对一道高考化学试题的质疑

2015-10-25 21:11:11   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

对一道高考化学试题的质疑

陕西省西安市第八十九中学   710003     董 啸

2012年全国高考理综（新课标版）第27题：光气(COCl₂)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl₂在活性炭催化下合成。

（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为                      ；

（2）工业上利用天然气(主要成分为CH₄)与CO₂进行高温重整制备CO,已知CH₄、H₂和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ·mol^-1、-285.8kJ·mol^-1和-283.0kJ·mol^-1,则生成1m³(标准状况)CO所需热量为              ；

（3）实验室中可用氯仿(CHCl₃)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为              ；

（4）COCl₂的分解反应为COCl₂(g)=Cl₂(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol^-1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl₂浓度变化曲线未示出)：

①计算反应在第8min时的平衡常数K=         ；

②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2)  T(8)(填“<”、”>”、或”=”)；

③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,此时c(COCl₂)=     mol/L；

④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率[(平均反应速率分别以V(2-3)、V(5-6)、V(12-13)表示)]的大小                    ；

⑤比较反应物COCl₂在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小，V(5-6)  V(15-16)；(填“<”、”>”或”=”),原因是                      。

2012年全国高考理综（新课标版）第27题，是一道极具争议的题目，虽然该题对反应热计算和化学平衡等的考查改变过去的传统方法，让学生自主探究，全面地对考生的思维品质、归纳整合能力及应用所学知识解决实际问题的能力进行考查，体现了新课改理念，有利于培养学生的科学素养。然而，该题中存在几个不妥之处，使得该题存在致命的缺陷，特提出与大家商榷。

1．命题不严密，导致答案不唯一

该题第（2）小题中涉及到由CH₄与CO₂进行高温重整制备CO,该反应的条件只有高温一个，而高温是一个模糊的、不确定的条件。中学化学中经常出现反应物相同，反应条件不同，反应产物就不同的现象。根据中学化学有关知识分析，该反应可能生成CO和H₂O，也可能生成CO和H₂。所以，据此分析该反应的方程式可能为：CH₄+CO₂=2CO+2H₂或CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O。该题要求计算生成1m³（标准状况）CO所需热量，利用盖斯定律我们不难推出以下两种结果：

①利用CH₄+CO₂=2CO+2H₂计算

利用盖斯定律可得，该反应的热化学方程式为：

CH₄(g)+CO₂(g)=2H₂(g)+2CO(g)    ⊿H=+247.3 KJ/mol，计算可得生成1m³（标准状况）CO所需热量为5.52×10³KJ；

②利用CH₄+3CO₂=4CO+2H₂O计算

利用盖斯定律可得，该反应的热化学方程式为：

CH₄(g)+3CO₂(g)=4CO(g)+2H₂O(l)  △H=+241.7 KJ/mol，计算可得生成1m³（标准状况）CO所需热量为2.70×10³KJ。

若按照题目要求分析，利用CH₄与CO₂进行高温重整制备1m³（标准状况）CO，所需热量为：5.52×10³KJ或2.70×10³KJ，而不只是参考答案所给出的5.52×10³KJ。

本题命题人旨在利用燃烧热、盖斯定律和热化学方程式的计算，考查考生综合计算能力。但由于命题不严密，使得制取CO的热化学反应方程式有两个，导致答案不唯一，违背了化学基本常规。如果在命题时能多一些限定条件或已知条件，使得利用CH₄与CO₂制备CO的热化学反应方程式是唯一的，则可以完全避免这种情况的发生。

2．数据不易读准，条件改变不明确，容易导致误判

该题第（4）小题，要求考生利用图中的数据进行计算，但是由于图太小不易读数，导致不同考生对个别关键数据的估读结果可能不同，第①、③问的结果有较大差别。如果考生以此为依据，利用8min时各物质的物质的量浓度数据及16min时各物质的物质的量浓度数据，计算各自平衡常数进行判断，则可能导致因为读数时估读的数据有一定的差距，而使计算出的8min和16min的化学平衡常数不同，误以为温度发生了变化，并非参考答案中的温度不变，导致得出错误的结论。

另外，在研究外界条件对化学反应速率的影响时，经常使用控制变量的方法，明确指出在其他条件不变时，只改变某一个条件。但是，本题在每一个阶段条件发生变化时，并没有明确指出只改变一个条件，所以本题4min、10min、14min三次变化改变的条件是什么，是只改变一个条件还是改变几个条件，题目并没有明确说明。若只改变一个条件，还好分析，若改变多个条件则很难判断。第（4）小题第⑤问，在比较反应物COCl₂5-6min和15-16min时平均反应速率的大小时,标准答案指出是因为温度不变，反应物浓度越高，反应速率越大。而从题目的信息中不能准确的判断温度是否变化，也没有告诉温度不变。若温度是变化的，则无法准确分析，这样设置问题显然是不够严谨的。

3．化学用语不规范，数据繁琐，不符合中学化学教学实际

第27题第（4）小题中以光气的分解反应为背景作为化学平衡问题连续设问，化学平衡问题中涉及的化学反应均为可逆反应，但命题者给出的化学方程式中用的是“等号”，没有用“可逆符号”，这可能误导考生审题，也不符合中学化学教学实际。

另外，该题数据繁琐，数学运算量过大，导致考生在较短的时间内难于完成计算。命题者的本意是给考生提供真实的科学实验数据，而不是杜撰的数据，让学生认识到科学的严谨。然而，在考试中不允许使用计算器的情况下，让考生进行如此大量的数字计算，显然背离了高考化学考查的初衷，也背离了中学化学教学实际，毕竟这是在考查学生的化学知识和技能，而非数学计算。有些学生虽然有能力解决此题，但是由于计算量太大，稍有不慎，就会得出错误的结果，而作为填空题只看结果不要过程，这样会导致有些考生会做而做错不能得分。这和根本不会做题而没有得分结果相同，导致试题区分度不高，这显然不符合高考选拔人才的要求，也不符合新课程理念和高考的宗旨。

4．在可逆反应中比较平均速率，容易导致理解混乱

本题第（4）小题④、⑤问中，比较不同时间段的CO平均反应速率大小的设问，不太合适。因为在可逆反应中，对每一种物质都存在正反应速率和逆反应速率，正反应速率和逆反应速率是在某一时刻的即时速率，平均速率与正反应速率和逆反应速率有关，CO的平均速率是在某一时间段内CO的总物质的量浓度的变化量与时间的比值。在中学化学教学中明确指出，化学平衡是一种动态平衡，所以可逆反应达到化学平衡时，正反应速率等于逆反应速率，但不等于零。本题中可逆反应达到平衡时，CO的平均速率为零，这与正反应速率等于逆反应速率不等于零，虽然并不矛盾，但是容易引起学生理解混乱。

本题涉及到可逆反应中的平均速率和即时速率，与现行中学化学教学中的要求有一定的出入，所以在解决可逆反应中的化学平衡问题时，通常使用即时速率来分析，不宜引入平均速率。

综上所述，如果笔者认为本题命题再严谨一些，就可以避免上述问题，可使题目更加完美，更加符合中学教学实际，就能够充分发挥出试题的选拔功能，同时为新课程改革起到正确的导向作用。

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