現(xiàn)在AP化學(xué)科的解答題部分由7道解答題組成。第1到第3題為長(zhǎng)解答題,每題計(jì)10分;第4到第7題為短解答題,每題計(jì)4分。兩個(gè)部分共計(jì)46分。與往年的考題一樣,今年的解答題專(zhuān)注于以下的幾個(gè)大考點(diǎn):(1)電化學(xué)與氧化還原反應(yīng)(綜合化學(xué)平衡與能斯特方程);(2)理想氣體以及狀態(tài)方程的相關(guān)計(jì)算;(3)有機(jī)化學(xué)與分子間作用力;(4)化學(xué)平衡中pH濃度相關(guān)計(jì)算;(5)溶液以及相關(guān)的計(jì)算;(6)化學(xué)動(dòng)力學(xué)以及勒沙特列原理;(7)熱化學(xué),熵變與焓變的計(jì)算以及吉布斯自由能;(8)化學(xué)動(dòng)力學(xué)中反應(yīng)級(jí)數(shù)的相關(guān)計(jì)算。
第一題,問(wèn)題的主要承載內(nèi)容是金屬空氣電池(metal-air cell),這種電池具有原材料豐富、安全環(huán)保、能量密度高等一系列優(yōu)點(diǎn),被稱(chēng)為"面向21世紀(jì)的新型綠色能源",具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。從出題的角度而言,與我國(guó)中高考STEM中追蹤時(shí)事熱點(diǎn)的出題風(fēng)格是接近的。這一題一共下設(shè)5個(gè)小題,其中第1,2,3,5小題下設(shè)兩個(gè)問(wèn)題。
第1小題創(chuàng)設(shè)鋅空氣電池的場(chǎng)景,需要學(xué)生計(jì)算電池電動(dòng)勢(shì)并標(biāo)記鹽橋中離子的流動(dòng)方向。這是電化學(xué)電池部分的基礎(chǔ)教學(xué)部分和原理部分,可以理解為起點(diǎn)比較低的題。
第2小題質(zhì)詢(xún)隨著第一題中的鋅空氣電池的使用,質(zhì)量的變化情況。這一題考察的核心是質(zhì)量守恒定律以及與電化學(xué)關(guān)系非常密切的熱化學(xué)中的對(duì)于體系的界定。題目本身并不難,但是的確匠心獨(dú)運(yùn),尤其是題目的第2個(gè)小問(wèn),需要學(xué)生用文字解釋自己的判斷。
第3小題考察的是非標(biāo)況下的電動(dòng)勢(shì)變化,這道題一定是有非常大的爭(zhēng)議的。從2014年開(kāi)始,美國(guó)大學(xué)理事會(huì)從AP化學(xué)科考試的考綱中剔除了能斯特方程,但是在考綱頒布的兩年連續(xù)考察了相關(guān)的概念(2014年和2015年)。目前大學(xué)理事會(huì)暫時(shí)沒(méi)有公布2015年的參考答案,該題的答案和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用值得關(guān)注。筆者猜測(cè)出題者的立意是勒沙特列原理,但是很可惜這一題應(yīng)該不能使用這一原理。
第4小題考察的是金屬空氣電池研究過(guò)程中很重要的問(wèn)題 – 能量密度和比能量問(wèn)題。能量密度和比能量的考察關(guān)注單位質(zhì)量的能量產(chǎn)出。這個(gè)概念是日常教學(xué)過(guò)程中比較少涉及的部分,但是其核心還是電動(dòng)勢(shì),電功和電量的換算。這是教學(xué)過(guò)程中中高端的一個(gè)教學(xué)內(nèi)容,也是金屬空氣電池研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)亮點(diǎn),題目與業(yè)界結(jié)合的非常緊密。
第5小題主要問(wèn)的是鋅的電子排布和氧化還原反應(yīng)過(guò)程中的亞層軌道。雖然作為過(guò)渡金屬,鋅的亞層軌道和電子排布不是必學(xué)內(nèi)容,但作為一個(gè)最常見(jiàn)的活潑金屬,其亞層排布在AP考試化學(xué)科中原子結(jié)構(gòu)相關(guān)章節(jié)是常見(jiàn)的練習(xí)題內(nèi)容,尤其多見(jiàn)于能量最低原理相關(guān)的練習(xí)題。本題對(duì)中國(guó)學(xué)生應(yīng)該不構(gòu)成障礙。
整體來(lái)看,作為解答題部分的第一題,本題整體難度簡(jiǎn)單。從題材上結(jié)合了目前科研的一大熱點(diǎn)。就筆者個(gè)人而言,這樣的結(jié)合對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不是一種激勵(lì),反而是一種變相的壓迫,并不利于開(kāi)啟學(xué)生的好奇心探索科學(xué)世界。
第二題,問(wèn)題的主要背景是乙烯的實(shí)驗(yàn)室制備(乙醇脫水),雖然題目的背景是有機(jī)化學(xué)但是考察的內(nèi)容和有機(jī)化學(xué)沒(méi)有什么關(guān)系。題目一共有6個(gè)小題,其中第1小題下設(shè)兩個(gè)問(wèn)題。
第1小題需要學(xué)生利用達(dá)爾頓氣體分壓定律和理想氣體的狀態(tài)方程的聯(lián)立計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量,以及根據(jù)題目的條件計(jì)算的理論產(chǎn)量。
第2小題計(jì)算產(chǎn)率。
第3小題需要學(xué)生聯(lián)立吉布斯自由能的熵變焓變表達(dá)式和平衡常數(shù)表達(dá)式判定某個(gè)實(shí)驗(yàn)假設(shè)。對(duì)中國(guó)學(xué)生而言,這一題難度定位為簡(jiǎn)單。
第4小題屬于每年必考的題目類(lèi)型,在給定的圖框中,學(xué)生需要畫(huà)出劉易斯點(diǎn)結(jié)構(gòu)式。
第5小題需要學(xué)生給出乙醇中C-O-H的鍵角。這一題咋一看會(huì)給學(xué)生一定的沖擊力,但是類(lèi)比H2O的鍵角,學(xué)生應(yīng)該很快可以給出正確的答案。題干中沒(méi)有給出水的鍵角,所以原文的問(wèn)題是估算。在日常的教學(xué)中甲烷的鍵角(109.5°)是重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容,所以給出的答案低于這個(gè)數(shù)值都可以算為正確答案。
第6小題考察為什么可以用排水集氣法搜集產(chǎn)出的乙烯。這里考察的是分子間作用力的相似相溶原理。
整體而言,本題的出題思路非常的中規(guī)中矩,沒(méi)有太多的陷阱。6個(gè)小題分為前三題和后三題,分別考察了氣體方程和分子結(jié)構(gòu)兩個(gè)重要的考點(diǎn)。
第三題,問(wèn)題的出題背景是山梨酸鉀(potassium sorbate),這種常見(jiàn)的食品添加劑/防腐劑是典型的強(qiáng)堿弱酸鹽,溶于水會(huì)發(fā)生水解,水解的結(jié)果是溶液整體呈堿性。本題也有6道小題。
第1小題是離子方程式的書(shū)寫(xiě),這承接了2014年前的傳統(tǒng),也是14年改革以來(lái)的必考內(nèi)容之一。
第2小題是溶液的物質(zhì)的量濃度計(jì)算,對(duì)中國(guó)學(xué)生沒(méi)有威脅。
第3小題是滴定指示劑的選擇。這是AP化學(xué)科中酸堿反應(yīng)的重點(diǎn)教授知識(shí)點(diǎn)之一。正常情況下不會(huì)給學(xué)生帶來(lái)困擾。本題考察的恰好和日常中所出問(wèn)題有一定不同,學(xué)生需要在幾個(gè)備選的指示劑中挑出離平衡點(diǎn)最近的一個(gè),并解釋相應(yīng)的理由。
第4小題是半平衡點(diǎn)的pH值計(jì)算。利用題目所給的酸的電離平衡常數(shù)推出氫離子濃度即可。這一題需要使用到圖形計(jì)算器。在正常的教學(xué)過(guò)程中,該部分還涉及到水解的計(jì)算,難度會(huì)更加拔高。
第5小題需要學(xué)生繪出滴定的pH值變化曲線。日常學(xué)習(xí)過(guò)程中,教師教授比較多的是弱酸的滴定曲線,這里題材發(fā)生了改變但是基本原理沒(méi)有改變,應(yīng)該不會(huì)給學(xué)生造成大的困擾。
第6小題從運(yùn)算上來(lái)講是第四小題的逆運(yùn)算,已知?dú)潆x子濃度的情況下推斷山梨酸根離子和山梨酸各自的濃度大小。本題需要使用到的知識(shí)點(diǎn)也是酸的電離常數(shù)運(yùn)算。
整體而言,本題考察的難度偏簡(jiǎn)單,也是多年來(lái)AP化學(xué)科常規(guī)的考點(diǎn)之一。對(duì)于經(jīng)過(guò)授課的學(xué)生而言沒(méi)有很高的挑戰(zhàn)性。
第四題,考察主要內(nèi)容是微溶物質(zhì)的溶解平衡常數(shù)的計(jì)算,一共有3個(gè)小題。
第1小題還是考察微溶物質(zhì)的電離方程式書(shū)寫(xiě)。
第2小題是考察溶解平衡常數(shù)和溶解度之間的換算關(guān)系。
第3小題是考察溶解過(guò)程,尤其是溶質(zhì)離子和水分子之間的靜電引力以及表達(dá)。
整體而言,本題也是多年以來(lái)AP化學(xué)科考試的常規(guī)考點(diǎn)之一,今年的主要的創(chuàng)新在于第3小題需要學(xué)生用圖示的方式來(lái)表達(dá)溶解過(guò)程,雖然難度偏簡(jiǎn)單但是的確對(duì)溶解過(guò)程基礎(chǔ)原理的掌握提出了堅(jiān)實(shí)的要求。
第五題,問(wèn)題的背景是另一種食品添加劑食用色素亮藍(lán)(化學(xué)式:C37H34N2O9S3Na2),在家用漂白劑的作用下逐漸被漂白的過(guò)程。本題一共有3個(gè)小題。
第1小題要求判定化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù),AP化學(xué)科課程主要教授0級(jí),1級(jí)和2級(jí)反應(yīng)。常見(jiàn)的考點(diǎn)主要是0級(jí)和1級(jí)。
第2小題表面上考察的勒沙特列原理的運(yùn)用,其實(shí)是簡(jiǎn)單的考察反應(yīng)級(jí)數(shù)與反應(yīng)時(shí)間的代數(shù)關(guān)系。
第3小題考察的是反應(yīng)級(jí)數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的變量控制問(wèn)題。
整體而言,本題考察的內(nèi)容都是AP化學(xué)科教學(xué)中反應(yīng)級(jí)數(shù)相關(guān)章節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)。
第六題,問(wèn)題的背景是化學(xué)鍵相關(guān)章節(jié)中對(duì)于離子鍵和共價(jià)鍵的討論,但是超越了課本上的一般性討論,本題主要討論的是離子型和共價(jià)型化合物與離子半徑大小的關(guān)系。本題有兩個(gè)小問(wèn)。
第1小題探討了實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該如何控制變量,以及如果對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選并證明自己的結(jié)論。該考點(diǎn)是美國(guó)高中STEM各類(lèi)考試通行的一個(gè)重要考點(diǎn)。
第2小題與題目沒(méi)有直接的關(guān)系,需要判斷所列化合物中的強(qiáng)堿弱酸鹽并寫(xiě)出水解方程式。
第七題,在回收鋁的大背景下考察了熱化學(xué)的基礎(chǔ)計(jì)算,本題下設(shè)兩個(gè)小題。
第1小題需要計(jì)算溶解所需熱量,除了比熱容的計(jì)算還需要重視熔化熱。這一點(diǎn)在日常的教學(xué)過(guò)程中是一個(gè)常見(jiàn)的盲點(diǎn),這道題作為本次考試的壓軸題也的確向我們?nèi)粘5慕虒W(xué)提出了要求。
第2小題在第一小題的計(jì)算基礎(chǔ)上需要考生做決策:回收鋁還是進(jìn)行電解鋁。這里的陷阱是單位的換算問(wèn)題。
以上給大家詳細(xì)整理了今年的AP化學(xué)考試的題型與知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位AP考試有所幫助,沈陽(yáng)AP考試培訓(xùn)培頓教育愿大家都能夠在明年的AP考試當(dāng)中取得理想的滿(mǎn)