學方程式反應熱平衡常數Ⅰ2O3(g)3O2(g)ΔH1K1Ⅱ4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)ΔH2K2Ⅲ2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)ΔH3K3

已知:ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0,回答下列問題。

(1)ΔH1=____________(用含ΔH2、ΔH3的代數式表達),K1=____________(用含K2、K3的式子表示)。

(2)反應Ⅱ________(填“高溫” “低溫”或“任意溫度”)下能自發進行。

(3)反應Ⅲ,升高溫度K3________(填“增大” “減小”或“不變”)。

【原題評析】優點:注重知識的考查,檢驗學生對基礎知識的掌握程度。學生經過新課學習后,容易模仿解答。對初學者鞏固知識,落實基礎來說是一道很好的練習題!

缺點:只是簡單的模仿,考查學生的低階思維(知道、領會),沒有涉及高階思維和核心素養。不符合高考命題要求——“無能力,不入題”,因此并不適合高三一輪復習!

【原題分析】關鍵信息,試題中已經給出。

(2)ΔG=ΔH-TΔS,反應Ⅱ中,ΔH<0,ΔS<0,低溫時可以使ΔG<0,故該反應“低溫自發”。

(3)反應Ⅲ中,ΔH3<0,故升高溫度平衡逆向移動,K3減小,故答案為“減小”。

2.強化鞏固階段,“綜合性”的雛形開始顯現

【改編1】利用工業尾氣NO2與O3反應制備新型硝化劑N2O5,過程涉及以下反應:(表格與前面原題一致)。

(1)K1=____________(用含K2、K3的式子表示)。

(2)反應ΔH2________(填“>”或“<”)0,反應Ⅰ________(填“高溫” “低溫”或“任意溫度”)下能自發進行。

A.<-2 B.-2～0 C.0～2 D.>2

【改編1評析】關鍵信息通過函數表達式的形式給出,體現學科(化學和數學)的融合,考查到了中階思維(應用、分析)!既注重基礎知識的落實,同時又有一定的綜合性。適當練習后,前面三空容易做對,最后一空則稍顯困難,適合有一定基礎的學生鞏固提高。

【改編1分析】利用一次函數相關知識學生不難得出,溫度升高,平衡常數K減小,反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應,ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0。這樣就和前面例題的已知完全相同了!

(2)ΔH2<0;反應Ⅰ中ΔH1<0,ΔS>0,任意溫度下,都可以使ΔG=ΔH-TΔS<0,故本空的答案為“任意溫度”。

3.能力提升階段,聚焦于“應用性”和“創新性”

【改編2】利用工業尾氣NO2與O3反應制備新型硝化劑N2O5,過程涉及以下反應:(表格與前面原題一致)。

圖1

(1)K1=____________(用含K2、K3的式子表示)。

(2)反應ΔH1________(填“>”或“<”)0。

A.<-2 B.-2～0 C.0～2 D.>2

【改編2評析】已知題干部分的改編來源:(2021年廣東卷,19題節選)我國力爭于2030年前做到碳達峰,2060年前實現碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應:

圖2

問題(1)和(2)的改編來源:(2021年全國乙卷,28題節選)(3)McMorris測定和計算了在136～180℃范圍內下列反應的平衡常數Kp:

圖3

改編2在改編1的基礎上,將函數關系式轉化為了函數圖像,更能體現試題的能力立意和價值取向。如果在平時練習中學生只是盲目刷題,解答本題就有一些困難。相似的情況是,如果教師只會盲目模仿、胡亂改編和不切實際的原創,也不可能做到與高考試題的“神似”!上面的改編2,已經初步達到高考試題考查的“應用性”和“創新性”,考查到了學生的高階思維(評價、創造)。

【改編2分析】利用數學中的相關知識,不難判斷,反應Ⅱ、Ⅲ為放熱反應,ΔH2、ΔH3均小于0。

4.再次感悟——精心研究歷年高考試題仍然是關鍵