高三化学学科综合能力培养

第一节高三化学学科综合能力培养化学学科内综合测试命题的主要出发点是：(1)以理论联系实际和相关科际的结合点作为开拓知识面的生长点；(2)注重社会热点、焦点问题，考查学生独立思考和科学的价值观；(3)注重考查综合单科重点、主干知识去分析问题、解决问题的科学思想和科学方法；(4)突出化学实验的考查，检测学生的创新意识和实验能力；(5)试题多以生产生活中的实际问题与理论问题为载体，真实地模拟现实，考查学生所学学科基础知识的掌握程度和综合运用这些知识分析与解决问题的能力，即侧重于能力与素质的考查。化学学科的综合能力是建立在化学基础知识、化学基本技能和化学基本能力之上的一种高层次的能力，这种能力不是老师教出来的，它是同学们在学习中悟出来的，是在应用中练出来的。(一)在学习中培养综合能力中学化学知识的特点是：概念多，反应多，实验多；公式少，定律少，理论少，同学们学习化学普遍感到“课上易懂，课下易忘”。因此，在章节复习和阶段复习时，要在教师的指导下有意识地将所学化学基础知识结构化、系统化，从而逐步形成无机化学和有机化学的基本知识体系，逐步掌握无机反应和有机反应的基本反应规律，逐步形成化学学科思想，这是十分重要的。(二)在实验中培养综合能力化学是一门以实验为基础的自然科学，学习化学就要重视化学实验，并在实验过程中注意培养能力。化学实验能力主要包括以下五种能力：(1)用正确的化学实验基本操作，完成规定的化学实验的能力。(2)根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论的能力。(3)初步处理实验过程中有关安全问题的能力。(4)能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力。(5)根据实验题目的要求，设计简单实验方案的能力。实验中的基本操作应规范、有序、熟练。规范的操作包括药品的取用、仪器的使用、装置的连接和气体的收集等。实验中的观察分析应该及时、准确、全面。观察是认识事物的基本方法，要学会全面、准确地观察实验反应前、反应中和反应后的现象，同时要边观察边思考边分析，然后进行推理或判断，这样同学们就能在提高观察能力的同时不断提高思维能力。此外，同学们还应该重视科学探究方法的学习和训练，不仅要重视获得科学的结论，更要重视获得科学结论的过程。(三)在解题中培养综合能力学科的综合能力是建立在学科的基本能力基础之上的，不具备学科的基本能力，学科的综合能力也就无从谈起。化学学科的基本能力包括观察能力、思维能力、实验能力和自学能力，四种能力的核心是思维能力。解答化学习题的过程就是运用化学知识解决实际问题的过程，也是培养化学综合能力的过程。(四)在应用中培养综合能力为了适应现代科学的发展，同学们既要不断地学习化学学科的新成果、新知识，更要关注科学、技术和社会的新发展。了解新技术，如能源开发技术、环保保护技术、新型材料技术和生命科学技术等。研究新问题，如人口问题、资源问题、环境问题、生态问题和能源问题等。要注意学科知识与实际问题的结合点。如气体溶解度与潜水员“气塞症”；原电池与金属锈蚀；PH值与人体体液；溴化银与变色眼镜；碘化银与人工降雨；乙稀与水果催熟等等。除此之外，还要注意化学与生物、化学与物理、化学与地理等基础学科知识之间的交叉融合，相互渗透。要注意化学知识与其他知识的融合点。如喷泉实验中的气体压强问题；电解反应中的电学问题；同位素与核反应问题；天然气与非生物成因问题等等。另外，还要注意多学科知识的综合点。如人体的呼吸作用，涉及到生物学中的呼吸器官的肌肉收缩，涉及到化学中的有机物的氧化反应，涉及到物理学中气体压强变化等等。由此看来，要想培养综合能力，首先要有综合的意识，其次要有宽泛的科学观和社会观，不但要重视课内知识的学习，更要注重课外知识的学习。第一节化学基本概念和基础理论一、知识结构化学的基本概念是中学化学最关键的中心内容，化学基础理论是贯穿于中学化学的一条主线，准确理解和掌握化学“双基”是学好化学的基础，是提高综合、分析能力的前提条件。化学基本概念和基础理论所包含的内容多，主要包含以下几个方面的知识：1.物质的分类及基本化学反应的类型。2.阿伏加德罗常数、阿伏加德罗定律及其应用。3.物质结构与元素周期律：重点掌握元素的原子量，同位素知识；典型元素的原子核外电子的排布规律、电子式的书写及原子稳定结构的判断；元素周期表中结构、位置、性质三者间的关系；未知元素及其化合物的预测；分子结构、化学键类型、微粒结构及半径大小比较；四种晶体类型的识别、微粒间相互作用的实质及物理性质的明显差异；三维空间物质结构等。4.氧化还原反应的概念；氧化性还原性相对强弱的判断，氧化还原反应的规律及其应用。5.化学反应速率，化学平衡及其应用。6.电解质与非电解质：包括电离平衡、盐类水解、离子方程式与离子共存，离子浓度比较，PH值的计算及有关的电化学知识。对基本概念要准确领会概念的实质，重视相似相近概念的类比和区分，分析概念的内涵与外延，科学应用概念，培养应用概念解决实际问题的能力。由于基础理论面广量大，理论性、系统性、应用性较强，对抽象思维要求的层次较高，这要求在学习中善于发现并掌握理论知识的规律性，建构系统的理论知识体系，积累解题经验，抓住各种题型的解题关键环节建立解题的思维模式，逐步提高分析，归纳和推理能力。二、例题解析例1燃料电池是燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气起反应，将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液.下面关于甲烷燃料电池的说法中正确的是()A.负极反应为：O2+2H2+4e=4OH-B.负极反应为：CH4+10OH--8e=CO23+7H2OC.随着放电的进行，溶液的pH值不变D.放电时溶液中的阴离子向负极移动【解析】无论什么电池(包括可充电电池)，在放电时都是负极发生氧化反应失去电子，正极发生还原反应得到电子，燃料电池也不例外.甲烷燃料电池的负极反应是甲烷失电子被氧化，在碱性条件下生成CO23：CH4+10OH--8e＝CO23+7H2O；正极反应是O2获得电子：O2+2H2O+4e＝4OH-.由电极反应可知，当得失电子相等时，负极消耗的OH-多于正极生成的OH-，因而放电过程中溶液的pH下降，在放电过程中，负极消耗OH-，而正极产生OH-，所以OH-要由正极向负极移动。【答案】B、D【评注】此题给出的信息是燃料电池的构成——电极是燃料甲烷和空气中的氧气，电解质是强碱溶液，考生只需将原电池的有关知识对应地机械地迁移到燃料电池，就可以解决问题，因此此题是一道典型的机械性信息迁移题.例2在25℃时，若10体积的某强酸与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH与强碱的pH之间满足的关系是。【解析】本题考查酸碱中和pH概念及运算等知识点，能力要求高。将具体问题抽象化，考查学生抽象思维能力和文字表达能力。解本题的关键是酸碱混合后溶液呈中性。解法Ⅰ把10体积强酸溶液加到1体积强碱溶液中，可看作先把强碱溶液稀释10倍后与等体积强酸溶液完全中和，此时强酸溶液的pH减少一个单位为：pH碱-1因混合后溶液呈中性，故酸pH＝14-(pH碱-1)即pH酸+pH碱＝15解法Ⅱ由题中条件可知：酸碱][][HOH＝10即［OH—］碱＝10［H＋］酸，酸碱][10][10114HH［H+］酸·［H+］碱＝10-15二边取负对数得pH酸+pH碱＝15【答案】强酸的pH与强碱的pH之和等于15。例3下列叙述正确的是A.元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得B.得电子越多的氧化剂，其氧化性就越强C.阳离子只能得到电子被还原，只能作氧化剂D.含有最高价元素的化合物不一定具有强的氧化性【解析】氧化还原的概念在中学化学中是一个重要知识点也是一个难点。本题考查学生对氧化还原概念的掌握情况，包括氧化、还原、氧化剂、还原剂、被氧化、被还原、氧化性、还原性……等等。元素的单质可以由氧化或还原含该该元素的化合物而制得，这是正确的，如NaCl中的Na＋离子就可被还原为Na，而Cl—离子可被氧化制得氯气，选项A正确。得电子越多的氧化剂，其氧化性越强这说法不一定正确，如CuSO4作为氧化剂，Cu2+2e＝Cu，每个铜离子得2个电子，而氯气作为氧化剂，Cl2+2e=2Cl—，每个氯原子只得1个电子，实际上氯气的氧化性比Cu2＋离子要强得多，选项B不正确。一般情况下在氧化还原反应中阳离子常常是得到电子而被还原可以用作氧化剂；但是某些情况下阳离子也可以进一步失去电子，因此成为还原剂，例如硫酸亚铁中的Fe2＋离子遇上较强氧化剂时，Fe2＋-e=Fe3＋，所以选项C不全面、不正确。含有最高价元素的化合物不一定是具有强氧化性，这种看法是正确的。例如Na3PO4中的磷是+5价的，但Na3PO4几乎没有氧化性，所以选项D也是正确的。【答案】A、D例4以下叙述正确的是A.阴、阳离子通过静电引力形成离子键B.若AB-Q(Q＞0)，则可判断A比B稳定C.离子化合物中不可能含共价键D.石墨晶体中，每个碳原子和周围4个碳原子形成共价键【解析】阴、阳离子间不仅存在静电引力，还存在着电子之间、原子核之间的静电斥力等，因此不能说通过静电引力而形成离子键，而应将静电引力改为静电作用。对于多种元素原子形成的离子，可以有共价键存在，所以离子化合物中可能含有共价键。在石墨晶体中，同一层的每个碳原子与周围3个碳原子直接相邻形成共价键，而层与层之间是以范德华力相结合，所以A、C、D均是错误的。物质的稳定性与其所含的能量高低有直接关系。由A转化为B，是吸收能量的反应，所以A物质具有的能量比B物质低，A比B稳定。【答案】B例5如图a、b、c、d均为铂电极，供选择的4组电解质溶液如下表：组ＡＢＣＤ甲槽NaOHAgNO3H2SO4NaCl乙槽CuSO4CuCl2AgNO3AgNO3要满足的条件是：①工作一段时间后，甲槽电解液pH上升，而乙槽电解液pH下降；②b、c两极放电离子的物质的量相等。则(1)应选用的电解液是组。(2)甲槽的电解方程式为。乙槽的电解方程式为。【解析】本题主要考查电解原理和离子放电顺序等知识点，考查学生逆向思维能力。根据电解规律，电解后电解液的pH升高的有NaOH和NaCl，pH降低的有CuSO4和AgNO3，pH基本不变的有CuCl2，由条件①排除B、C.又因甲、乙池是串联的，故b为阳极，c为阴极，A、D组电解液的电极反应为：A组B组b极：4OH-4e＝O2↑+2H2O2Cl—-2e＝Cl2↑c极：2Cu2＋+4e＝2Cu2Ag＋+2e＝2Ag由条件②排除A。【答案】(1)D(2)甲池：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑乙池：4AgNO3+2H2O4Ag+4HNO3+O2↑例6我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规。(1)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是()。①少用煤作燃料；②把工厂烟囱造高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加石灰；⑤开发新能源A.①②③B.②③④⑤C.①③⑤D.①③④⑤(2)在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面SO2浓度。在20世纪的60～70年代的10年间，由发电厂排放出的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取?简述理由。(3)传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么?与传统的煤、石油燃料相比，哪种物质可作为新的能源?主要优点又是什么?答案：(1)C。(2)不可取；因SO2的排放总量没有减少，所进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害。(3)煤、石油是不易再生的化石燃料，其资源是有限的；其次，燃烧后产生的SO2、NOx等严重污染大气，形成酸雨；燃烧后产生的CO2又导致地球表面气温升高(“温室效应”)。H2；第一，H2可以用水作原料来制取，有广泛的来源；其次，H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量的汽油的三倍；第三，氢燃料的最大优点是燃烧的产物的水，不污染环境，还可循环利用。三、能力训练(一)选择题1.某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气，在一定