“開(kāi)放性化學(xué)試題”分類例析

1、“開(kāi)放性化學(xué)試題”分類例析教育部考試中心在高考題型功能和題型改革的研究中，已高度重視關(guān)注開(kāi)放型試題，強(qiáng)調(diào)答案的多樣化，提倡考生從多個(gè)角度、多個(gè)層次回答問(wèn)題。正如新課標(biāo)中敘述： “能形成學(xué)生積極探究的問(wèn)題情景，鼓勵(lì)學(xué)生多角度、多側(cè)面、多層次地思考問(wèn)題，有助于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的潛在能力”。現(xiàn)就常見(jiàn)的幾種類型開(kāi)放性試題例析如下。一、答案開(kāi)放性試題例1常溫下的某氣體可能是一種鏈烴，也可能是兩種不同鏈烴以等物質(zhì)的量組成的混合氣體。取一定量的氣體，在常壓和1200C的條件下與過(guò)量氧氣在密閉容器中充分燃燒，恢復(fù)到原狀況后其氣體體積并未發(fā)生變化，試確定這種氣體的組成。 解析：設(shè)純凈物的分子式或混合氣平均分子式為C

2、XHYCXHY+O2 XCO2+ H2O V1X 反應(yīng)前后體積不變=0，Y =4。根據(jù)題中條件只能求得該氣體的組成或平均組成中的氫原子數(shù)為4，也就是說(shuō)只要符合其組成或平均組成中氫原子數(shù)為4的烴或烴的混合物均符合條件。經(jīng)討論可得符合的有：CH4；C2H4；C3H4；C2H2、 C2H6；C2H2、 C3H6；C2H2、 C4H6；CH4、 C2H4；;CH4 、C3H4;；C2H4、 C3H4。例2、制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（圖中夾持裝置已略去）。 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式： 。 收集氨氣用 法，要得到干燥的氨氣可選用 作干燥劑。用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操

3、作是 。該實(shí)驗(yàn)的原理是 。. 如果只提供如圖2的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。解析：噴泉實(shí)驗(yàn)在中學(xué)教材中兩度見(jiàn)到：氯化氫溶于水生成鹽酸，氨氣溶于水生成氨水。這種特殊的現(xiàn)象是由于氣體極易溶于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減少而產(chǎn)生的，引發(fā)噴泉的關(guān)鍵是使氨氣和水接觸。根據(jù)氣體熱脹冷縮的原理，進(jìn)行發(fā)散求異性的思考；使氨氣和水接觸引發(fā)噴泉的方法是什么?還可以是什么？為什么？ 方法一：打開(kāi)止水夾,用手（或熱毛巾）將燒瓶捂熱，氨氣受熱體積膨脹，趕出導(dǎo)管與水接觸，水面沿導(dǎo)管上升引發(fā)噴泉；方法二：打開(kāi)止水夾，用冷毛巾（或冰水）將燒瓶冷卻，氨氣遇冷收縮，水面沿導(dǎo)管上升與氨氣接觸。方法三：打開(kāi)止水夾，手指堵住導(dǎo)管下口，

4、并將導(dǎo)管連同燒瓶移出燒杯，倒置，迅速移動(dòng)手指，使導(dǎo)管中的水流到導(dǎo)管另一端，然后將導(dǎo)管連同燒瓶放回原處，用手?jǐn)D壓膠管，使氨氣和水接觸，引發(fā)噴泉。答案：（1）2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O（2）向下排空氣 堿石灰（3）打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管中的水。氨氣極易溶解于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小。（4）打開(kāi)夾子，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉（方法二或三均可）。 二、知識(shí)拓展型開(kāi)放性試題此類試題的特點(diǎn)是：隨著知識(shí)面的拓寬，思維能力的發(fā)展，處在不同階段的同學(xué)可得出不同的答案。解題的關(guān)鍵在于對(duì)已學(xué)化學(xué)知識(shí)、規(guī)律進(jìn)行分類組織

5、、有序存儲(chǔ)，解題時(shí)要及時(shí)聯(lián)想、重組、轉(zhuǎn)化。X乙甲Y例3、X、Y、Z是中學(xué)化學(xué)中三種常見(jiàn)元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見(jiàn)的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如圖關(guān)系。試根據(jù)該圖推斷X、Y、Z的化學(xué)式（答案不止一組，請(qǐng)盡可能多地尋找合理解答）。解析：這道開(kāi)放題有多組答案（見(jiàn)下表），學(xué)生在學(xué)過(guò)“鹵素”后可得第13組答案：XYZ甲乙1組Cl2Br2H2HBrHCl2組Cl2I2NaNaINaCl3組F2O2H2H2OHF學(xué)過(guò)“硫和硫的化合物”后可得第4和第5組答案：XYZ甲乙4組Cl2SH2H2SHCl5組O2SH2H2SH2O學(xué)過(guò)“硅和硅酸鹽工業(yè)”后可得第6和第7組答案：XYZ甲乙6組CSiO2SiO2C

6、O7組H2SiCl2SiCl4HCl學(xué)過(guò)“氮族元素”后可得第8和第9組答案：XYZ甲乙8組O2N2H2NH3H2O9組Cl2N2H2NH3HCl學(xué)過(guò)“幾種重要的金屬”后可得第1013組答案：XYZ甲乙10組CCuO2CuOCO211組MgCO2CO2MgO12組MgSO2SO2MgO13組AlFeO2Fe3O4Al2O3 三、條件(信息)選擇型開(kāi)放性試題 此類試題的特點(diǎn)是：題目中提供多種信息，其中用于解題的信息為有用信息，對(duì)解題無(wú)用的信息為多余(或干擾)信息。解題的關(guān)鍵是：識(shí)別各種信息，排除干擾思路的多余信息，聯(lián)系舊知，合理有序地選擇運(yùn)用有用信息。例4氣體A只含X、Y兩種短周期元素，X的原子序

7、數(shù)大于Y的原子序數(shù)。X在足量氧氣中燃燒生成兩種物質(zhì)。B、D、E是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的氣體。各物質(zhì)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：回答下列問(wèn)題：(1)若氣體A中，X與Y的質(zhì)量比小于3，則氣體A中肯定有(寫(xiě)化學(xué)式)_。(2)若氣體A為單一氣體，且分子是直線型結(jié)構(gòu)。又知X與Y兩元素的質(zhì)量比數(shù)值上等于X的相對(duì)原子質(zhì)量。A分子的電子式為_(kāi)。 (3)C與固體單質(zhì)甲在高溫下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 固體乙為常見(jiàn)化合物，寫(xiě)出一種固體乙的化學(xué)式_。解析：題給信息有元素在周期表中的相對(duì)位置、物質(zhì)的狀態(tài)、物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖等，信息較多，乍一看好像無(wú)從下手。若選擇利用信息：氣體A只含X、Y兩種短周期元素，X的原子序數(shù)大于Y的原

8、子序數(shù)，又X在足量的氧氣中燃燒生成兩種物質(zhì)，可初步推斷A可能是氫化物，又B、D是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的氣體且氧化物B能與固體單質(zhì)反應(yīng)，聯(lián)想高溫下進(jìn)一步縮小范圍，若A中含C、H兩種元素，則C是，聯(lián)想高溫下（）即可推知D是CO、E含C、H兩種元素，則C是，聯(lián)想高溫下（）即可推知D是CO、E是，二者皆為還原性氣體，又固體乙為常見(jiàn)化合物，且反應(yīng)后又生成和C，故乙為、等常見(jiàn)金屬氧化物。對(duì)于問(wèn)題(1)來(lái)說(shuō)，氣體A中，X與Y的質(zhì)量比小于3，若只是碳?xì)浠衔?，則質(zhì)量比大于3，要保證小于3，必有。對(duì)于問(wèn)題(2)氣體A為單一氣體，且分子是直線型結(jié)構(gòu)，可聯(lián)想乙炔并運(yùn)用X與Y兩元素的質(zhì)量比數(shù)值上等于X的相對(duì)原子質(zhì)量加以證明

9、即可。答案：（1）H2（2）（3）H2O+CCO+H2 四、條件增補(bǔ)型開(kāi)放性試題 此類試題的特點(diǎn)是：解答題目的條件不夠，需要增加補(bǔ)充必要的條件才能正確解出合理的答案，補(bǔ)充的條件可能是一個(gè)，也可能是多個(gè)的組合。解題的關(guān)鍵是：認(rèn)真審題，把握內(nèi)在聯(lián)系，依據(jù)解題途徑增加補(bǔ)充恰當(dāng)?shù)臈l件。例5、已知某有機(jī)物中n(C)n(H)1；將m1g該有機(jī)物在足量氧氣中充分燃燒，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣VL，產(chǎn)物只有CO2和H2O，且m(CO2)m2g,m(H2O)m3g。(1)若通過(guò)計(jì)算來(lái)確定該有機(jī)物是否含氧，除已知的碳?xì)湓觽€(gè)數(shù)比外，還至少需上述數(shù)據(jù)中的_個(gè)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有_種，將這些組合一一填入下列空格中。說(shuō)明

10、：選用V、m1、m2、m3表示，不必列出具體計(jì)算式；每個(gè)空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不必填滿。(2)當(dāng)m1與V之間滿足_條件時(shí)，該有機(jī)物中一定沒(méi)有氧原子；當(dāng)m1與V之間滿足_條件時(shí)，該有機(jī)物中一定含有氧原子。 (3)m1g有機(jī)物中含氧的質(zhì)量為_(kāi)g。(用含m1，m2的代數(shù)式表示)解析：據(jù)題給已知條件：（）（），有機(jī)物在足量的中燃燒產(chǎn)物只有和，不能確定有機(jī)物中是否含有氧元素，而要求中的第一個(gè)問(wèn)題實(shí)際上就是要求將解題所需的條件補(bǔ)充完整，其中條件又可能是多種組合，那么，如何解題呢?通過(guò)審題發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)烴或烴的含氧衍生物燃燒的問(wèn)題，可利用燃燒通式，通過(guò)挖掘反應(yīng)物和生成物之間的內(nèi)在聯(lián)系解題。結(jié)合

11、已知條件，列方程式： 顯然，建立的等式中只要含有，且只要確定是否等于零即可。故尚需的數(shù)據(jù)有兩個(gè)，其組合為：、；、；、；、；、共5種。若有機(jī)物中無(wú)氧原子，則，與之間滿足的條件是： 若有機(jī)物中含有氧，則。有機(jī)物中含氧的質(zhì)量可以運(yùn)用質(zhì)量守恒定律求解，即：（）（）（）（）答案：(1)2；5；m1、Vm2、Vm3、Vm1、m2m1、m3 (2)m1V；m1V。(3)m1-。五、綜合開(kāi)放型開(kāi)放性試題 此類試題的特點(diǎn)是：題給一定情境，但條件不確定(條件多余或條件不足)、內(nèi)涵可拓展、結(jié)論多樣性，這類試題稱為綜合開(kāi)放型開(kāi)放性試題。解題的關(guān)鍵條件、內(nèi)涵、結(jié)論都在情境中合理尋找與正確設(shè)定。例6、經(jīng)測(cè)定乙醇的分子式是

12、25。由于有機(jī)化合物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，推測(cè)乙醇結(jié)構(gòu)可能是下列兩種之一： 為確定其結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用物質(zhì)的特殊性質(zhì)進(jìn)行定性、定量實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)給出乙醇、鈉、水及必要的儀器，請(qǐng)甲、乙、丙、丁四名學(xué)生直接利用下圖結(jié)合給定的裝置開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定乙醇的結(jié)構(gòu)。 (1)學(xué)生甲得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 乙醇的物質(zhì)的量氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)0.10mol1.12L根據(jù)以上數(shù)據(jù)推斷乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為_(kāi)，理由_。(2)學(xué)生乙分別準(zhǔn)確稱量4.06g乙醇進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)已排到量筒內(nèi)的水的體積作為生成氫氣的體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況后都小于112L。如果忽略量筒本身讀數(shù)造成的誤差，那么學(xué)生乙認(rèn)為是由于樣品乙醇中含有少量水造成的，你認(rèn)為正確嗎

13、?答：_。(填“正確”或“不確定)。如果你認(rèn)為正確，請(qǐng)說(shuō)明理由；你認(rèn)為不正確，那么產(chǎn)生這種情況的原因應(yīng)是什么?(3)學(xué)生丙認(rèn)為實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有：裝置氣密性良好；實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前準(zhǔn)確確定乙醇的量；鈉足量；廣口瓶?jī)?nèi)必須充滿水；氫氣體積的測(cè)算方法正確、數(shù)值準(zhǔn)確。其中正確的有_(填序號(hào))。(4)學(xué)生丁不想通過(guò)稱量乙醇的質(zhì)量來(lái)確定乙醇的量，那么他還需要知道的數(shù)據(jù)_。(5)實(shí)驗(yàn)后四名學(xué)生從乙醇的可能結(jié)構(gòu)分析入手對(duì)乙醇和鈉的量的關(guān)系進(jìn)行討論，如果乙醇的物質(zhì)的量為nol，那么對(duì)鈉的量取值要求必須是_ _。解析：本題是以四名學(xué)生設(shè)計(jì)的定量實(shí)驗(yàn)推測(cè)乙醇分子結(jié)構(gòu)為情境載體，通過(guò)多角度設(shè)問(wèn)進(jìn)行綜合開(kāi)放。其中第(1)問(wèn)乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為前者。第(2)不正確。第(3)問(wèn)屬于條件選擇型開(kāi)放題，金屬鈉與乙醇反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣進(jìn)入廣口瓶，氫氣的體積等于排到量筒中水的體積，廣口瓶?jī)?nèi)不必充滿水，題中廣口瓶?jī)?nèi)必須充滿水就是多余條件，起干擾作用。第(4)問(wèn)屬于條件增補(bǔ)型開(kāi)放題，