新高考背景下化学试题分析与策略研究——多重平衡主题

Analysis and Strategic Research on Chemistry Test Items in the Context of the New College Entrance Examination —The Theme of Multiple Equilibrium

摘要: 本文在新高考背景下，以安徽省2025年高考化学试题中“多重平衡”主题为研究对象，构建了基于考察载体、核心概念和关键能力三个维度的试题分析模型。通过分析具体试题，探讨试题在实际情境中的设计、核心化学概念以及关键能力考察方面的特点与要求。经研究发现，“多重平衡”试题体现了基础性、综合性、应用性和创新性要求，并基于此提出了相应的教学改进策略：注重夯实基础、强调知识融合、突出实际应用、激发创新思维，以期望为化学教学提供新的思路和启示。

Abstract: Under the background of the new college entrance examination, this paper takes the “Multiple Equilibrium” theme from the 2025 Anhui Province Chemistry Examination as the research object, and constructs a test item analysis model based on three dimensions: examination carriers, core concepts, and key competencies. By analyzing specific test items, the paper explores the characteristics and requirements of the design of test items in practical situations, the core chemical concepts, and the assessment of key competencies. The research finds that “Multiple Equilibrium” test items reflect the requirements of basic knowledge, integration, application, and innovation. Based on this, corresponding teaching improvement strategies are proposed: focusing on solidifying the foundation, emphasizing knowledge integration, highlighting practical applications, and stimulating innovative thinking, with the aim of providing new ideas and inspiration for chemistry teaching.

1. 引言

自2019年落实新高考政策以来，各省份始终坚持以核心素养为导向，建立健全立德树人的高考机制，实现了从教到学的转变，《中国高考评价体系》是极具中国特色社会主义的高等教育改革的重要组成部分，强调“一核”“四基”“四翼”，所谓“一核”指高考的根本任务是立德树人，注重学生的核心价值和综合素养，“四基”主要指考察内容，包括核心价值、学科素养、关键能力和必备知识，考生需要具备基本的政治素养，道德品质和社会主义核心价值观。“四翼”指考察要求，分为基础性、综合性、应用性、创新性[1]。江合佩在《体现核心素养实现启智增慧——2024年全国高考化学试题分析与启示》中总结到各套试题关于基础性考查均超过了30%，综合性考查占比均超过了20%，应用性考查占比均超过了20%。创新性考查占比均在10%左右[2]。进一步体现了中国高考体系改革从“知识导向”向“能力导向”再向“素养导向”的转变，为国家培养更具有创新精神和实践能力的人才，同时为教育公平和高质量发展提供支持[3]。

化学多重平衡是高中化学原理教学及发展学生证据推理与模型认知核心素养的一个很好载体。在分析历届高考化学试题中，“化学多重平衡类知识”是常考内容也是失分较多的知识点，化学多重平衡在高中现行的几个版本教科书(人教版、鲁科版和苏教版)中并未明确提出，近几年部分学校对多重平衡原理重视程度降低，有些学生则简单地停留在机械记忆层面，不愿意花时间在题目较难的知识点上，最终导致大部分学生理解化学多重平衡原理时存在较多的“盲区”。本文通过构建试题分析模型，对25年安徽省化学高考题进行分析，以“多重平衡”为主题展开命题研究，并提出教学改进策略。

2. 试题分析模型

2025年高考对于全国大部分地区是基于新课标、使用新教材、落地新高考“三新”的第三年。化学学业水平等级考试遵循高中化学课程标准，依据中国高考评价体系，突出关键能力考查，充分发挥高考育人功能和积极导向作用[4]。要分析高考试题如何探查学生的学科素养和核心能力，首先需要对试题进行系统化地分析。本文从考察载体、核心概念和关键能力3个维度建立试题的分析模型[5]。具体构建模型如图1所示。

Figure 1. Analysis model

图1. 分析模型

2.1. 考察载体

考察载体指实际问题基于化学知识所创设的真实情境，对历年高考化学试题进行分析总结，主要基于学术探索、化学史料、实验探究、生产环保、日常生活等五个方面展开[6]，本文对每道题所使用的化学情境或问题情境进行描述概括，基于核心素养总结情境设置特点。

2.2. 核心概念

化学学科的核心概念主要包括必修课程和选择性必修课程的相关内容。核心概念全面反映了基础教育层面的化学知识体系，掌握核心概念是具有学科核心能力的基础[7]。“化学反应速率与限度”主题是高中化学课程的核心内容，对发展学生“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等学科核心素养具有不可替代的作用，是教学的难点和高考的热点。多重平衡是指相互关联的几个平衡同时存在于一个系统中，有至少一种物质同时参与几个相互关联的平衡[8]。对于复杂体系中多种反应的关系，韩建丰、高凌蕊基于热力学视角和动力学视角将这种复杂关系分为连串反应、平行反应、竞争反应、协同反应[9]。

2.3. 关键能力

关键能力指学生在学习探索问题的过程中高质量的发现和解决问题的能力。单旭峰在《高考化学学科关键能力的建构思路、基本内涵与考察实施路径》中根据化学学科的特点、核心素养、课程目标，将高考化学关键能力概括为理解与辨析能力、归纳与论证能力、分析与推测能力、实验探究能力四个方面[10]。本文将从这四个方面分析25年安徽省普通高校招生化学考试中多重平衡类试题对考生关键能力的要求。

3. 多重平衡主题试题分析

3.1. 考察载体

3.1.1. 试题呈现

【例1】(节选自2025年安徽高考化学试卷第14题) H₂A是二元弱酸，M²⁺不发生水解。25℃时，向足量的难溶盐MA粉末中加入稀盐酸，平衡时溶液中lg[c(M²⁺)/(mol∙L⁻¹)]与pH的关系如图2所示。

已知25℃时，K_a1(H₂A) = 10^−1.6，K_a2(H₂A) = 10^−6.8，lg² = 0.3。下列说法正确的是

A. 25℃时，MA的溶度积常数K_sp(MA) = 10^−6.3

Figure 2. Question 14 of the Anhui province chemistry college entrance examination paper in 2025

图2. 2025年安徽高考化学试卷第14题

B. pH = 1.6时，溶液中c (M²⁺) > c (Cl⁻) > c (HA⁻) > c (A²⁻)

C. pH = 4.5时，溶液中c (HA⁻) > c (H₂A) > c (A²⁻)

D. pH = 6.8时，溶液中c (H²⁺) + 2c (HA⁻) + c (H₂A) = c (OH⁻) + c (Cl⁻)

【例2】 (节选自2025年安徽高考化学试卷第17题) II. 甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO和H₂)的重要方法，主要反应有：

① CH₄(g) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g) + 2H₂(g)

② CO₂(g) + H₂(g) ⇌ CO(g) + 2H₂O(g)

③ CH₄(g) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + 3H₂(g)

(4) 恒温恒容条件下，可提高CH₄转化率的措施有_______(填标号)。

a. 增加原料中CH₄的量 b. 增加原料中CO₂的量 c. 通入Ar气

(5) 恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH₄/CO₂/Ar混合气，投料组成与CH₄和CO₂的平衡转化率之间的关系如下图3所示。

Figure 3. Question 17 of the Anhui province chemistry college entrance examination paper in 2025

图3. 2025年安徽高考化学试卷第17题

i. 投料组成中Ar含量下降，平衡体系中n(CO):n(H₂)值将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

ii. 若平衡时Ar的分压为pKPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数K_p = _______(KPa)² (用含p的代数式表示，K_p是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压 = 总压 × 物质的量分数)。

3.1.2. 试题情境

选择题14题涵盖了电离–配位–沉淀的基础理论，题中运用定量分析与图谱解析的实验探究方法，虽未构建真实的情景，但通过题干信息可衍生至金属回收与水处理等生产环保类生活需求，比如生活废水的深度处理，需要借助弱酸–难溶盐体系的精细pH控制，去除工业废水中金属离子，降低化学投加量与二次污染风险，这与题干信息不谋而合。另外，可以引发学生思考日常生活中类似工艺的需求，比如家庭净水器中通过投加弱酸或调节pH，使Ca²⁺、Mg²⁺等金属离子以沉淀形式去除，保障管道和家电寿命。本题全面考察考生在化学平衡、定量分析等方面的应用。

非选择题17题既涵盖基础机理与平衡概念，也兼顾实验技术、工业工艺及民用需求，全面体现本题对化工原理与催化反应、多重平衡耦合能力的综合考查。比如绿色制氢与CO₂资源化，利用甲烷和二氧化碳重整，实现H₂生产与CO₂减排，积极响应国家政策，契合CCUS (碳捕集、利用与封存)与氢能经济战略；利用惰性气体稀释(Ar)提高CO₂转化率，降低积碳风险，提升工业装置长周期稳定运行的能力。

3.2. 核心概念

依据中国高考评价体系和课程标准，从实验原理和方法、物质结构与性质、化学变化与规律、物质转化与应用、化学语言和概念五个方面对试题所考察化学知识进行分析。2025年安徽卷选择题第14题围绕难溶盐MA在含有弱酸H₂A的缓冲溶液中的溶解多重平衡展开，结合lgc(M²⁺)与pH关系图，综合考查了酸碱平衡、盐类溶解平衡、离子浓度比较与图像信息提取等内容。非选择题17题则围绕甲酸的热分解与甲烷和CO₂的重整反应展开，结合反应热、反应路径图、速率图像与转化率数据，综合考查了热化学、多重平衡耦合、反应机理与催化、实验设计和数据分析等高中化学核心知识。结合《普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)》，试题的具体考察核心概念如表1所示。

Table 1. Examination content

表1. 考察内容

试题编码	考察维度	考察内容	学业质量水平描述(三级)
选择题14	科学探究	设计并解释溶解度实验、通过图像获取物理量	能运用图像数据估算离子浓度变化，并合理推断溶解平衡受pH影响的规律
非选择题17		设计实验变量、分析图像、推断反应路径	能基于图像和数据推断反应机理，判断控制变量的作用，提出合理假设并解释数据变化
选择题14	化学概念	多重平衡、同离子效应、离子共存关系	理解弱酸电离规律与沉淀溶解之间的耦合关系，并能用化学术语表达
非选择题17		化学反应与能量、多重平衡、反应速率	理解焓变、活化能、反应速率之间的关系；理解压强、温度等条件对气体反应平衡的影响
选择题14	科学思维	模型建构、图像分析、逻辑推理	能从实验图像中提取特征点，构建反应模型，进行定性和定量推断
非选择题17			能基于曲线图、压强数值与方程推导平衡常数变化趋势，进行Ksp的物理意义解读与表达
选择题14	实践运用	数据处理与结果解释	能根据pH与浓度对数关系图进行数据反演，合理计算Ksp等参数
非选择题17		数据处理与问题分析	能基于实验现象和数据进行合理推理，分析反应条件变化对反应方向与转化率的影响

3.3. 关键能力

2025年安徽卷有关化学多重平衡考察主要集中于选择压轴题14题及非选择题17题，不仅考察考生对化学平衡及溶解度知识的掌握，更侧重综合能力的培养。试题的具体考察关键能力如表2所示。

Table 2. Key ability

表2. 关键能力

试题编码	理解与辨析	分析与推测	归纳与论证	探究与创新
选择题14	化学概念实记	数值推导	规律归纳	实验设计思路
	图像信息判断	反应体系推测	逻辑论证	模型拓展与变式
	离子分布辨析			开放性问题
非选择题17	反应热力学概念	Hess定律计算	多条件下平衡常数的定量论证	实验方案设计
	物理变化与状态函数的辨析	催化剂作用机理推测	反应路线比较与论证	新机制假设与验证
	能量曲线解读	气体混合物平衡移动		工艺集成与可持续性探索

为改变相对固化的试题形式，以25年安徽卷14题为例，题中呈现数据变化曲线图形，要求学生能利用图中信息进行数据处理与转化，比如利用图中数据与电离常数，反推MA的溶度积常数，并结合溶度积与共存离子浓度进行K_sp计算；推测对不同pH条件下加入HCl会对溶液体系中H⁺、Cl⁻浓度及酸的多级电离所产生的HA⁻、A²⁻浓度变化的影响，从而推断离子总电荷平衡关系。本题兼顾基础概念理解与图像信息处理，解题的前提是能够记忆与理解弱酸多级电离、难溶盐溶度积的定义及意义。能对图像坐标的物理、化学含义有准确的判读。本题基于数值推导、逻辑论证，更高层级的考察实验设计与模型拓展等化学素养和创新能力。

相较于14题考察的难度和综合性而言，非选择题17题更加强调从实验设计到工艺集成创新能力考察。首先要求学生理解不同分解途径的焓变性质，并且通过Hess模型理解焓变可逆叠加的本质；通过势能变化示意图，辨析反应的过渡态、与中间体、反应物产物的相对能量位置，理解活化能等基本概念。通过对目标反应焓变的推断、催化剂作用机理的推测、混合气体平衡移动方向的推测，考察考生分析与推测能力。通过甲烷和二氧化碳重整制取CO和H₂，体现从热力学和动力学双重视角综合评价化学过程的能力。多条件下平衡常数的定量论证以及反应路线的比较都从侧面强调了发现问题和解决问题的能力。另外，题目衍生出一系列问题对培养学生的创新能力具有重要作用，比如可进一步探讨将该反应与Fischer-Tropsch合成或生物质转化耦合的可行性，体现化学工程与绿色化学的跨学科创新思维。

4. 教学启示与建议

4.1. 注重基础性，夯实概念理解与计算训练

化学多重平衡类试题主要考查酸碱平衡、溶度积、气相平衡等基础概念与计算。教师应引导学生回归教材，通过“概念–模型–计算–应用”四步教学法帮助学生形成完整认知链。可结合高考真题(如2025年安徽卷第14题)开展课堂练习，让学生理解pH变化与溶解度关系，并利用实验数据反推平衡常数。以此培养学生的逻辑推演与定量分析能力。

化学多重平衡类试题主要考查酸碱平衡、溶度积、气–相化学平衡的概念和数学表达，涉及反应坐标图、活化能与反应焓等基本概念。鼓励学生回归课本，夯实概念，引导学生精准理解各类平衡常数的物理意义及计算方法，设计pH、压强、组分比变化的练习，强化方程推导与数值估算，训练计算能力。可实施分层教学，先讲清各类平衡常数定义，再过渡到多平衡串联，通过例题逐步递进。

4.2. 调综合性，强化知识网络与跨章节联系

“化学多重平衡”类题常融合酸碱、配位、沉淀及气相平衡等多模块内容，教师应采用思维导图或知识网络教学，引导学生将不同平衡体系进行结构化串联。在教学实践中，可设计专题研讨课，如“多重平衡在水处理中的应用”“弱酸体系中沉淀溶解的综合分析”，通过真实案例促进学生迁移学习和跨知识板块思维能力提升。

“化学多重平衡”类试题常常融合酸碱平衡、配位、沉淀平衡与气–固/气–相平衡，将热力学与动力学融合贯通起来。教学重点应搭建知识网络，采用思维导图或知识框架引导学生将酸碱、溶度积、气相平衡等模块串联起来。带领学生跨章节练习，布置覆盖pH计算等不同条件下物质分布及反应平衡移动的综合题，提升迁移能力。并结合小组实验报告与课后练习，对学生“平衡体系耦合”的理解程度和应用能力进行过程性评价。

4.3. 突出应用性，将课堂知识转化为实际能力

结合高考试题涉及的金属离子回收与CO₂资源化利用，教师可引入水处理、制氢工艺等真实情境任务。通过实验探究活动，如“模拟工业废水pH调控实验”“小型重整制氢模型设计”，引导学生在真实问题中应用化学平衡理论，培养科学探究与工程思维能力。

2025年安徽卷中直接对应金属离子回收，水处理中的pH调控，关联工业制氢与CO₂利用重整工艺展开命题，教学应注重案例驱动，引入实际废水除重金属、便携式重整制氢等工业或民用场景，让学生在真实背景中应用平衡理论；带领学生进行实验设计，让学生体验从理论到工艺设计的完整链条。

4.4. 强化创新性，提升信息整合与探究能力

教师应引导学生突破单一平衡思维，提升对图像、数据、模型的综合解读能力。可设计“多图联动解析”课堂任务，训练学生从pH-浓度曲线、能量图与转化率曲线中提取信息。通过课题式学习或小组研究，让学生设计多重平衡类实验方案、模拟反应机理，从而形成“问题发现–模型假设–实验验证–优化策略”的创新学习路径。

考察题型应突破“单一平衡”框架，呈现多图联动，比如pH-浓度曲线、能量图、转化率曲线联合制题。注重图表解读训练，教学应组织学生分组研讨多种图表数据解读技巧，培养信息整合能力。开展探究式学习，鼓励开展课题式小实验，激发解读反应机理与优化条件的创新思维。

基金项目

赤峰学院教育教学研究项目(JYJXY202425)。