2025年高一上學(xué)期化學(xué)“模型中的化學(xué)”測試一、原子結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)知與應(yīng)用（一）核外電子排布模型的建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)模型是化學(xué)微觀認(rèn)知的基礎(chǔ)。在本次測試中，要求學(xué)生根據(jù)玻爾原子模型和量子力學(xué)核外電子運動狀態(tài)理論，完成以下任務(wù)：電子層模型應(yīng)用：寫出第19號元素鉀（K）的核外電子排布式，并解釋其原子結(jié)構(gòu)示意圖中最外層電子數(shù)為何為1。能量最低原理分析：比較基態(tài)碳原子的兩種可能電子排布方式（1s22s22p2與1s22s12p3）的穩(wěn)定性，說明洪特規(guī)則對電子排布的影響。模型修正與發(fā)展：從湯姆遜“葡萄干布丁模型”到盧瑟?！靶行悄Ｐ汀?，再到現(xiàn)代量子力學(xué)模型，分析各模型的局限性與修正依據(jù)，體現(xiàn)科學(xué)模型的動態(tài)發(fā)展特征。（二）元素周期律的模型化表達(dá)基于元素周期表的“周期性變化模型”，設(shè)計以下問題：原子半徑遞變規(guī)律：以第三周期元素（Na→Cl）為例，用“電子層數(shù)-核電荷數(shù)”競爭模型解釋原子半徑隨原子序數(shù)遞增的變化趨勢。電離能異?，F(xiàn)象分析：為什么第二周期中Be的第一電離能大于B，N的第一電離能大于O？要求用“全滿/半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)模型”進(jìn)行解釋。元素性質(zhì)預(yù)測：已知某元素位于第四周期第ⅥA族，根據(jù)“位-構(gòu)-性”模型預(yù)測其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱，并與同周期相鄰元素比較。二、分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵模型的實踐（一）共價鍵模型的構(gòu)建與判斷路易斯結(jié)構(gòu)式書寫：寫出CO?、NH?、H?O?的路易斯結(jié)構(gòu)式，標(biāo)注孤電子對，并判斷分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目。VSEPR模型應(yīng)用：計算SO?分子的中心原子價層電子對數(shù)，預(yù)測其空間構(gòu)型及鍵角范圍；用“價層電子對互斥模型”解釋CH?為正四面體而NH?為三角錐形的原因。雜化軌道理論解釋：分析乙烯分子中碳原子的雜化類型（sp2）及分子平面結(jié)構(gòu)的成因，比較sp、sp2、sp3雜化軌道的空間構(gòu)型差異。（二）分子極性的“幾何對稱模型”判斷雙原子分子極性：用“電負(fù)性差值模型”判斷HBr、Cl?分子的極性，解釋“極性鍵構(gòu)成的分子不一定是極性分子”這一結(jié)論。多原子分子極性分析：以BF?（平面正三角形）和NH?（三角錐形）為例，用“鍵極性-空間構(gòu)型”復(fù)合模型判斷分子極性，說明結(jié)構(gòu)對稱對分子極性的抵消作用。（三）晶體結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)知離子晶體配位數(shù)判斷：根據(jù)NaCl和CsCl的晶胞模型，比較Na?和Cs?的配位數(shù)差異（6vs8），并用“離子半徑比規(guī)則”（r?/r?）解釋其成因。金屬晶體堆積模型：繪制面心立方最密堆積（FCC）的晶胞示意圖，計算一個晶胞中含有的原子數(shù)（4個），并比較其與體心立方堆積（BCC）的空間利用率差異。三、實驗教學(xué)中的模型應(yīng)用與探究（一）分子結(jié)構(gòu)模型的實體搭建實驗任務(wù)：使用球棍模型套件搭建以下分子，并分析結(jié)構(gòu)特征：甲烷（CH?）：正四面體結(jié)構(gòu)，鍵角109°28′；乙烯（C?H?）：平面結(jié)構(gòu)，碳碳雙鍵鍵長小于碳碳單鍵；乙炔（C?H?）：直線形結(jié)構(gòu)，sp雜化軌道成鍵。誤差分析：若搭建的水分子模型鍵角為90°（實際為104.5°），可能的原因是什么？如何通過模型修正體現(xiàn)孤電子對的排斥作用？（二）化學(xué)反應(yīng)機理的模型模擬以“Fe3?催化H?O?分解”實驗為背景，要求學(xué)生：提出假設(shè)模型：基于H?O?的共價鍵結(jié)構(gòu)（O-O鍵鍵能較低），推測Fe3?可能通過“電子轉(zhuǎn)移中間體模型”（Fe3?→Fe2?→Fe3?）催化反應(yīng)。設(shè)計驗證實驗：通過對比實驗（不加催化劑、加Fe3?、加MnO?），用“反應(yīng)速率-活化能”模型解釋催化劑對反應(yīng)路徑的改變。數(shù)據(jù)可視化表達(dá)：繪制不同條件下H?O?分解的“濃度-時間”曲線，用“碰撞理論模型”解釋曲線斜率變化的原因。（三）沉淀溶解平衡的動態(tài)模型溶度積規(guī)則應(yīng)用：已知25℃時AgCl的Ksp=1.8×10?1?，Ag?CrO?的Ksp=1.1×10?12，通過“離子積Qc-溶度積Ksp”比較模型判斷：向濃度均為0.01mol/L的Cl?和CrO?2?混合溶液中滴加AgNO?溶液，哪種離子先沉淀？沉淀轉(zhuǎn)化模型分析：用“溶解-沉淀平衡移動模型”解釋BaSO?沉淀可溶于濃Na?CO?溶液的原因（已知Ksp(BaSO?)=1.1×10?1?，Ksp(BaCO?)=5.1×10??），寫出轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式。四、綜合應(yīng)用題：從模型認(rèn)知到實際問題解決（一）工業(yè)流程中的模型化思維以“合成氨工業(yè)”為情境，要求學(xué)生：反應(yīng)原理模型：寫出合成氨反應(yīng)（N?+3H??2NH?）的平衡常數(shù)表達(dá)式，用“碰撞理論模型”解釋增大壓強為何能提高氨的產(chǎn)率。工藝條件優(yōu)化：基于“反應(yīng)速率-平衡移動”雙因素模型，分析工業(yè)上選擇400~500℃、20~50MPa的原因，體現(xiàn)模型在工程實踐中的應(yīng)用。（二）實驗設(shè)計中的模型建構(gòu)某研究小組欲探究“溫度對化學(xué)平衡的影響”，提供的試劑有：2NO?(g)?N?O?(g)（紅棕色-無色）平衡體系、熱水浴、冰水浴。要求學(xué)生：提出假設(shè)：根據(jù)“勒夏特列原理模型”，預(yù)測升高溫度后混合氣體顏色的變化趨勢。設(shè)計實驗方案：畫出實驗裝置圖（注明儀器名稱），寫出操作步驟及現(xiàn)象觀察要點。結(jié)果分析：用“能量變化模型”（放熱反應(yīng)）解釋實驗現(xiàn)象，并用平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系進(jìn)行定量說明。五、模型認(rèn)知素養(yǎng)的評價標(biāo)準(zhǔn)本次測試從以下維度評估學(xué)生的模型認(rèn)知能力：模型理解：能否準(zhǔn)確描述原子結(jié)構(gòu)、分子構(gòu)型等模型的核心要素（如電子層數(shù)、鍵角、雜化類型）；模型應(yīng)用：能否用VSEPR、雜化軌道等模型預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)或解釋實驗現(xiàn)象；模型建構(gòu)：能否基于數(shù)據(jù)或現(xiàn)象提出合理的假設(shè)模型（如沉淀轉(zhuǎn)化的“濃度商-溶度積