高考化学化学学科核心素养与考试说明

素养 4：科学探究与创新意识 “科学探究与创新意识”是指提出化学问 题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证 据推理得出结论并作出解释，对科学探究过程和 结果进行交流、评估、反思的能力。是指能尊重 事实和证据，独立思考，敢于质疑和批判不同观 点和结论，提出创造性见解的品质。 通过高中化学课程的学习，学生应具有科学 探究意识，能发现有探究价值的化学问题，提出 合理猜测与假设；能依据探究目的设计并优化实 验方案，正确实施实验探究方案；具有分析、处 理信息，描述、解释实验探究结果的能力；具有 合作与交流的意愿与能力，能对实验探究的过程 与结果进行质疑和批判、评估和反思。
(2017 年高考全国卷Ⅰ第 13 题示例) 常温下将 NaOH 溶液滴加到己二酸(H2X)溶 液中，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如 图所示。下列叙述错误的是( )
A．Ka2(H2X)的数量级为 10－6
B．曲线 N 表示 pH 与 lgcc（（HHX2X－））的变化关系
C．NaHX 溶液中 c(H＋)>c(OH－) D．当混合溶液呈中性时，c(Na＋)>c(HX－)> c(X2－)>c(OH－)＝c(H＋)
p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1
①已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1 ＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应 N2O5(g)===2NO2(g)＋12O2(g)的 ΔH＝ ______kJ·mol－1。
在高中阶段，促进宏观辨识与微观探析素养 发展的核心知识内容包括价类二维(以元素价态 为纵坐标、物质类别为横坐标作图)元素观、基于 电离和离子的微粒观、基于化学键的微粒作用观 等。
素养 2：变化观念与平衡思想 ห้องสมุดไป่ตู้变化观念与平衡思想”是对物质发展和 化学变化的条件、方向、限度和变化规律等及其 相互关系的基本认识，其既是化学学科重要的观 念，又是解决化学问题的思维视角。 通过高中化学课程的学习，要求学生能认识物质 是不断运动和变化的，化学变化是有条件的、可 控制的；能形成化学变化中元素守恒和能量转化 守恒的观念；能从变化与平衡相统一的视角考 察、分析化学反应和解决化学问题。
【核心素养解析】 “证据推理”是指“对从不同性质的数据源中提取的证据， 利用正交求和方法综合证据，通过证据的积累缩小集合，从而获 得问题的解决”。化学是一门以实验为基础的自然科学，其理论 体系是在科学家对无数事实材料概括的基础上，进行严密的逻辑 推理而形成的。在化学学科背景中理解“证据推理”，更应该是 与学科属性相对应的“基于证据的推理”。 “模型认知”是指“基于模型的认知”。其中的模型包括实 物模型和非实物的形式模型两大类，形式模型又包括数学模型、 图像模型和语义模型等情况。模型的建构有根据原型进行建模、 针对问题解决建模和从理论出发建模等路径。引领模型认知、树 立模型意识、体会模型价值、进行模型表达，是将模型认知固化 为自我学习能力的一种重要方式。 无机元素化合物的性质、变化和应用对“证据推理与模型认 知”素养的要求很高，元素周期律(表)模型及其应用、化学键模 型及其应用非常有利于培养“证据推理与模型认知”素养。
一、化学学科核心素养 高中化学核心素养可概括为“宏观辨识与微 观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模 型认知”“科学探究与创新意识”与“科学精神 与社会责任”五个方面。其中，“宏观辨识与微 观探析”与“变化观念与平衡思想”既是化学学 科观念，又是化学特征的思维视角和方式；“证 据推理与模型认知”是化学特征的思维方法；“科 学探究与创新意识”是化学学科的实践能力；“科 学精神与社会责任”是化学学科的价值追求和化 学课程对学生价值观发展的贡献。高中化学核心 素养各维度的关系如图所示。
【核心素养解析】 高中化学所关注的重点之一是物质的变化。 变化的发生需要条件，同时也与物质的性质有很 大的关系，也就是“外因”和“内因”，想要知 道物质到底会发生怎样的变化，就需要辩证地看 待内因与外因的作用。 量变引起质变，但是量变到什么程度会发生 质变？又会质变到什么程度？这些并不是没有规 律可寻的，其中也渗透着哲学的思想，这些都是 需要探究的。 高中化学中很多物质的变化、性质都是有普 遍性的规律的，我们应当善于利用这些规律。但 也会有特殊情况，学生若仍利用普遍规律解题， 可能会与正确结果相矛盾，因此要注意区分清楚 主要及次要，化解这种矛盾。
(2)F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器 中研究了 25 ℃时 N2O5(g)分解反应：
其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到 平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所 示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞
② 研 究 表 明 ， N2O5(g) 分 解 的 反 应 速 率 v ＝ 2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min 时，测得 体系中 pO2＝2.9 kPa，则此时的 pN2O5＝______ kPa，v＝______kPa·min－1。 ③若提高反应温度至 35 ℃，则 N2O5(g)完全分解后 体 系 压 强 p∞(35 ℃)______63.1 kPa( 填 “ 大 于”“等于”或“小于”)，原因是____________ __________________________________________。
“变化观念与平衡思想”素养的核心知识内容包括氧 化还原反应、离子反应、化学反应与能量转化、化学反应 限度和速率等。
素养 3：证据推理与模型认知 “证据推理与模型认知”是化学对物质及 其变化的认识方式，是基于观察和实验等方法获 取的物质及其变化的事实并进行分析推理、抽象 概括、建构模型以揭示化学变化及其规律的过 程，是运用证据推理和模型思想解决相关化学问 题的能力和品质。 通过高中化学课程的学习，要求学生能通过 观察和实验收集物质及其变化的证据，基于证据 进行分析推理后形成结论，能解释证据与结论之 间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻 找证据的途径；能依据物质及其变化的信息进行 抽象概括并建构模型，用模型思想认识物质及其 变化的一般规律。
(2018 年高考全国卷Ⅰ第 12 题示例) 主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增 加，且均不大于 20。W、X、Z 最外层电子数之 和为 10；W 与 Y 同族；W 与 Z 形成的化合物可 与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法
正确的是( ) A．常温常压下 X 的单质为气态 B．Z 的氢化物为离子化合物 C．Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性 D．W 与 Y 具有相同的最高化合价
本题以二元弱酸与一元强碱的中和滴定为载体，考查学生对 强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH 含义、离子反应、盐类 水解等基本概念的掌握程度以及对这些知识的综合运用能力。考 查内容属于证据推理与模型认知范畴。主要要求：能根据己二酸 是 二 元 弱 酸 ， 第 二 步 电 离 小 于 第 一 步 电 离 ， 即 Ka1 ＝ c（HcX（－）H2·Xc（）H＋）＞Ka2＝c（Xc2－（）H·Xc－（）H＋），推出当 pH 相 等即氢离子浓度相等时 lgcc（（HHX2X－））＞lgcc（（HXX2－－）），因此曲线 N 表示 pH 与 lgcc（（HHX2X－））的变化。即要求通过分析推理建立观点， 形成结论和证据之间的逻辑关系；能通过分析、推理等方法认识 研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立模型；能运 用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
(2018 年高考全国卷Ⅰ第 28 题示例) 采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化 技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题：
(1)1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝 酸银，得到 N2O5。该反应的氧化产物是一种气 体，其分子式为______________________。
④25 ℃时 N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡 常数 Kp＝______kPa(Kp 为以分压表示的平衡常 数，计算结果保留 1 位小数)。
(3)对于反应 2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)， R.A.Ogg 提出如下反应历程：
第一步 N2O5 NO2＋NO3 快速平衡 第 二 步 NO2 ＋ NO3―→NO ＋ NO2 ＋ O2 慢反应
我们如果能用哲学的眼光来看待化学中物质的变化， 用辩证唯物主义的观点来看内因与外因，探究规律，把握 量变和质变，分清主次，化解与旧有观点的矛盾，培养化 学“变化与平衡”的观念，则不仅能对化学这一学科有更 为深入且贴近本质的理解，而且能树立正确的人生观、价 值观，培养化学核心素养。通过“变化观念与平衡思想” 的培养，要求学生能认识物质是在不断运动的，物质的变 化是有条件的；能从内因与外因、量变与质变等方面较全 面地分析物质的化学变化，关注化学变化中的能量转化； 能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究，逐步 揭示各类变化的特征和规律；能用对立统一、联系发展和 动态平衡的观点考察、分析化学反应，预测在一定条件下 某种物质可能发生的化学变化。
第三步 NO＋NO3―→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步
的平衡。下列表述正确的是____(填字母代号)。 A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) B．反应的中间产物只有 NO3 C．第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高
本题以 N2O5 的制备、性质等知识为载体， 考查从图表中获取信息，并书写氧化还原反应方 程式、热化学方程式的能力，并考查了反应速率、 平衡常数的相关计算，及平衡移动原理的灵活运 用等知识。考查内容属于变化观念与平衡思想范 畴。主要要求：能认识物质是运动和变化的，知 道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律； 认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能 量的转化；认识化学变化有一定的限度，是可以 调控的；能多角度、动态地分析化学反应，运用 化学反应原理解决实际问题。