中学化学对思维能力和自学能力的要求与训练，本文主要内容关键词为：思维能力论文,自学能力论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高考是一种选拔性考试，试卷“重基础，考能力”已越来越被全社会形成共识。基础知识主要包括化学基本概念和理论、元素和化合物、有机化学、化学实验和计算。考查的能力主要有观察能力、实验能力、思维能力和自学能力。本文主要就思维能力、自学能力的考查内容、测试形式、培养途径谈一谈自己的看法。
一、思维能力的界定及其在高考题中的测试
思维能力是诸能力的核心，是人才能力结构中极为重要的组成部分。化学试题中思维能力的考查主要有下述五点：
1、对中学化学应该掌握的内容，能融会贯通，将知识点统摄整理，使之网络化，有序地储存，作“意义记忆”和抽象“逻辑记忆”，有正确复述、再现、辨认的能力。
例1 将某溶液逐滴加入Fe（OH）[，3]溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是（ ）。
(A)2mol/LH[，2]SO[，4]溶液(B)2mol/LNaOH溶液
(C)2mol/LmgSO[，4]溶液(D)硅酸溶胶
分析：这道题主要考查了胶体凝聚的方法、哪些胶体的胶粒带正电（负电）、哪些因素会使Fe（OH）[，3]沉淀溶解。应试中，考生只要将这些内容在脑海里再现出来，将会发现四个选项均可使Fe（OH）[，3]胶体凝聚，但只有A可使Fe（OH）[，3]沉淀转变为Fe[，2]（OH[，4]）[，3]而变澄清。答案应选A。
另外，考生还应对试题考查的重点、热点知识做到能及时的复述、再现、辨认，这样才能提高单位时间的得分率。比如，'97MCE26道选择题，几乎覆盖了中学化学中的重点、热点。如物质结构（第1、2、10、25题）、原电池原理（第5题）、氧化还原反应（第7、13、24题）、离子共存（第9题）、溶解度（第11题）、离子方程式正误判断（第12题）、离子浓度大小排队（第14题）、对N[，A]的有关推断（第15题）、水解（第17题）、电离度、pH值的计算（第18、23题）、化学反应速率与平衡（第19题）。这些都是近几年高考试题的热点，题型变化不大，有的略作“包装”而已，考生拿到这类题，应能快速、准确作答。
2、能将实际问题（或题设情境）分解，找出解答的关键，能够运用自己储存的知识，将它们分解、迁移、转换、重组，使问题得到解决的应用能力。
例2 已知酸性大小：羧酸＞碳酸＞酚。下列含溴化合物中的溴原子，在适当条件下，都能被羟基-OH取代，所得产物能跟NaHCO[，3]溶液反应的是（ ）。
分析：按题给信息，将-Br换成-OH，得
A、D属醇类，B属酚类，C为羧酸类。题中信息：X+NAHCO[，3]→CO[，2]↑+……，说明X的酸性比碳酸强。在所学的知识网络和题给信息中，醇、
的酸性小于H[，2]CO[，3]，
的酸性大于H[，2]CO[，3]，故
也可以与NaHCO[，3]反应，经这样的迁移、重组，答案选C。
3、能将化学信息（含实际事物、实验现象、数据和各种信息、提示、暗示），按题设情境抽象归纳，逻辑地统摄成规律，并能运用此规律进行推理和想像（发散和收敛）的创造能力。
这类能力事实上考查两种重要的科学思维方式，即归纳思维和演绎思维。
例3 化合物CO、HCOOH、OHC-COOH（乙醛酸）分别燃烧时，消耗的O[，2]和生成CO[，2]的体积比都是1:2。后两者的分子式可分别看成是(CO)（H[，2]O）和（CO[，2]）（H[，2]O），也就是说，只要分子式符合[（CO）[，n]（H[，2]O）[，m]]（n，m为正整数）的各种有机物，它们完全燃烧时，耗O[，2]与生成CO[，2]的体积比总是1:2。现有一些只含C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时，耗O[，2]和生成CO[，2]的体积比为3:4。
(1)这些有机物中，分子量最小的化合物的分子式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（要求有推导过程）。
(2)某两种碳原子数相同的上述有机物，它们的分子量分别为a和b(a＜b)，则b-a必定是＿＿＿＿＿＿＿＿（一个数）的整数倍。
分析：题目给的信息是一种方法，如果指定燃烧时耗O[，2]与生成CO[，2]的体积比为1:2，该类有机物的通式就是[（CO）[，n]（H[，2]O）[，m]]，其中n、m都为正的整数，那么为什么会有这个通式？怎么得到的？可不可以换个比率？得到的通式又是什么？要求学生先找出规律，然后运用此规律去解决新问题。现要求耗O[，2]与生成CO[，2]的体积比为3:4，设氧化物为C[，x]O[，y]，则
同学们可以思考这样的问题，如果某有机物耗O[，2]与生成CO[，2]的体积比为a，a为何值时，可设有机物为C[，x]O[，y]、C[，x]H[，y]？（a＜1时设为C[，x]O[，y]；a＞1时设为C[，x]H[，y]）
4、对原子、分子、化学键等微观结构具有一定的三维想像能力。
例4 描述CH[，3]-CH=CH-C=C-CF[，3]分子结构的下列叙述中，正确的是（ ）。
(A)6个碳原子有可能都在一条直线上
(B)6个碳原子不可能都在一条直线上
(C)6个碳原子有可能都在同一平面上
(D)6个碳原子不可能都在同一平面上
分析：乙烯的6个原子是共面的，乙炔的4个原子是共线的。本题考查了对有机分子立体空间想像能力。逐项审视，CH[，3]-CH=CH-C=C-CF[，3]的后4个碳确实在同一条直线上，但
的3个碳必定有键角，且接近于120℃，故选项A错B对。由于乙烯的4个原子共平面，可见前四个碳原子共平面，而3、4、5、6四个碳又共直线，3、4两个碳原子已经在这个平面上，因此这条直线都在这个平面上，选项C对D错。答案选B、C。
5、通过分析和综合，比较和论证，选择解决问题最佳方案的评价能力。
美国著名的心理学家布卢姆(B.Bloom)在他的学习目标分类中，把“评价”作为认知领域中的最高水平。当解决一个具体问题可采用多种方案时，可以从各个角度评价，选择出最佳方案。
例5 Cu[+]在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu[+]和Cu。现有浓H[，2]SO[，4]、浓HNO[，3]、稀硫酸、稀硝酸、FeCl[，3]稀溶液、pH试纸，而没有其它试剂，简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经H[，2]还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu[，2]O。
分析：由试题所给的信息可知，Cu[，2]O是碱性氧化物，可溶于酸溶液。Cu[，2]O+2H[+]=2Cu[+]+H[，2]O，而Cu[+]在酸性溶液中不稳定，自身歧化为Cu[2+]和Cu。由于Cu[2+]在溶液中呈兰色，题目所给的试剂中，浓H[，2]SO[，4]、浓HNO[，3]、稀HNO[，3]都可与Cu反应生成Cu[2+]；FeCl[，3]也可以（2FeCl[，3]+Cu=2FeCl[，2]+CuCl[，2]）。如选用这些试剂，虽然溶液也会变蓝，但分不清是与Cu还是与Cu[，2]O反应产生的Cu[2+]，故不能确证是否含Cu[，2]O。因此选稀H[，2]SO[，4]，由反应结果溶液是否变蓝色来判断红色产物是否为Cu[，2]O。
本题信息多，干扰因素多，只有经过详细的分析比较，才能选择出最佳方案。
6、将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识）解决化学问题的能力。
例6 今有碱金属的两种碳酸盐和碱土金属（第ⅡA族）的一种不溶性碳酸盐组成的混合物，取其7.560克与过量盐酸完全反应，放出CO[，2]的体积为1.344升(S、T、P)。另取等质量的原混合物，加水搅拌，可滤出不溶性盐1.420g。
(1)取过滤后的溶液1/10体积，向其中缓缓滴加浓度为0.2500mol/L的盐酸，并同时记录放出CO[，2]的体积(S、T、P)和消耗盐酸的体积，得到如上图所示的曲线。试通过计算确定这两种碱金属碳酸盐的化学式。
(2)将滤出的不溶性盐（1.420克）投入到浓度为2.500mol/L盐酸中，当完全反应时，耗去盐酸16.00ml。试计算确定原不溶性碳酸盐的化学式。
分析：这道题运用了数据、图形、讨论等数学工具进行推理和计算，试题设计新颖，难度极大。7.56克混合物中，
二、自学能力的界定及其在高考题中的测试
自学是人类获取知识的主要途径。在高考化学试卷中，考查自学能力的主要承担者是信息迁移式题型。自学能力以汲取-组织-分析-运用作为运行机制，在这个过程中，思维能力是自学能力的基本依托。由于信息迁移式题题型新、接触面广，从这个角度讲，自学能力的考查也是对思维能力更为深入的考查，可促进思维能力向较高层次发展。
1、敏捷地接受试题中所给出的新信息的能力
例7 萘环上的位置可用α、β表示，如
，下列化合物中位有取代基的是（）
分析：本题不难，只要考生能够领悟萘环上α、β位，就不难解题，答案选B、C。
2、将试题所给的新信息，结合已学知识解决问题的能力。
例8 为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾（KIO[，3]）形式存在。已知在溶液中IO[，3][-]可和I[-]发生反应：IO[，3][-]+5I[-]+6H[+]=3I[，2]+3H[，2]O，根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明食盐中存在IO[，3][-]。可供选用的物质有：①自来水，②蓝色石蕊试纸，③碘化钾淀粉试纸，④淀粉，⑤食糖，⑥食醋，⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是（ ）。
(A)①③ (B)③⑥
(C)②④⑥(D)①②④⑤⑦
分析：欲检验IO[，3][-]，需向食盐中加入H[+]和I[-]离子，这是由题中的信息得知的。故答案选B。
3、在分析评价的基础上，应用新信息的能力
考生必须分析试题所给信息的目的性和它向更深一层拓展的可能性，判断它所叙述的实质是什么，哪些是解题所需要的，哪些对解本题并不必要，要判断出题给信息有无干扰项，有的还要对信息进行重组、演绎，得出解题所需要的新信息。
例9已知：
（不稳定，R代表烃基）
现有只含C、H、O的化合物A～F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框里。
(1)在化合物A～F中有酯的结构的化合物是（填字母代号）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)写出A和F的结构简式。
分析：本题给予的信息是乙醇+乙酸（乙酐）→乙酸乙酯，特别标明了分子量的变化，一个醇羟基转变成乙酸根，分子量增大42，分子量的变化可以提供推结构的补充信息。将有关信息进行综合，得如下转化图：
由上可看出，B→C和A→D都是-CHO变-COOH；而A→B，E→F是-OH转变为-OOCCH[，3]，这一过程分子量增加42。若比较A→D和A→B→C，D和C都是经过氧化而得，但C多了一步酯化，用乙酸酯化分子量应增加42，而C的分子量比D却多了84(190-106)。因此，可以设想，A中有2个羟基。
再模仿题目给出的方法，可以从分子量的改变来探究反应：-CHO→-COOH，分子量应增加16，D是A的氧化产物，A的分子量应该比D小16，所以A的分子量是106-16=90。
综合A的信息：分子量90，有一个-CHO(29)、两个-OH(17×2=34)，残基90-29-34=27，
它必须有2个碳，这样才能各连一个羟基（由题给信息知）。所以得A、F结构式分别为
。
答案为(1)B、C、E、F；(2)A、F的结构简式见上。
思维是信息加工的过程，在教与学的过程中，应重视对思维步骤可能包括的方面加以训练和培养。包括：观察、吸收、排除、整理、贮存、调用、分解、筛选、联想类比、相似借用、模拟创造、迁移、转换等等；此外，还应包括具体问题抽象化、抽象问题具体化、比较评价等。从这层意义上说，高考实际就是思维素质的检阅和竞争。与思维能力一样，自学能力的形成需要经历一个较长时间的训练过程，不能靠突出，不能搞“题海”。
三、能力训练题
一、选择题（每题有1-2个符号题意的选项）
1、在硫酸铜饱和溶液中，加入含示踪原子
的无水硫酸铜粉末m克，如果维持温度不变，其结果是（ ）。
(A)溶解和结晶达到平衡状态，有部分原子进入溶液，m克粉末不变
(B)溶解和结晶达到平衡状态，溶液中可找到示踪原子
(C)溶液中可找到示踪原子，白色粉末变成蓝色晶体，其质量为25/16m克
(D)溶液中可找到示踪原子，白色粉末变成蓝色晶体，其质量大于25/16m克
2、由水电离出的[H[+]]=1×10[-14]mol/L的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）。
3、甲烷分子的四个H原子都可被取代。若甲烷分子中的四个氢原子都被苯基取代，得到右图分子。下列对该分子的描述不正确的是（ ）。
(A)分子式为C[,25]H[,20]
(B)分子中所有的碳原子都在同一平面上
(C)此物质属芳香烃
(D)其一卤代物同分异构体有三种
4、N[,A]表示阿佛加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）。
(A)标准状况下，1升戊烷完全燃烧后，所生成的CO[,2]分子数为5/22.4N[，A]
(B)100毫升0.1摩/升醋酸溶液中含醋酸分子数为0.01N[，A]
(C)在常温常压下，1摩氖气含有的原子数为N[，A]
(D)在同温同压下，a升SO[，2]和a升SO[，3]所含的分子数一定相同，均为a/22.4N[，A]
5、氢化铵（NH[，4]H）与氯化铵结构相似，又已知NH[，4]H与水反应有氢气产生，下列叙述不正确的是（ ）。
(A)NH[，4]H的电子式是：
(B)NH[，4]H固体投入少量水中，有两种气体产生。
(C)NH[，4]H中氢离子半径比锂离子半径大
(D)NH[，4]H溶于水后，形成的溶液显酸性
6、在碳酸钠溶液中，各种阴离子浓度大小关系正确的是（ ）。
7、在等物质的量的短周期金属元素单质A和B中，分别加入足量的酸，在A中加入盐酸，B中加入稀硫酸，反应完全后，生成氢气的体积分别为V[，A]和V[，B]，而且V[，A]≠V[，B]。若要确定反应生成物中A和B的化合价，至少还需知道的数据是（ ）。
(A)V[，A]∶V[，B]的值
(B)V[，A]（或V[，B]）的值
(C)A（或B）的物质的量
(D)盐酸和硫酸的物质的量浓度
8、生产硝酸的尾气中，含有NO、NO[，2]，通常用碱液吸收，发生如下反应：NO+NO[，2]+2NaOH=2NaNO[，2]+H[，2]O。当尾气中NO和NO[，2]的物质的量之比小于1时，通过足量NaOH溶液后，得到的物质（除水外）是（ ）。
(A)NO、NaNO[，2]、NaNO[，3] (B)NaNO[，2]、NaNO[，3]
(C)NO[，2]、NaNO[，2](D)NO、NO[，2]、NaNO[，2]
9、甲基橙变色范围是3.1～4.4，酚酞变色范围是8～10，石蕊变色范围是5～8。在下列各溶液中，加入甲基橙变黄，加入酚酞无色，加入石蕊变红的是（ ）。
(A)0.1mol/L，α为1.33%的HAc溶液
(B)0.01mol/L的盐酸稀释到原体积的10000倍
(C)[OH[-]]等于5×10[-10]mol/L的某溶液
(D)[H[+]]/[OH[-]]=100的常温下某溶液
10、某共价化合物含碳、氢、氮三种元素，分子内有4个碳原子，且4个氮原子排列成内空的四面体（如白磷结构），每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无C-C键和C=C键，则该化合物的分子式为（ ）。
(A)C[，4]H[，8]N[，4](B)C[，4]H[，10]N[，4]
(C)C[，6]H[，12]N[，4] (D)C[，6]H[，10]N[，4]
二、填空题
11、NaBH[，4]可作还原剂。(1)NaBH[，4]极易溶于水，并与水剧烈反应产生H[，2]，反应后硼以BO[，2][-]形式存在，写出反应的离子方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。实验表明，溶液的酸性越强，其反应速率越快，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)NaBH[，4]在碱性条件下不跟水反应，能使许多金属离子还原成金属原子，硼仍然以BO[，2][-]形式存在于溶液中。例如冶金工业生产中，利用NaBH[，4]可使含有金属离子（Au[3+]）的废液中的Au[3+]还原，其反应的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿。试分析碱性条件下不使H[+]还原放出H[，2]，而是使Au[3+]还原的原因：＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
12、在某条件下，容器中存在如下的可逆反应：
A(g)+4B(g)?2C(g)+D(g)＋热量
(1)若容器的T、V一定，开始时向容器中加入1molA、4molB，C、D为0，达到平衡时，A、B、C、D的质量分数为定值。如果令a、b、c、d分别代表初始加入的A、B、C、D的物质的量，为了保证达到平衡时混合物中A、B、C、D的质量分数仍跟上述平衡时完全相同。它们应满足的关系是：
①若a=0,b=0时，则c=＿＿＿＿mol，d=＿＿＿＿mol；
②若a=0.25mol,b=1mol时，则c=＿＿＿＿mol，d=＿＿＿＿mol；
③a、b、c、d取值必须满足的条件是（用关系式表示，其中一个只含有b和d，另一个只含有a和c）＿＿＿＿。
(2)若令这一可逆反应在某条件下达平衡时，B、C、D的物质的量均为bmol，而A的物质的量为amol，改变b的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新的平衡时，A的物质的量只允a
许在─到2a之间变化，则b的取值范围是＿＿＿＿＿。（用a和b的关系2式表示）
13、已知：
从乙酸出发，可进行如下图所示的转化：
回答下列问题：
(1)有机反应根据反应前后物质的结构式的关系，大致可分为取代、消去、加成三种类型。将上面乙酸的转化图中每一类型反应的个数填入空格。取代＿＿＿＿，加成＿＿＿＿，消去＿＿＿＿。
(2)C的结构简式为＿＿＿＿，D的结构简式为＿＿＿。
(3)C的同分异构体甚多，其中含一个-OH，四元环（由3个C，1个O构成）的环酯类化合物共＿＿种。
14、只含C、H、O的有机物，为便于研究其完全燃烧时反应物、生成物与所需O[，2]量的关系，可用通式[（C[，x]H[，y]）[，m]（H[，2]O）[，n]]或[（C[，x]O[，y]）[，m]（H[，2]O）[，n]]表示（x、y、m、n表示正整数）。
(1)现有一类只含C、H、O的有机物，完全燃烧时耗O[，2]与生成CO[，2]的体积比为5/4，按照上述要求，该类化合物的通式可表示为＿＿＿＿。
(2)这类化合物中生成的CO[，2]与生成H[，2]O的物质的量之比为1:1，且能发生水解的物质的分子式为＿＿＿＿。该物质能发生水解的同分异构体有＿＿＿＿种。
(3)若某一类有机物可用通式[（C[，x]O[，y]）[，m]（H[，2]O）[，n]]表示，则在相同条件下，该类化合物完全燃烧时，消耗O[，2]的体积V[，1]与生成CO[，2]的体积V[，2]必须满足的条件是＿＿＿＿。
15、将甲烷分子的4个氢原子互相连接可以构成一个正四面体。右图是一个正立方体，设想将一个甲烷分子放入，碳原子将居于该正立方体的中心。黑球表示已有1个氢原子居于该立方体的一角。请在图上另画三个黑球表示其它3个氢原子的位置。
16、烟道气的主要成分是①CO[，2]，②CO，③N[，2]，④O[，2]。为了测定各组成气体的体积分数，且除去有害气体，可用不同的化学试剂按一定顺序吸收，在等温等压条件下量出吸收前后气体体积的变化（气体带出的水蒸气忽略不计）。吸收O[，2]可用1,2,3-三羟基苯的碱性溶液：
为了防止亚铜的氧化，在此溶液中放入一些铜丝。吸收CO[，2]用KOH溶液。
据此回答：
(1)吸收并测定四种气体体积的顺序是（填气体的序号）＿＿＿＿。
(2)若把吸收CO[，2]和吸收O[，2]的顺序颠倒，产生的后果是＿＿＿＿＿。
(3)若把吸收O[，2]和吸收CO的顺序颠倒，产生的后果是＿＿＿＿＿。
(4)通过吸收CO[，2]、CD、O[，2]并测定体积后，剩余气体的成分是＿＿＿＿＿，为使测定结果准确，还必须采取的措施是＿＿＿＿＿。
参考答案
一、选择题
1、D2、D3、B4、C5、D6、C7、A8、B9、C10、C
二、填空题
11、(1)BH[，4][-]+2H[，2]O=BO[，2][-]+4H[，2]↑酸性溶液中〔H[+]〕大，反应速率快(2)8Au[3+]+3BH[，4][-]+24OH[-]=8Au+3BO[，2][-]+18H[，2]O；碱性条件下〔H[+]〕小，Au[3+]氧化性比H[+]氧化性强。
12.(1)①2、1②1.5,0.75③2a+c=2,（b/4）+d=1
(2)b＜2a
13.(1)2、3、1
(3)6种
14.(1)（CH）[，m]（H[，2]O）[，n] (2)C[，4]H[，8]O[，2]，4 (3)V[，2]＞V[，1]
15
16、(1)①④②③
(2)吸收O[，2]的同时CO[，2]被吸收
(3)吸收CO的同时，O[，2]可能氧化Cu[，2]Cl[，2]而消耗O[，2]
(4)N[，2]、NH[，3]剩余NH[，3]用硫酸吸收后，再测定N[，2]的体积。