化學(xué)實(shí)際問(wèn)題解決能力測(cè)評(píng)試題一、試題設(shè)計(jì)原則（一）情境真實(shí)性原則化學(xué)實(shí)際問(wèn)題解決能力測(cè)評(píng)試題應(yīng)緊密聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際和科技前沿，以真實(shí)情境為載體，考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，可圍繞環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)、新材料制備、藥物合成等領(lǐng)域設(shè)計(jì)試題情境，如“工業(yè)廢水中重金屬離子的去除”“新型鋰離子電池電極材料的制備”“碳中和背景下CO?的催化轉(zhuǎn)化”等。這類(lèi)情境不僅能激發(fā)學(xué)生的解題興趣，還能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)學(xué)科在解決實(shí)際問(wèn)題中的價(jià)值，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任感。（二）能力綜合性原則試題設(shè)計(jì)需綜合考查學(xué)生的化學(xué)知識(shí)掌握、問(wèn)題分析、實(shí)驗(yàn)操作、邏輯推理和創(chuàng)新思維等多方面能力。單一知識(shí)點(diǎn)的考查難以全面評(píng)估學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力，應(yīng)通過(guò)設(shè)置復(fù)雜情境，要求學(xué)生調(diào)動(dòng)多個(gè)模塊的知識(shí)，如將化學(xué)平衡、電化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等知識(shí)融合在一道綜合題中。例如，在“某化工廠合成乙酸乙酯的工藝優(yōu)化”試題中，可同時(shí)考查反應(yīng)原理、平衡移動(dòng)、轉(zhuǎn)化率計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等內(nèi)容，全面評(píng)估學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。（三）思維遞進(jìn)性原則試題的設(shè)問(wèn)應(yīng)體現(xiàn)思維的層次性和遞進(jìn)性，從基礎(chǔ)的知識(shí)回憶到復(fù)雜的分析推理，逐步深入?？稍O(shè)置基礎(chǔ)題、中檔題和難題三級(jí)梯度，基礎(chǔ)題考查學(xué)生對(duì)化學(xué)基本概念、原理的掌握；中檔題考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和簡(jiǎn)單應(yīng)用；難題則側(cè)重于考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和復(fù)雜問(wèn)題解決能力。例如，在“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”試題中，第一問(wèn)可要求學(xué)生寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式（基礎(chǔ)），第二問(wèn)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出影響因素（中檔），第三問(wèn)設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)（難題）。（四）開(kāi)放性與探究性原則適當(dāng)設(shè)置開(kāi)放性試題，允許學(xué)生提出不同的解決方案，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維。開(kāi)放性試題可沒(méi)有唯一標(biāo)準(zhǔn)答案，只要學(xué)生的方案合理、能自圓其說(shuō)即可得分。例如，“設(shè)計(jì)一個(gè)低成本的家庭自制凈水器”試題，學(xué)生可根據(jù)所學(xué)的過(guò)濾、吸附、消毒等知識(shí)，選擇不同的材料和方法，考查其創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，探究性試題應(yīng)注重過(guò)程考查，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力。二、典型題型分析（一）工藝流程題工藝流程題是考查化學(xué)實(shí)際問(wèn)題解決能力的重要題型，通常以工業(yè)生產(chǎn)流程為背景，要求學(xué)生分析流程中涉及的化學(xué)反應(yīng)、分離提純方法、條件控制等。例如：例題：某工廠以軟錳礦（主要成分為MnO?，含少量Fe?O?、Al?O?等雜質(zhì)）為原料制備高錳酸鉀（KMnO?），其工藝流程如下：軟錳礦→粉碎→與KOH、KClO?混合熔融→加水溶解→過(guò)濾→濾液通入CO?→過(guò)濾→KMnO?粗品→提純→KMnO?晶體（1）寫(xiě)出“熔融”過(guò)程中MnO?與KOH、KClO?反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）“濾液通入CO?”的目的是什么？寫(xiě)出相關(guān)離子方程式。（3）若“熔融”時(shí)KOH用量不足，會(huì)對(duì)后續(xù)流程產(chǎn)生什么影響？（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案提純KMnO?粗品（已知KMnO?的溶解度隨溫度變化較大）。分析：該題以高錳酸鉀的工業(yè)制備為情境，綜合考查了氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離提純、實(shí)驗(yàn)條件控制等知識(shí)。學(xué)生需要從流程中提取關(guān)鍵信息，分析各步驟的作用，運(yùn)用化學(xué)原理解決實(shí)際問(wèn)題。例如，第（1）問(wèn)需判斷MnO?在堿性條件下被KClO?氧化為K?MnO?，ClO??被還原為Cl?；第（4）問(wèn)根據(jù)KMnO?的溶解度特性，選擇重結(jié)晶法進(jìn)行提純。（二）實(shí)驗(yàn)探究題實(shí)驗(yàn)探究題通過(guò)設(shè)置探究性實(shí)驗(yàn)情境，考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作技能、數(shù)據(jù)分析和結(jié)論推導(dǎo)能力。例如：例題：某研究小組欲探究Fe3?和Cu2?對(duì)H?O?分解反應(yīng)的催化效果，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)編號(hào)H?O?溶液濃度（mol/L）H?O?溶液體積（mL）催化劑種類(lèi)催化劑用量（g）反應(yīng)溫度（℃）收集50mLO?所需時(shí)間（s）①0.110無(wú)025t?②0.110FeCl?0.125t?③0.110CuSO?0.125t?（1）實(shí)驗(yàn)①的作用是什么？（2）該實(shí)驗(yàn)方案能否有效比較Fe3?和Cu2?的催化效果？若不能，提出改進(jìn)措施。（3）若t?<t?，能否得出Fe3?的催化效果比Cu2?好的結(jié)論？為什么？（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，探究溫度對(duì)Fe3?催化H?O?分解反應(yīng)速率的影響。分析：該題以H?O?分解反應(yīng)的催化探究為情境，考查了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的控制變量法、對(duì)照實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的科學(xué)性等。學(xué)生需要理解實(shí)驗(yàn)原理，分析實(shí)驗(yàn)方案的合理性，提出改進(jìn)措施，并設(shè)計(jì)新的探究實(shí)驗(yàn)。例如，第（2）問(wèn)中，F(xiàn)eCl?和CuSO?的陰離子不同，可能對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生干擾，應(yīng)使用相同陰離子的鹽溶液作為催化劑，如Fe?(SO?)?和CuSO?；第（4）問(wèn)需控制H?O?濃度、催化劑用量等不變，改變反應(yīng)溫度，測(cè)量收集相同體積O?所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)收集O?的體積。（三）化學(xué)與STSE綜合題化學(xué)與STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境）綜合題以化學(xué)在生活、科技、環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用為情境，考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力和科學(xué)素養(yǎng)。例如：例題：“碳中和”是指通過(guò)節(jié)能減排、植樹(shù)造林等方式，抵消人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的CO?，實(shí)現(xiàn)CO?的“零排放”。回答下列問(wèn)題：（1）下列措施中，有利于實(shí)現(xiàn)“碳中和”的是（）A.推廣使用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源B.大力發(fā)展火力發(fā)電C.研發(fā)CO?捕集與封存技術(shù)D.鼓勵(lì)使用一次性塑料制品（2）CO?可通過(guò)催化加氫合成甲醇（CH?OH），其反應(yīng)原理為CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH<0。為提高CH?OH的產(chǎn)率，可采取哪些措施？（至少答出兩點(diǎn)）（3）利用CO?合成淀粉是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，該過(guò)程涉及多個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。已知1mol葡萄糖（C?H??O?）完全氧化可釋放2804kJ能量，1mol淀粉（(C?H??O?)?）完全氧化釋放的能量與葡萄糖類(lèi)似。若通過(guò)該技術(shù)合成1kg淀粉，理論上可減少多少kgCO?的排放？（忽略反應(yīng)過(guò)程中的能量損失）分析：該題以“碳中和”這一熱點(diǎn)話(huà)題為情境，考查了能源與環(huán)境、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)計(jì)算等知識(shí)。學(xué)生需要將化學(xué)知識(shí)與社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題相結(jié)合，理解化學(xué)在解決環(huán)境問(wèn)題中的作用。例如，第（2）問(wèn)需根據(jù)反應(yīng)的放熱性和氣體分子數(shù)變化，采取降低溫度、增大壓強(qiáng)、增大H?濃度等措施；第（3）問(wèn)通過(guò)淀粉的化學(xué)式計(jì)算碳元素質(zhì)量，進(jìn)而得出CO?的排放量。（四）圖表數(shù)據(jù)分析題圖表數(shù)據(jù)分析題通過(guò)提供曲線(xiàn)圖、數(shù)據(jù)表、物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖等信息，考查學(xué)生的信息提取、數(shù)據(jù)處理和規(guī)律總結(jié)能力。例如：例題：某溫度下，在2L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)ΔH<0。反應(yīng)過(guò)程中SO?、O?、SO?的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______。（2）計(jì)算0~10min內(nèi)SO?的平均反應(yīng)速率v(SO?)=mol/(L·min)。（3）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（）A.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化B.混合氣體的密度不再變化C.v正(SO?)=v逆(SO?)D.SO?、O?、SO?的物質(zhì)的量之比為2:1:2（4）若升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K將（填“增大”“減小”或“不變”），請(qǐng)結(jié)合圖像說(shuō)明理由。分析：該題通過(guò)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡的圖像，考查了平衡常數(shù)表達(dá)式、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡狀態(tài)判斷、溫度對(duì)平衡的影響等知識(shí)。學(xué)生需要從圖像中讀取各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化，計(jì)算反應(yīng)速率和判斷平衡狀態(tài)，分析溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響。例如，第（3）問(wèn)中，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)隨反應(yīng)進(jìn)行而變化，當(dāng)壓強(qiáng)不再變化時(shí)，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡；第（4）問(wèn)根據(jù)反應(yīng)的放熱性，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K值減小。三、教學(xué)啟示（一）強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)與技能的整合化學(xué)實(shí)際問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)離不開(kāi)扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。教學(xué)中應(yīng)注重化學(xué)概念、原理、元素化合物性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)的系統(tǒng)講解，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，要加強(qiáng)化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范訓(xùn)練，如化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)、離子方程式配平、電子式、結(jié)構(gòu)式等，提高學(xué)生的表達(dá)能力。例如，在講解氧化還原反應(yīng)時(shí)，可結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)中的氧化還原反應(yīng)實(shí)例，讓學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和規(guī)律，掌握電子轉(zhuǎn)移的表示方法。（二）注重真實(shí)情境下的教學(xué)教師應(yīng)將化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際、科技前沿緊密結(jié)合，通過(guò)引入真實(shí)情境案例進(jìn)行教學(xué)。例如，在講解原電池原理時(shí)，可介紹新型鋰離子電池的工作原理和發(fā)展趨勢(shì)；在講解有機(jī)物的性質(zhì)時(shí)，可結(jié)合藥物合成的流程，讓學(xué)生了解有機(jī)物在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)真實(shí)情境的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。（三）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究能力培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際問(wèn)題解決能力的重要途徑。教學(xué)中應(yīng)增加探究性實(shí)驗(yàn)的比例，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)儀器、操作實(shí)驗(yàn)過(guò)程、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如，可開(kāi)展“探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”“水質(zhì)檢測(cè)與凈化”等探究性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)操作技能和創(chuàng)新思維能力。同時(shí)，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)安全教育和誤差分析訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（四）提升學(xué)生的信息處理與數(shù)據(jù)素養(yǎng)面對(duì)化學(xué)實(shí)際問(wèn)題解決能力測(cè)評(píng)試題中大量的圖表數(shù)據(jù)，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生信息處理能力的培養(yǎng)。教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從曲線(xiàn)圖、數(shù)據(jù)表、物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖等中提取有效信息，分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，總結(jié)變化規(guī)律。例如，在講解化學(xué)平衡時(shí)，可通過(guò)繪制濃度-時(shí)間曲線(xiàn)、速率-時(shí)間曲線(xiàn)，讓學(xué)生理解平衡的建立過(guò)程和影響因素；在講解物質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過(guò)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，讓學(xué)生計(jì)算晶胞中原子的配位數(shù)、密度等。此外，還應(yīng)加強(qiáng)化學(xué)計(jì)算能力的訓(xùn)練，提高學(xué)生對(duì)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等數(shù)據(jù)的計(jì)算能力。（五）實(shí)施分層教學(xué)與個(gè)性化輔導(dǎo)學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力存在差異，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況實(shí)施分層教學(xué)。對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，重點(diǎn)加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固和基