徐宇航

2024年吉林省新高考已落下帷幕，本次高考为吉林省首次“三新”背景下的高考，吉林省与辽宁省、黑龙江省共用一套试卷，简称“东北三省”卷。题目总体难度适中，但考查方式较为新颖，对学生的解题思维和知识熟练度有较高挑战；题量也发生变化，选择题由之前的7道变为15道，非选择题依然延续了工艺流程、实验综合、反应原理和有机合成的模式。试题命制紧扣立德树人的根本任务，贯彻教育部《关于做好2024年普通高校招生工作的通知》中所提出的深化考试内容改革的要求，注重考查学生的必备知识、关键能力和学科核心素养，引导培养探索性、创新性思维品质。优化试卷结构和试题形式，增强试题的应用性、探究性、开放性。试题在命制的过程中多次采用国内外化学期刊中发表的最新研究成果，考查学生的创新思维，激发学生对于化学科学研究的兴趣。

一、创新性、应用性的考查内涵

高考化学试题注重情境化命题，而创新性与应用性正是在与情境的结合中体现出来。试题要求学生运用正确的学科思维，创造性地解决基于生产生活实践或科研探索的情境所提出的问题。教育部在《关于做好2024年普通高校招生工作的通知》中提出要“增强试题的应用性、探究性、开放性”。具体到化学学科，创新形式有研究新物质的结构、发现或合成新物质、发明新反应或合成方法、构建新理论或新机理、探索新技术或方法。

在本次高考试题的命制中，命题人员既选取了最新的学术研究成果，也挖掘了经典的学术文献作为命题素材，以期开拓学生的视野，其学术探索情境包括自催化反应原理(第7题)、新型绿色工艺(第12题)、传统反应的优化改进(第17题)和最新合成方法(第19题)。

二、试题创新性考查实例分析

(一)思维创新

【例1】(第7题)如图1所示的自催化反应，Y作催化剂。下列说法正确的是 ( )

A.X不能发生水解反应

B.Y与盐酸反应的产物不溶于水

C.Z中碳原子均采用sp2杂化

D.随c(Y)增大，该反应速率不断增大

【答案】C

【分析】本题命题素材选自Acc.Chem.Res.1987年的一篇文献[1],以学术探索中的实际情境——碱催化脱Fmoc(9-芴氧甲酰基)保护基引入自催化反应原理。本题必备知识包括羧酸衍生物的水解反应、物质结构与性质、催化剂和浓度对反应速率的影响。根据必备知识可知，本题中给出的化合物X为氨基甲酸酯类化合物，同时具有酰胺基和酯基官能团，可以发生水解反应；产物Y六氢吡啶为二级胺，其与HCl成盐后是可溶于水的铵盐；产物Z可视为乙烯的联苯基衍生物，其碳原子杂化方式为sp2杂化；同时六氢吡啶具有碱性，可以作为脱Fmoc保护基的催化剂，即自催化效应。通过氧化还原滴定的学习，可知草酸与高锰酸钾的反应为自催化反应，其反应速率呈现慢—快—慢的变化：在反应初期由于催化剂浓度较低，所以反应速率较慢，称为诱导期；随反应进行催化剂浓度升高，反应速率加快；随后反应物的浓度因素占据主导，反应速率再次下降，该反应速率不能持续增大。

(二)内容创新

【例2】(第12题)“绿色零碳”氢能前景广阔。为解决传统电解水制“绿氢”阳极电势高、反应速率缓慢的问题，科技工作者设计耦合HCHO高效制H2的方法，装置如图2所示。部分反应机理：。下列说法错误的是 ( )

A.相同电量下H2的理论产量是传统电解水的1.5倍

B.阴极反应： 2Η 2 Ο+2e - = 2ΟΗ - +Η 2 ↑

C.电解时OH-通过阴离子交换膜向b极方向移动

D.阳极反应： 2ΗCΗΟ-2e - +4ΟΗ - = 2ΗCΟΟ - +2Η 2 Ο+Η 2 ↑

【答案】A

【分析】本题命题素材新颖，是近年来非常流行的电解法制氢气的反应，原文献发表于2023年的Nat.Commun.[2](如图3所示)。

本题必备知识包括电极反应方程式的书写，溶液中离子的定向移动及法拉第电解定律。根据反应机理可知，阳极反应为 2ΗCΗΟ-2e - +4ΟΗ - = 2ΗCΟΟ - +2Η 2 Ο+Η 2 ↑ ,阴极反应为 2Η 2 Ο+2e - = 2ΟΗ - +Η 2 ↑ ,选项B、D正确。电极的属性对应了溶液中离子的移动方向。选项A综合法拉第电解定律及电极反应可知，当同样通过2 mol电子时，图示的电解池两极各生成1 mol氢气，共生成2 mol氢气；而电解水的电解池只能在阴极表面生成1 mol氢气。综上分析可知甲醛电解池的电解效率是传统电解水的2倍，A错误。

【例3】(第19题)特戈拉赞(化合物K)是抑制胃酸分泌的药物，其合成路线如下：

已知：

回答下列问题：

(1)B中含氧官能团只有醛基，其结构简式为____。

(2)G中含氧官能团的名称为____和____。

(3)J → Κ 的反应类型为____。

(4)D的同分异构体中，与D官能团完全相同，且水解生成丙二酸的有____种(不考虑立体异构)。

(5)E → F 转化可分三步：①E分子内的咪唑环与羧基反应生成X;②X快速异构化为Y;③Y与(CH3CO)2O反应生成F。第③步的化学方程式为____。

(6)苯环具有与咪唑环类似的性质，参考EX的转化，设计化合物I的合成路线如下(部分反应条件已略去)。其中M和N的结构简式为____和____。

(2)(酚)羟基 羧基

(3)还原反应

(4)6

【分析】本题命题素材来自2024年3月份的Org.Process Res.Dev.[3](如图4所示)。

本题难度较高，结合 A → C 的转化及B的分子式和题给条件中“B中含氧官能团只有醛基”可得B的结构为。C和D发生Stobbe缩合得到E,E在醋酸酐的作用下发生分子内的傅-克酰基化反应，其直接产物为(X),通过已知Ⅱ可知，X会迅速发生异构化，形成苯酚结构的(Y),并随后被乙酸酐酰基化得到F,其反应方程式为 +(CΗ 3 CΟ) 2 Ο → +CH3COOH。F水解后与二氯亚砜形成酰氯，随后与二甲胺生成对应的酰胺H。H与I通过光延反应构建醚键得到J,随后钯碳催化氢解脱苄基得到产物K,属于还原反应。在分子I的合成中通过逆合成分析可知N为,利用合成路线中 E → F 的转化及题给信息可知 Μ → Ν 为分子内的傅-克酰基化反应，因此M的结构为。在同分异构体的书写中，由题给条件可知要求书写分子式为C8H14O4的丙二酸酯，对应可以是丙二酸甲基丁基酯(4种)或丙二酸乙基丙基酯(2种),共计6种。

(三)方法创新

【例4】(第17题)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下。

Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4 固体及4～6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。由小孔冷凝柱中装入变色硅胶。

Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。

Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。

Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4,过滤。

Ⅴ.蒸馏滤液，收集73～78℃馏分，得无色液体6.60 g, 色谱检测纯度为98.0%。

回答下列问题：

(1)NaHSO4在反应中起____作用，用其代替浓硫酸的优点是____(答出一条即可)。

(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程，变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可____________。

(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是____(填标号)。

A.无需分离

B.增大该反应平衡常数

C.起到沸石作用，防止暴沸

D.不影响甲基紫指示反应进程

(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是____(填名称)。

(5)该实验乙酸乙酯的产率为____(精确至0.1%)。

(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为____(精确至1)。

【答案】(1)催化剂 避免混合后发生危险；避免发生副反应(答案合理即可)

(2)促进平衡正向移动，提高乙酸乙酯产率

(3)AD

(4)分液漏斗

(5)73.5%

(6)90

【分析】本题命题素材来自2022年的大学化学杂志[4],是旧瓶新酒式的考查方式，以传统的乙酸乙酯的合成为引子，创造性地引入了变色硅胶、硫酸氢钠和甲基紫，与传统酯化反应相似却又不同。浓硫酸催化剂和吸水剂的功能被一分为二，体现酸性的催化剂功能被硫酸氢钠继承，避开了浓硫酸本身的强氧化性和强脱水性可能带来的副反应；而吸水剂则巧妙地安排给了变色硅胶，既能吸水促进平衡正向移动，又能以其自身颜色的改变指示反应终点。此题的选材立足教材又充满新意，其独特的思维使整个反应趣味十足。在装置上也与传统酯化反应装置有所差异，通过使变色硅胶与反应体系分离，避免了其与甲基紫之间颜色的冲突，又避免了后续的分离程序。(6)既考查了酯化反应“酸脱羟基醇脱氢”的机理，又考查了质谱数据预测。综上分析，这是一道既有科学性又充满趣味性和创新性的考题。

从本次“东北三省”新高考试题的命制可以知道，高考试题的选材取向已经不再限于书本上的知识，而是更贴近科研一线，更贴近实际应用的化学。因此也要求一线教师在常规授课时应关注新素材、新情境的运用，将试题情境创设迁移到教学中的情境设计。在高三年级的复习中，也应着重关注情境教学，通过对科学文献、史料及工业流程等的拓展讲授来培养学生的创新思维与情境理解能力。

参考文献