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2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题及答案 按:为节省版面原试题提供的给出元素符号和相对原子质量的元素周期表和对评分的某些说明被删节.1. 1999年是人造元素丰收年，一年间得到第114、116和118号三个新元素。
按已知的原子结构规律，118号元素应是第__周期第__族元素，它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是__（气、液、固选一填入）态。
近日传闻俄国合成了第166号元素，若已知原子结构规律不变，该元素应是第__周期第____族元素。
（5分）答案: 七; 零; 气; 八; VIA2．今年是勒沙特列（Le Chatelier1850-1936）诞生150周年。
请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。
（6分） 答案要点: 溶解平衡 CO 2(气) = CO 2(溶液)受CO 2气体的压力和温度影响, 平衡按勒沙特列原理移动. 压力和温度各3分. 不与勒沙特列原理挂钩不给分.3．1999年合成了一种新化合物，本题用X 为代号。
用现代物理方法测得X 的相对分子质量为64；X 含碳93.8%,含氢6.2%；X 分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X 分子中同时存在C —C 、C=C 和C ≡C 三种键，并发现其C=C 键比寻常的C=C 短。
3-1．X 的分子式是____（2分）3-2．请将X 的可能结构式画在下面的方框内。
（4分） 答案1, C 5H 4 2.如附图3a(只有一种可能结构; 重键位置必须正确, 而键角和立体结构则不要求).4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。
多面体的面叫晶面。
今有一枚MgO 单晶如附图1所示。
它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。
宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。
已知MgO 的晶体结构属NaCl 型。
它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。
请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。
化学竞赛试题命题思想、解题思路与试题分析作者:北京师范大学化学系吴国庆全国化学竞赛的根本出发点是推动中学素质教育。
试题的基本命题思想主要是考察能力的试题。
―能力‖的内涵很丰富，跟―智力‖不太好分清。
有人认为智力包括观察力、记忆力、思维力和想象力四个主要表现形式。
有人认为智力可分成音乐智力、言语智力、逻辑-数学智力、身体运动智力、空间感受智力、人际交流智力、个人内在智力七种。
又有人将思维力分为逻辑能力与非逻辑能力。
逻辑能力包括判断、推理、比较、分类、综合、归纳、演绎等，非逻辑能力包括想象、联想、直觉、灵感、逆向思维、侧向思维、发散思维、集中思维、创造性思维等等。
化学竞赛属于智力竞赛，但不可能测试所有智力，也与电视台上的智力竞赛不同，主要不是测试应试者对知识记忆得多不多，牢不牢，遇到他人发问时从大脑中提取已有知识得快不快，而是考察应试者的观察力、思维力、想象力和创造力。
其策略是尽可能令应试者身处陌生情景，利用原有的知识基础，提取、加工、理解新情景显现的信息，提出解决问题的方案、战略和策略，形成知识、发展知识，达到考察应试者学、识、才三者统一的水平。
―学‖不仅包括对前人知识的掌握，还包括个人的经验；―识‖是见识、洞察力、是看清和把握方向，进行判断和抉择；―才‖是才能，是能力，包括认识能力和实践能力两个方面，特别是在认识和实践中的创造力。
我们化学竞赛的试题还强调考察应试者具有的对化学学科特有的分子三维立体结构的空间想象能力或者说空间感受能力，考察化学实验能力和科学表述能力（包括运用文字、图象、符号、公式等的能力）等；竞赛试题还要求应试者关注化学知识的前沿发展，化学发展与技术进展及其他学科发展的关系和科学与社会发展——人类进步、经济发展、生活质量提高、环境改善的关系以及社会舆论中与化学有关的热点问题的认识、态度、判断能力、价值取向等。
竞赛重点考察应试者如下思维品质：敏锐性、精确性和深刻性。
竞赛中应试人的心态也是测试的重要内容，要检测应试人的自信心、应变能力、勇于提出假定、勇于修正错误、百折不挠等心理品质。
2000年全国高中学生化学竞赛(决赛)实验试题碘酸钙的制备及含量测定(浙江省化学会命题组)1 实验内容1.产品的合成:碘在酸性条件下被氯酸钾氧化成碘酸氢钾(KlO 3・HlO 3),溶液经氢氧化钾中和后,与氯化钙发生复分解反应生成碘酸钙.2.产品的分析:用间接碘量法测定.3.完成实验报告.2 主要仪器、试剂及材料2.1 主要仪器圆底烧瓶100mL1只球形冷凝管(带磨口塞)1支磁力搅拌器1台电接点温度计(导电表)1支电子继电器1台电加热器(300W)1只+COOCH 3hCOOCH 3反应Ⅲ是酮还原偶联反应:在二碘化钐等还原剂作用下两分子酮被还原并偶联生成相邻的二醇,例如:O +O SmI 2OH OH 6-1 画出A 、B 、C 的结构式,请尽可能清楚地表达出它们的立体结构.6-2 上述合成反应体现了哪些绿色化学的特征?第7题 环丙沙星(G )是一种新型的广谱抗菌药物,其工艺合成路线如下:Cl FC l AlCl 3CH 3COCl C 8H 5Cl 2FOAN aH C 2H 5OCO C 2H 5C 11H 9Cl 2FO 3BN aOC 2H 5HC(OC 2H 5)3ClFOCOOC 2H 5OC 2H 5Cl CNH 2C 15H 14Cl 2FNO 3DN aOHC 15H 13ClFNO 3EH 3OC 13H 9ClFNO 3FHN NHHN NFOCOOHNG7-1 画出A 、B 、D 、E 、F 的结构式.7-2 为何由A 转化为B 需使用强碱NaH 而由B 转化为C 的反应使用NaOC 2H 5即可?7-3 由C 转化为D 是一步反应还是两步反应?简要说明之.(参考答案与评分标准见第4期)・47・2000年第3期化 学 教 育结晶皿(水浴缸)1只温度计(100℃)1支漏斗1只布氏漏斗的抽滤瓶(带橡皮塞)1套吸滤瓶1只烧杯600m L 1只量筒100mL 1只500m L 1只10mL2只150m L 2只表面皿1只100m L1只移液管(胖肚)50mL 1支碘量瓶250m L 3只25mL1支碱式滴定管50mL 1支滴定管夹1只容量瓶250m L1只塑料洗瓶1只洗耳球1支滴管2支玻棒2支玻管1支角匙1支镊子1只木夹1只铁拳、铁夹3付橡皮管铁架台2只●公用仪器电子天平 (最大称量100g ,±0.0001g )电子天平 (最大称量100g ,±0.01g)循环水式真空泵 电炉(800W )2.2 试剂及材料碘化学纯(CP )碘酸钾标准溶液氯酸钾化学纯(CP)0.1mol ・L -1硫代硫酸钠标准溶液碘化钾分析纯(AR )0.5% 淀粉溶液30%氢氧化钾溶液无水乙醇化学纯(CP)0.5mol ・L -1氢氧化钠溶液pH 试纸1-146mo l ・L -1盐酸滤纸1mo l ・L -1硫酸称量纸1mo l ・L-1氯化钙溶液碎冰1∶1 高氯酸溶液・48・化 学 教 育2000年第3期2.3.主要原料和产品的某些性质2.3.1 几种盐的溶解度(克/100克水)温度/℃010********KIO3 4.60 6.278.0812.618.324.8KCl28.131.234.240.145.851.3KClO40.76 1.06 1.68 3.737.3013.4Ca(IO3)20.119(5℃)0.195(15℃)0.307(25℃)0.5200.6210.6692.3.2 碘酸钙在不同温度下的存在形态碘酸钙存在形态无水盐一水合物六水合物稳定的温度区域>57.5℃32-57.5℃<32℃2.3.3 摩尔质量/g・mol-1碘酸钙 无水盐389.88 一水合物 407.90 六水合物497.99硫代硫酸钠 158.10 碘酸钾 214.00 碘 253.80 氯酸钾 122.553 操作步骤3.1 制备碘酸钙在100mL圆底烧瓶中依次加入2.20g碘、2.00g氯酸钾(均由教师定量供给)和45mL水,放入搅拌磁子,然后把烧瓶置入水浴缸内,用铁夹固定,开动搅拌器,使氯酸钾溶解,滴加6mol・L-1盐酸8滴(pH～1),装上冷凝管,通冷却水,冷凝管顶部装上带玻璃管的塞子,用橡皮管把反应产生的气体导向盛有约100 mL氢氧化钠溶液的大烧杯内吸收.在水浴缸内加水后,开始通电加热、搅拌,调节电接点温度计(导电表),使水浴温度保持在85℃左右,直至反应完全(溶液变为无色),在瓶颈处析出的碘,请设法并入溶液,继续反应至无色,如果溶液至淡黄色后在5分钟内仍不褪色,向监考教师索取少许氯酸钾晶体加入溶液使其褪色.将溶液转入150mL烧杯中,滴加30%氯氧化钾溶液约3mL,使pH约为10.用滴管逐渐加入1mol・L-1CaCl2溶液10m L,并不断搅拌,有白色沉淀生成.反应混合物先用水冷却,再在冰水中静置10分钟,用两层滤纸抽滤,用少量经冰水冷却的水洗涤沉淀3次,再用少量无水乙醇洗1次,抽干后,将产品转移到滤纸上,晾干(无乙醇气味)后进行称重,并由监考教师确认产品的重量和外观后,将结果记录在实验报告纸上. 3.2 产品纯度测定3.2.1 硫代硫酸钠标准溶液的标定移取25.00m L碘酸钾标准溶液于250mL碘量瓶中,加入2g碘化钾,1mol・L-1硫酸5mL,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加25m L水,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入0.5%淀粉溶液2mL,继续滴定至蓝色消失为终点.平行测定3份.计算每次标定硫代硫酸钠溶液的浓度和平均浓度.(注:已知空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为0.02mL.)3.2.2 产品含量测定用增量法准确称取产品0.6g(精确至0.0001g),置于100mL烧杯中,加1∶1高氯酸20m L,微热溶解试样,冷却后移入250m L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀.移取试液50.00m L置于250m L碘量瓶中,加入1∶1高氯酸2m L,碘化钾3g,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加50mL水,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入0.5%淀粉溶液2m L,继续滴定至蓝色消失为终点.平行测定两份.计算每次所测样品中碘酸钙的百分含量和平均百分含量.(注:已知空白试验消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积为0.02mL.)。
2006-2007年度全国高中学生化学竞赛初试（河北赛区）化 学 试 题可能用到的相对原子质量：H:1 B ：11 C:12 N ：14 O:16 Na:23 Mg:24 Al:27 S:32 Cl:35.5 Fe:56 K:39 Cu:64 Zn ：65 Ba:137一、选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分，）每小题只有一个选项符合题意，请将符合题意的选项的编号A 、B 、C 、D 填入答栏内。
1.在两种短周期元素组成的化合物中，若它们的原子个数之比为1：3，设这两种元素的原子序数分别为a 和b ，则下列对a 和b 可能的关系概括得最完全的是：①a=b+4 ②a+b=8 ③a+b=30 ④a=b+8A ．只有②③B ．只有②③④C ．吸有③④D ．①②③④2．最近，媒体报道不法商贩销售“致癌大米”，已验证这种大米中含有黄曲霉素（AFTB ），其分子结构式如图所示。
人体的特殊基因在黄曲霉素的作用下会发生突变，有转变为肝癌的可能。
一般条件下跟1molAFTB 起反应的H 2或NaOH 的最大量分别是A ．5mol ；1molB ．5mol ；2molC ．6mol ；1molD ．6mol ；2mol3．某有机物的结构简式为：，可发生反应的类型组合：①取代 ②加成 ③消去 ④水解 ⑤酯化 ⑥中和 ⑦氧化 ⑧加聚 A ．①②③⑤⑥ B ．②③④⑥⑧ C ．①②③⑤⑥⑦ D ．③④⑤⑥⑦⑧4．往蓝色的CuSO 4溶液中逐滴加入KI 溶液可以观察到产生白色沉淀X 和生成含有Y 物质的棕色溶液。
再向反应后的混合物中不断通入SO 2气体，并加热，又发现白色沉淀显著增多，溶液逐渐变成无色。
则下列分析推理中错误的是 A ．白色沉淀X 可能是CuI 2，Y 可能是I 2 B ．白色沉淀X 可能是CuI ，Y 可能是I 2C ．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu 2+>I 2>SO 42-D ．上述实验条件下，物质的还原性：SO 2 >I ->Cu +5．在一定条件下，当64gSO 2气体被氧化成SO 3气体时，共放出热量98.3kJ 。
2000年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第十届天原杯）复赛试题试题说明：1．本试卷共8页，满分100分。
2．可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16Na：23 Mg：24 Al：27 S：32 Cl：35.5 K：39 Mn：55 Fe：56 Cu：63.5 Zn：653．考试时间：2小时一、选择题（本题15小题，每小题2分，共30分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若有两个答案的错1个不得分，漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
）1．氢气是一种很有前途的能源。
以水为原料大量制取氢气最理想的途径是(A)由热电站提供电力电解水(B)使水与炽热的铁反应制取氢气(C)使水与焦炭反应制取氢气(D)利用太阳能分解水2．下列与人的生理有关的叙述中，不正确的是(A)脂肪（由碳、氢、氧元素组成）在人体内代谢的最终产物是CO2和H2O(B)剧烈运动时人体代谢加快，代谢产物不能及时排出，血液的pH增大(C)人的胃液中含有少量盐酸，可以帮助消化(D)煤气中毒主要是CO与血红蛋白牢固结合，使血红蛋白失去输氧能力4．温室中的绿色植物受阳光的照射生长，昼夜测定温室内氧气的含量如下图所示，其中正确的是(A) (B) (C) (D) 4. 按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n 2（n 为电子层数，其中，最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个）。
1999年已发现了核电荷数为118的元素，其原子核外电子层排布是(A)2，8，18，32，32，18，8 (B) 2，8，18，32，50，8 (C) 2，8，18，32，18，8 (D) 2，8，18，32，50，18，8 5．某电镀厂排出的酸性污水中，含有有毒的Cu 2＋，欲除去Cu 2＋并降低污水的酸性，加入下列适量的物质时，不能达到目的的是(A)纯碱 (B)生石灰 (C)食盐 (D)氧化铁6．为完全中和某一强酸溶液，需用10克溶质的质量分数为4%的NaOH 溶液。
中学学科网学海泛舟系列资料 上中学学科网，下精品学科资料中学学科网学海泛舟系列资料 WWW.ZXXK:COM 版权所有@中学学科网 2000年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛试题参考答案及评分标准16．铝；银；汞；金刚石 (每空0.5分，共2分)17．⑴化学反应不能得到新的元素；⑵Zn 和Cu (每空1分，共2分)18．氢气；氧气；2∶1；分子数 (每空1分，共4分)；⑴氢气；⑵氧气；⑶氧气为3毫升时，氧气与氢气恰好完全反应生成水，剩余气体的体积为0；⑷6 (每空1分，共4分)19．将肥皂水分别逐滴滴入这四种待测溶液并振荡，根据肥皂水滴入后开始产生泡沫时的不同滴数来区分 (2分)20．⑴NaCl 或KNO 3(1分)；⑵Na 2CO 3·10H 2O 或CuSO 4·5H 2O(1分)；⑶Na 2O 或P 2O 5 (1分)21．挥发出来的HCl 进入石灰水，与Ca(OH)2作用而阻碍了CO 2与Ca(OH)2的作用；(1分) CO 2与生成的CaCO 3作用，生成Ca(HCO 3)2 (1分)22．⑴甲；AgNO 3既可以与NH 4Cl 反应生成AgCl 白色沉淀，又可与(NH 4)2SO 4反应生成微溶的Ag 2SO 4，达不到良好的分离效果。
(每空1分，共2分)⑵①玻璃棒；②偏低；③%100233132⨯-wm w (每空1分，共3分)23．水中：BaCl 2+2AgNO 3=Ba(NO 3)2+2AgCl ↓；液氨中：Ba(NO 3)2+2AgCl=2AgNO 3+BaCl 2↓(2分)24．⑴BaSO 4、CaCO 3；CuSO 4(2分) ⑵CaCO 3(1分) ⑶HCl 气体(1分) ⑷BaCl 2；KOH(2分)25．⑴实验4、实验5；实验1、实验2 (2分) ⑵24 (1分) ⑶16% (1分)二、 实验题（共22分）26．⑴铜绿过滤搅拌稀硫酸 CuSO 4过滤搅拌溶液 NaOH Cu(OH)2−→−∆CuO 2H ∆Cu (7分) ⑵选出的仪器：⑴试管、⑶烧杯、⑷酒精灯、⑸通氢气的玻璃导管、⑹漏斗、⑺滴管、 ⑼铁架台(带铁圈和铁夹)、⑽玻璃棒 (3分)⑶Cu 2(OH)2CO 3+2H 2SO 4 = 2CuSO 4+3H 2O+CO 2↑(1分) Cu(OH)2 △ CuO ＋H 2O (1分) ⑷铜未冷却便停止通氢气，结果铜又被氧化成氧化铜 (2分)27．⑴图2 (1分) 变蓝；带火星；复燃（3分）；⑵D 中有少量CO 2未参加反应并随气体进入E 中生成CaCO 3 (2分)；⑶E 中浑浊明显增加 (2分)四、计算题（共12分）28．⑴设A 管中产生的CO 质量为xCO 2 + C △ 2CO (1分) 44 28×2 3.0克-0.8克 x x =2.8克 (1分)⑵设在C 管中参加反应的CO 质量为yCO+CuO △ Cu+CO 2 (1分)28 44 y 3.3克 y=2.1克 (1分)没有参加反应的CO 的质量为2.8克-2.1克= 0.7克 (1分)答：进入C 管的CO 质量为2.8克，离开C 管的CO 质量为0.7克。
2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题答案及评分标准（2000年10月14日星期六12：00公布）1．1999年是人造元素丰收年，一年间得到第114、116和118号三个新元素。
按已知的原子结构规国合成了第166号元素，若已知原子结构规律不变，该元素应是第（5分分）2．今年是勒沙特列（Le Chatelier1850-1936）诞生150周年。
请用勒沙特列原理解释如下生活中的开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。
（6分）（注：以上二个要点各3分。
解释必须与勒沙特列原理挂钩才能得分。
）3．1999年合成了一种新化合物，本题用X为代号。
用现代物理方法测得X的相对分子质量为64；X 氢6.2%；X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X分子中同时存在C 三种键，并发现其C=C键比寻常的C=C短。
3-1．X的分子式是2分）3-2．请将X的可能结构式画在下面的方框内。
（4分）（注：只有一种可能结构; 重键位置必须正确, 而键角和立体结构则不必要求. 右图是用Chems 的立体结构图, 图形未画出重键, 仅供参考. 不是答案）4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。
多面体的面叫晶面。
今有一枚MgO单晶如附6个八角形晶面和8个正三角形晶面。
宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的晶体结构属NaCl型。
它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。
请指出排列在正三角形晶元素符号表示原子，至少画出6个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系(给出了三角形与晶胞的关系,不是答案)所有原子都是Mg(得3分)所有原子都是O(得3分)画更多原子者仍应有正确几何关系。
5的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是说明：凡按晶胞计算原子者得零分。
]（2分）6．某中学同学在一本英文杂志上发现2张描述结构变化的简图如下（图中"-～-"是长链的省略构简图，右图是由于左图物质与的变化的主要科学应用场合是：坑害消费者，（5分, 每7．最近，我国某高校一研究小组将0.383 g AgCl, 0.160 g Se和0.21 g NaOH装入充满蒸馏水的反应釜加热到115o C, 10小时后冷至室温, 用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体A。
2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题答案及提示1．答案：七、零、气、八、ⅥA2．答案要点：溶解平衡CO 2（气）CO 2（溶液）受CO 2气体的压力和温度影响，平衡按勒沙特列原理移动。
压力和温度各3分。
不与勒沙特列原理挂钩不给分。
3．答案：3—1、C 5H 43—2、如下图（只有一种可能结构；重键位置必须正确，而键角和立体结构则不要求） C H H HCCH4．如下图。
所有原子都是Mg （得3分），所有原子都是O （得3分），画更多原子者仍应有正确的几何关系。
MgMg Mg MgMg Mg O O O O O O5．答案：Ti 14C 13（2分）6．答案：蛋白质（或多肽）；CH 2O ；甲醛；制作（动物）标本（或保存尸体）；食物中残余甲醛可与人体蛋白质发生同右图所示的反应而受害。
（每空1分，共5分）7．答案：7—1、4AgCl ＋3Se ＋6NaOH ＝2Ag 2Se ［A ］＋Na 2SeO 3＋4NaCl ＋3H 2O （方程式2分，A 物质1分）7—2、NaCl ，NaOH ，Na 2SeO 3，Na 2Se （2分，Na 2Se 独得1分）［注：Na 2Se 是由于原料中过量的Se 歧化产生的］8．答案：8一1、 4Na 2SO 3＝3Na 2SO 4＋Na 2S （5分）8—2．略。
说明：此题给出的信息未明确8—1所示的歧化是否100％地将Na 2SO 3完全转化为Na 2SO 4和Na 2S ，因此，只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形，并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案。
不考虑析出硫的反应［SO 2－ 3＋2S 2-＋6H +＝S ↓＋3H 2O 写成H 2S 和H 2SO 3反应也得分］的正确应答者只得4分。
9．答案：9—1，见图。
答八硝基环辛四烯者也按正确论。
9—2．C 8(NO 2)8 ＝ 8CO 2+4N 2 9—3．(1)八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物， (2)立方烷的碳架键角只有90°，大大小于109°28′(或答；是张力很大的环)，因而八硝基立方烷是一种高能化合物，分解时将释放大量能量。
学生创新能力测评的探索——2000年全国初中化学竞赛河北赛区初赛命题的实践与研究郑振勤 娄延果(石家庄市教育科学研究所, 河北 石家庄 050011)摘 要:学生创新能力测评是实施素质教育的重要课题。
在初中化学竞赛中设计以能力立意的试题,编制能力型试卷,对学生所具备的综合运用知识、技能的能力,尤其是创新能力进行测评,并对测评结果进行分析、研究,以探索学生创新能力测评命题的理论和实践、以及当前中学化学教学中培养学生创新能力的策略。
关键词:创新能力;测评;试题;样本;通过率中图分类号:G449.5 文献标识码:A 文章编号:1009—010X(2001)02—0054—04 学生创新能力测评是实施素质教育的重要课题。
素质教育要求与之相适应的评价体系。
初级中学是化学教育的启蒙阶段,要“以培养学生创新精神和实践能力为重点”〔1〕,进行化学基础知识教育,培养基本技能和能力,提高学生的科学素质,促进学生的全面发展。
化学竞赛是化学教育活动的一种重要补充。
其目的在于促进提高和合理评价学生可持续发展的学习能力。
因此,化学竞赛须以能力测评为主体。
2000年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛河北赛区初赛命题对此进行了初步探索,并对化学教育中的创新能力测评理论和实践进行了初步研究。
一、命题的理论思考和试题设计创新能力系指在解决新问题的新情景中,将事物的有关要素进行分解、重组活动的心理特征。
学生的创新一般非指人类历史上的首创,而指在学生这一特定群体中或在其个体的特定知识层面上的首创,即所发现的某一事物要素间的新组合、新关系、新功能,对于相应的学生群体或个体是崭新的。
因此,学生创新能力测评必须建立在一定基础知识和基本技能之上,但知识和技能对解决问题不起决定性作用。
创新能力测评的核心是评价学生的思维品质,尤其是思维的新颖性、敏捷性、发散性、灵活性、统摄性,以及所具备的科学态度和科学方法。
初中化学竞赛属常模参照性考试,初赛试题[2]系为评价初中优秀学生化学素质和实验能力而设计的:考试时间120分钟,全卷满分100分,包括选择、填空及简答、实验、计算四个大题共35个小题。
试题均以初中化学基础知识和基本技能为载体,但多以能力立意,且尽可能从实际情境中提炼出问题,侧重考查学生对化学基础知识和基本技能的综合运用水平、所具备的科学素养、创新能力。
初赛试题若以考查内容和目标划分,全卷试题大体可分为三类。
第一类试题:以基础知识和基本技能的再现、运用为考查目标。
它侧重考查对基础知识和基本技能的有机积累和有效再现。
全卷中此类试题约占22分。
例如,【第2题】下列各组中的物质,其有关性质比较结果有错误的是(C)。
(A)在标准状况下的密度:CO2>O2>空气 (B)通常状况下在水中的溶解度:CO2>O2>H2 (C)常压(即1.01×105Pa)下的沸点:N2>O2>H2 (D)常温下在水中的溶解度: M gSO4>CaSO4>CaCO3本题考查初中化学中常见物质一些物理性质的半定量比较,知识密度较大,需要具备对知识的有机积累和有效再现。
第二类试题:以基础知识和基本技能综合运用能力为考查目标。
此类试题以基础知识和基本技能为载体,侧重考查在题设的特定情境下对该事物要素进行有效分解、重组,确立新关系,解决新问题的能力。
此类试题约占53分,是初赛试题的主体。
例如,【第29题】在相同的温度条件下,将两份质量相等的颗粒状大理石分别跟 足量的36%的盐酸、 足量的3.6%盐酸起反应,所产生的CO2理论量是相等的。
但是,当采用排水法收集所产生CO2时发现,即使其他实验条件都相同,由 收集到的气体体积明显大于 收集所得。
造成这种现象的原因是: 使用的浓盐酸具有挥发性,因而CO2气流中带有HCl,使集气瓶中的水变成稀盐酸,导致CO2溶解量减少。
本题涉及的大理石(CaCO3)跟盐酸的反应是学生很熟悉的,但试题设计了一个崭新的情境。
解答问题需要发现有关物质的性质差异,并能进行相关要素的分析、比较、重组等一系列思维和创新:盐酸的质量分数→盐酸的浓稀→浓、稀盐酸的特性差异→HCl气体的易溶性质→CO2的化学性质→问题的解答。
这一过程既需要知识的厚积薄发,又需要具备较强的逻辑思维、推理能力,还需要有良好的文字表达能力。
第三类试题:以科学素养、创新思维为考查目标。
此类试题所涉及的知识对参赛学生群体决不会构成困难,但试题立意新颖、情境陌生,解答需要具备一定的科学素养,能对题设要素进行创新思维。
此类试题约占25分,是初赛试题的新亮点。
例如,【第11题】在抢救大出血的危症病人时,常需静脉点滴输予0.9%的氯化钠溶液(俗称“生理盐水),是由于人体血液的“矿化度”(即无机盐的含量)为0.9%。
另有研究表明,30亿年前地表原始海水的矿化度即为0.9%。
对此,下列猜测或评论中不足取的是(B)。
(A)人类的祖先可能是从原始海洋中逐渐进化到陆地上来的(B)人体血液和原始海水的矿化度均为0.9%纯属巧合(C)人体血液和原始海水之间存在着某些尚未认识的关系(D)人体血液可能仍然带有原始海水的某些印痕本题的考查目标是学生所具有的科学态度。
对于没有足够证据肯定或否定的客观事实,正确的态度只能是存疑。
这是科学史上许多重大发现的起点。
【第18题】实验测知久贮的某Na OH固体中含水的质量分数为3.5%,含N a2CO3为6.5%。
若取质量为a的此样品加入到含HCl质量为b的稀盐酸(过量)中,完全反应后再加入含N aO H质量为c的氢氧化钠溶液,恰好中和残余的盐酸,则所得溶液蒸干时得到的晶体质量可能为(B、C)。
(A)1.3a (B)1.6b (C)1.32a+1.46c (D)1.39a +1.46c本题系根据化学方程式的计算,原理和运算都不太复杂。
但“按部就班”的计算耗时必多,如能改换角度、求异思维,发现题中另两个隐含关系:钠元素守恒和氯元素守恒,并据此进行计算,解题过程将变得更加简捷、省时。
初赛试题中的第二、三类作为评价学生能力、创新能力的载体,占总题量的3/4以上。
因此,这是一套能力型的测评试题。
为使学生解答各类试题的机会均等,试卷编排中第一、二、三类试题交替出现,避免形成测评目标的结构板块,提高测评结果的信度。
二、实考成绩抽样和数据分析为了研究初赛试题对初中学生群体能力的测评功效,笔者采用分层抽样与整群抽样(3)相结合的方式,从石家庄市选取3所初中(A校和B校教学情况良好、C校中等偏下)各2个整班参赛的教学班学生答卷(共306份)作为样本进行成绩统计分析。
同时,为了研究初赛试题对不同知识层次学生群体能力的测评功效,另选取教学情况中等偏上的D校高一、E校高二年级各2个教学班学生答卷(分别为117和106份)也作为样本。
使用相同试卷按相同要求施考、评卷和成绩统计分析。
1.初中样本实考成绩的统计分析(1)样本全卷成绩统计初中样本(306份答卷)全卷成绩统计测得的难度(通过率)为0.55,标准差为11.94,区分度为0.32。
全卷成绩的分布直方图如下:实考成绩统计说明,作为常模参照性考试,初赛试题的整卷难度、区分度都是适当的,样本全卷成绩基本上呈正态分布。
这是一份符合竞赛考试目标的试卷。
(2)各类试题对学生能力鉴别作用的分析表1 初中样本高、低分组对各类试题的通过率第 一 类 试 题题号234561423242528平均P H0.870.880.95 1.00.950.460.840.760.850.610.81 P L0.550.840.720.900.720.080.480.360.710.360.52第 二 类 试 题题号17815202226272931(1、2)3233(1、2)3435平均P H0.590.780.810.670.630.370.670.480.630.770.680.570.820.780.66 PL0.420.490.420.550.400.120.470.270.310.430.350.240.440.400.38第 三 类 试 题题号91011121316171819213031(3)33(3)平均P H0.170.610.780.950.700.450.700.510.930.580.820.200.250.59 PL0.120.340.470.600.500.200.400.180.510.150.400.020.000.30 将初中样本按全卷成绩从高到低排序,并取前27%样本为高分组、后27%为低分组,分别计算各类试题的通过率(P)(见表1)。
以上数据表明:第一类试题(知识、技能型)高分组和低分组样本的通过率均较高;第二类试题(知识、能力型)的通过率均有下降;第三类试题(素养、创新型)的通过率更低。
其实,第三类试题解答的思维过程并不比第一、二类试题复杂,只是思维角度新颖,对思维的发散性、敏捷性、统摄性都有较高的要求,而这往往是教学中教师容易忽视、且“题海”中也未曾浮现过的,致使许多学生如堕五里雾中。
例如,【第9题】如果按照某种标准能将F eSO4、Na2SO3、N O划归为同一类物质,则下列物质中能划归为此类物质的是(C)。
(A)KM nO4 (B)Al2(SO4)3(C)KClO3(D)K2HPO4分类的思想和方法贯穿于初中化学教学的全过程,可以认为是初中化学教学的“主线”。
其中,学生学习过物质的多种分类方法(标准),但从未学习过题设的能将FeSO4、N a2SO3、N O划归为同一类物质的标准。
解答本题须通过发散和统摄思维确定此分类标准。
这不需要多么高深的知识、多么复杂的思维过程。
但其通过率高分组也只有0.17,反映出学生创新思维能力的欠缺。
然而,第23题(有关溶解度与溶质质量分数的计算,原题略)的解答却需要较多的思维推理与计算,其P H与P L分别达到0.84和0.48。
究其原因,此题是常见的熟题,有固定的解题套路,学生通过“题海”的浸泡对其已十分熟悉,并不需要创新思维。
对于第一类试题的平均通过率,初中样本高分段比低分段学生高出: (0.81-0.52)/0.52=0.56=56%同理求出第二、三类试题的平均通过率,高分段却比低分数段学生分别高出74%、97%。
这充分说明能力型特别是创新能力型试题能更有效地区分不同能力层次的学生,应该成为学生创新能力测评的主要题型。
2.初、高中样本实考成绩的对比分析初中、高一、高二年级样本全卷成绩统计如下:表2 各年级样本全卷成绩统计年级样本数平均分通过率标准差最高分最低分初中30655.050.5511.9488.025.5高一11756.720.5710.8085.028.0高二10660.700.619.8790.049.0以上数据表明,高一、二年级样本学生并未因接受化学教育时间倍增而出现成绩的大幅度提高。
