2019-2020年人教版高中化學(xué)選修四 3-3-3 粒子濃度的關(guān)系（教案）.doc

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2019-2020年人教版高中化學(xué)選修四 3-3-3 粒子濃度的關(guān)系（教案）教學(xué)目標(biāo)知識與技能：學(xué)會運(yùn)用鹽類水解的知識和守恒的觀點(diǎn)解決離子濃度的問題過程與方法：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用對比法和依據(jù)客觀事實(shí)解決問題的邏輯思維能力情感態(tài)度與價(jià)值觀：引導(dǎo)學(xué)生樹立“透過現(xiàn)象，抓住本質(zhì)”的辯證唯物主義認(rèn)識觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、勤于思考的科學(xué)態(tài)度教學(xué)重點(diǎn)：溶液中微粒濃度的大小比較教學(xué)難點(diǎn)：雙水解問題；電解質(zhì)溶液中存在的守恒關(guān)系教學(xué)過程：【引入】電解質(zhì)溶液中有關(guān)離子濃度的判斷是近年高考的重要題型之一。解此類型題的關(guān)鍵是掌握“兩平衡、兩原理”，即弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡和電解質(zhì)溶液中的電荷守恒、物料守恒原理。首先，我們先來研究一下解決這類問題的理論基礎(chǔ)?！景鍟恳弧㈦婋x平衡理論和水解平衡理論1.電離理論：【講】弱電解質(zhì)的電離是微弱的，電離消耗的電解質(zhì)及產(chǎn)生的微粒都是少量的，同時(shí)注意考慮水的電離的存在；多元弱酸的電離是分步的，主要以第一步電離為主； 【板書】2.水解理論：【投】從鹽類的水解的特征分析：水解程度是微弱的（一般不超過2）。例如：NaHCO3溶液中，c(HCO3)c(H2CO3)或c(OH ) 理清溶液中的平衡關(guān)系并分清主次：【講】弱酸的陰離子和弱堿的陽離子因水解而損耗；如NaHCO3溶液中有：c(Na+) c(HCO3-)。弱酸的陰離子和弱堿的陽離子的水解是微量的（雙水解除外），因此水解生成的弱電解質(zhì)及產(chǎn)生H+的（或OH-）也是微量，但由于水的電離平衡和鹽類水解平衡的存在，所以水解后的酸性溶液中c(H+)（或堿性溶液中的c(OH-)）總是大于水解產(chǎn)生的弱電解質(zhì)的濃度；一般來說“誰弱誰水解，誰強(qiáng)顯誰性”，如水解呈酸性的溶液中c(H+)c(OH-)，水解呈堿性的溶液中c(OH-)c(H+)；多元弱酸的酸根離子的水解是分步進(jìn)行的，主要以第一步水解為主?！具^】守恒作為自然界的普遍規(guī)律，是人類征服改造自然的過程中對客觀世界抽象概括的結(jié)果。在物質(zhì)變化的過程中守恒關(guān)系是最基本也是本質(zhì)的關(guān)系之一，化學(xué)的學(xué)習(xí)若能建構(gòu)守恒思想，善于抓住物質(zhì)變化時(shí)某一特定量的固定不變，可對化學(xué)問題做到微觀分析，宏觀把握，達(dá)到簡化解題步驟，既快又準(zhǔn)地解決化學(xué)問題之效。守恒在化學(xué)中的涉及面寬，應(yīng)用范圍極廣，熟練地應(yīng)用守恒思想無疑是解決處理化學(xué)問題的重要方法工具。守恒思想是一種重要的化學(xué)思想，其實(shí)質(zhì)就是抓住物質(zhì)變化中的某一個(gè)特定恒量進(jìn)行分析，不探究某些細(xì)枝末節(jié)，不考慮途徑變化，只考慮反應(yīng)體系中某些組分相互作用前后某種物理量或化學(xué)量的始態(tài)和終態(tài)。利用守恒思想解題可以達(dá)到化繁為簡，化難為易，加快解題速度，提高解題能力，對溶液中離子濃度大小進(jìn)行比較可以用守恒法。有關(guān)溶液中離子濃度大小比較的問題是中學(xué)化學(xué)中常見問題。這類題目知識容量大、綜合性強(qiáng)，涉及到的知識點(diǎn)有：弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解、電解質(zhì)之間的反應(yīng)等，既是教學(xué)的重點(diǎn)，也是高考的重點(diǎn)。如何用簡捷的方法準(zhǔn)確尋找這類問題的答案呢？在電解質(zhì)溶液中常存在多個(gè)平衡關(guān)系，應(yīng)抓住主要矛盾（起主要作用的平衡關(guān)系），利用三種守恒關(guān)系電荷守恒（溶液電中性）、物料守恒（元素守恒）、質(zhì)子守恒（水的電離守恒）。除此之外還有如質(zhì)量守恒、元素守恒、電子守恒、能量守恒等這里只討論電解質(zhì)溶液中的守恒問題?！景鍟慷?、電解質(zhì)溶液中的守恒關(guān)系1、電荷守恒：電解質(zhì)溶液中的陰離子的負(fù)電荷總數(shù)等于陽離子的正電荷總數(shù)，【講】電荷守恒的重要應(yīng)用是依據(jù)電荷守恒列出等式，比較或計(jì)算離子的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。如（1）在只含有A、M、H、OH四種離子的溶液中c(A+)+c(H)=c(M-)+c(OH),若c(H)c(OH)，則必然有c(A+)c(M-)?！就队啊坷?，在NaHCO3溶液中，有如下關(guān)系：C(Na)+c(H)=c(HCO3)+c(OH)+2c(CO32)【注意】書寫電荷守恒式必須準(zhǔn)確的判斷溶液中離子的種類；弄清離子濃度和電荷濃度的關(guān)系?！景鍟?、物料守恒：就電解質(zhì)溶液而言，物料守恒是指電解質(zhì)發(fā)生變化（反應(yīng)或電離）前某元素的原子（或離子）的物質(zhì)的量等于電解質(zhì)變化后溶液中所有含該元素的原子（或離子）的物質(zhì)的量之和?！局v】實(shí)質(zhì)上，物料守恒屬于原子個(gè)數(shù)守恒和質(zhì)量守恒?！局v】在Na2S溶液中存在著S2的水解、HS的電離和水解、水的電離，粒子間有如下關(guān)系【投影】c(S2)+c(HS)+c(H2S)=1/2c(Na) ( Na,S2守恒)，C(HS)+2c(S2)+c(H)=c(OH) (H、O原子守恒)【講】在NaHS溶液中存在著HS的水解和電離及水的電離。HSH2OH2SOHHSHS2H2OHOH【投影】從物料守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+C(S2)+c(H2S)=c(Na)；從電荷守恒的角度分析，有如下等式：c(HS)+2(S2)+c(OH)=c(Na)+c(H)；將以上兩式相加，有：c(S2)+c(OH)=c(H2S)+c(H)【講】得出的式子被稱為質(zhì)子守恒【板書】3、質(zhì)子守恒：無論溶液中結(jié)合氫離子還是失去氫離子，但氫原子總數(shù)始終為定值，也就是說結(jié)合的氫離子的量和失去氫離子的量相等?！具^】現(xiàn)將此類題的解題方法作如下總結(jié)?！景鍟慷?、典型題溶質(zhì)單一型1、弱酸溶液中離子濃度的大小判斷【講】解此類題的關(guān)鍵是緊抓弱酸的電離平衡【點(diǎn)擊試題】0.1mol/L 的H2S溶液中所存在離子的濃度由大到小的排列順序是_解析：在H2S溶液中有下列平衡：H2SH+HS；HSH+S2 。已知多元弱酸的電離以第一步為主，第二步電離較第一步弱得多，但兩步電離都產(chǎn)生H，因此答案應(yīng)為：c(H)c(HS)c(S2)c(OH)【板書】弱酸溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(顯性離子) C(一級電離離子) C(二級電離離子) C(水電離出的另一離子) 【過】同樣的思考方式可以解決弱堿溶液的問題【板書】2、弱堿溶液【點(diǎn)擊試題】室溫下，0.1mol/L的氨水溶液中，下列關(guān)系式中不正確的是A. c(OH-)c(H+) B.c(NH3H2O)+c(NH4+)=0.1mol/LC.c(NH4+)c(NH3H2O)c(OH-)c(H+) D.c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)【過】下面我們以弱酸強(qiáng)堿鹽為例，來介紹一下能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較的解題方法【板書】3、能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較-弱酸強(qiáng)堿型【講】解此類題型的關(guān)鍵是抓住鹽溶液中水解的離子【點(diǎn)擊試題】在CH3COONa 溶液中各離子的濃度由大到小排列順序正確的是( )A、 c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)B、 c(CH3COO)c(Na)c(OH)c(H)C、 c(Na)c(CH3COO)c(H)c(OH)D、 c(Na)c(OH)c(CH3COO)c(H)解析：在CH3COONa溶液中： CH3COONaNa+CH3COO ，CH3COO+H2O CH3COOH+OH ；而使c(CH3COO)降低且溶液呈現(xiàn)堿性，則c(Na)c(CH3COO)，c(OH)c(H)，又因一般鹽的水解程度較小，則c(CH3COO)c(OH),因此A選項(xiàng)正確?！景鍟恳辉跛猁}溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子) C(水解離子)C(顯性離子)C(水電離出的另外一種離子)【點(diǎn)擊試題】在Na2CO3溶液中各離子的濃度由小到大的排列順序是_解析：在Na2CO3溶液中，Na2CO3=2Na+CO32 ，CO32+H2OHCO3+OH ，HCO3+H2OH2CO3+OH 。CO32水解使溶液呈現(xiàn)堿性，則C(OH)C(H)，由于CO32少部分水解，則C(CO32)C(HCO3)，HCO3又發(fā)生第二步水解，則C(OH)C(HCO3)，第二步水解較第一步水解弱得多，則C(HCO3)與C(OH)相關(guān)不大，但C(H)比C(OH)小得多，因此C(HCO3) C(H)。此題的答案為：C(H)C(HCO3)C(OH)C(CO32) C(水解離子)C(顯性離子)C(二級水解離子)C(水電離出的另一離子)【隨堂練習(xí)】在Na2S溶液中下列關(guān)系不正確的是A c(Na+) =2c(HS) +2c(S2) +c(H2S) B c(Na+) +c(H+)=c(OH)+c(HS)+2c(S2)Cc(Na+)c(S2)c(OH)c(HS) Dc(OH)=c(HS)+c(H+)+c(H2S)【點(diǎn)擊試題】判斷0.1mol/L 的NaHCO3溶液中離子濃度的大小關(guān)系解析：因NaHCO3=Na+HCO3，HCO3+H2OH2CO3+OH，HCO3 H+CO32 。HCO3的水解程度大于電離程度，因此溶液呈堿性，且C(OH) C(CO32)。由于少部分水解和電離，則C(Na)C(HCO3)C(OH)C(H) C(CO32)?！景鍟慷跛岬乃崾禁}溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(不水解離子)C(水解離子)C(顯性離子)C(水電離出的另一離子)C(電離得到的酸根離子)【隨堂練習(xí)】草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，在0.1mol/LKHC2O4溶液中，下列關(guān)系正確的是（CD）Ac(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+ c(C2O42-) Bc(HC2O4-)+ c(C2O42-)=0.1mol/LCc(C2O42-)c(H2C2O4) Dc(K+)= c(H2C2O4)+ c(HC2O4-)+ c(C2O42-)【過】下面再讓我們利用上述規(guī)律來解決一下強(qiáng)酸弱堿鹽的問題【點(diǎn)擊試題】在氯化銨溶液中，下列關(guān)系正確的是（ ）A.c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-) B.c(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-)C.c(NH4+)c(Cl-)c(H+)c(OH-) D.c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)【板書】三、典型題-兩種電解質(zhì)溶液相混合型的離子濃度的判斷【講】解此類題的關(guān)鍵是抓住兩溶液混合后生成的鹽的水解情況以及混合時(shí)弱電解質(zhì)有無剩余，若有剩余，則應(yīng)討論弱電解質(zhì)的電離。下面以一元酸、一元堿和一元酸的鹽為例進(jìn)行分析?！景鍟?、強(qiáng)酸與弱堿混合【點(diǎn)擊試題】PH=13的NH3H2O和PH=1的鹽酸等體積混合后所得溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是_解析：PH=1的HCl，C(H)=0.1 mol/L ，PH=13的NH3H2O，C(OH)= 0.1 mol/L ，則NH3 H2O 的濃度遠(yuǎn)大于0.1 mol/L ，因此，兩溶液混合時(shí)生成NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，氨水過量，且C(NH3 H2O)C(NH4Cl)，則溶液的酸堿性應(yīng)由氨水決定。即NH3H2O的電離大于NH4的水解，所以溶液中的離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篊(NH4)C(Cl)C(OH)C(H)?！局v】需要我們注意的是，強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中加入一定量的弱堿，解題方法與此題相同?！景鍟?、強(qiáng)堿與弱酸混合【點(diǎn)擊試題】PH=X的NaOH溶液與PH=Y的CH3COOH溶液，已知X+Y=14，且YC(CH3COO)C(OH)C(H)B、 C(CH3COO)C(Na)C(H)C(OH)C、 C(CH3COO)C(Na)C(OH)C(H)D、 C(Na)C(CH3COO)C(H)C(OH)解析：同上，PH=X的NaOH溶液中，C(OH)=10-(14-X) mol/L，PH=Y的CH3COOH 溶液中，C(H)=10-Y mol/L，因?yàn)閄+Y=14，NaOH溶液中C(OH)等于CH3COOH溶液中C(H)。因此C(CH3COOH)遠(yuǎn)大于10-Y mol/L，CH3COOH過量，因此選項(xiàng)B正確?！局v】上述兩題的特點(diǎn)是PH1+PH2=14，且等體積混合。其溶液中各離子濃度的關(guān)系的特點(diǎn)是【板書】C(弱電解質(zhì)的離子)C(強(qiáng)電解質(zhì)的離子)C(顯性離子) C (水電離出的另一離子)3、強(qiáng)堿弱酸鹽與強(qiáng)酸混合和強(qiáng)酸弱堿鹽與強(qiáng)堿混合【點(diǎn)擊試題】0.2 mol/L的CH3COOK與0.1 mol/L的鹽酸等體積混合后，溶液中下列粒子的物質(zhì)的量關(guān)系正確的是( )A、 C(CH3COO)=C(Cl)=C(H)C(CH3COOH)B、 C(CH3COO)=C(Cl)C(CH3COOH)C(H)C、 C(CH3COO)C(Cl)C(H)C(CH3COOH)D、 C(CH3COO)C(Cl)C(CH3COOH)C(H)解析：兩溶液混合后CH3COOK+HCl KCl+CH3COOH，又知CH3COOK過量，反應(yīng)后溶液中CH3COOK、CH3COOH和KCl物質(zhì)的量相等。由于CH3COOH的電離和CH3COO的水解程度均很小，且CH3COOH的電離占主導(dǎo)地位，因此，C(CH3COO)C(H)C(OH)。又知C(Cl)=0.05 mol/L，C(CH3COOH)C(HCO3)C(CO32)C(H)C(OH) B、C(Na)+C(H)=C(HCO3)+C(CO32)+C(OH) C、C(Na)+C(H)=C(HCO3)+2C(CO32)+C(OH) D、C(Na)=C(HCO3)+C(CO32)+C(H2CO3)解析：A、NaHCO3溶液因?yàn)樗獯笥陔婋x而呈堿性，因此C(OH)C(H)。B、應(yīng)考慮電荷守恒，C(CO32)前應(yīng)乘以2；C、電荷守恒符合題意；D、含弱電解質(zhì)分子應(yīng)考慮物料守恒，在NaHCO3溶液中存在下列關(guān)系：NaHCO3=Na+HCO3 ；HCO3H+CO32 ；HCO3+H2O H2CO3+OH 則C(Na)= =C(HCO3)+C(CO32)+C(H2CO3)符合題意。故選CD【板書】1、兩種物質(zhì)混合不反應(yīng)：【點(diǎn)擊試題】用物質(zhì)的量都是0.1 mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C(CH3COO-)C(Na+)，對該混合溶液的下列判斷正確的是( )A.C(H+)C(OH-) B.C(CH3COOH)C(CH3COO-)0.2 mol/LC.C(CH3COOH)C(CH3COO-) D.C(CH3COO-)C(OH-)0.2 mol/L【板書】2、兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)【點(diǎn)擊試題】在10ml 0.1molL-1NaOH溶液中加入同體積、同濃度HAc溶液，反應(yīng)后溶液中各微粒的濃度關(guān)系錯誤的是( )。Ac(Na+)c(Ac-)c(H+)c(OH-)Bc(Na+)c(Ac-)c(OH-)c(H+)Cc(Na+)c(Ac-)c(HAC)Dc(Na+)c(H+)c(Ac-)c(OH-)【板書】3、兩種物質(zhì)反應(yīng)，其中一種有剩余：(1)酸與堿反應(yīng)型 【講】關(guān)注所給物質(zhì)的量是物質(zhì)的量濃度還是pH。 在審題時(shí)，要關(guān)注所給物質(zhì)的量是“物質(zhì)的量濃度”還是“pH”，否則會很容易判斷錯誤。（解答此類題目時(shí)應(yīng)抓住兩溶液混合后剩余的弱酸或弱堿的電離程度和生成鹽的水解程度的相對大小。）【點(diǎn)擊試題】把0.02 molL-1 HAc溶液與0.01 molL-1NaOH溶液等體積混合，則混合液中微粒濃度關(guān)系正確的是( ) A、c(Ac-)c(Na+) B、c(HAc)c(Ac-) C、2c(H+)c(Ac-)-c(HAc) D、c(HAc)+c(Ac-)0.01 molL-1【板書】（2）鹽與堿(酸)反應(yīng)型【講】解答此類題目時(shí)應(yīng)抓住兩溶液混合后生成的弱酸或弱堿的電離程度和剩余鹽的水解程度的相對大小?！军c(diǎn)擊試題】將0.1molL-1 醋酸鈉溶液20mL與0.1molL-1鹽酸10mL混合后，溶液顯酸性，則溶液中有關(guān)粒子濃度關(guān)系正確的是( )。Ac(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)Bc(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)Cc(CH3COO-)c(Cl-)c(H+)c(CH3COOH)Dc(Na+)c(H+)c(CH3COO-)c(Cl-)c(OH-)【板書】4、不同物質(zhì)同種離子濃度比較型：【點(diǎn)擊試題】物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液中，NH4+濃度最大的是（ ）。ANH4Cl BNH4HSO4 CNH3COONH4 DNH4HCO3解析：NH4+在溶液中存在下列平衡：NH4+ + H2O NH3H2O + H+ B中NH4HSO4電離出大量H+，使平衡向左移動，故B中c(NH4+)大于A中的c(NH4+)，C項(xiàng)的CH3COO-和D項(xiàng)的HCO3-水解均呈堿性，使平衡向右移動，故C、D中c(NH4+)小于A中c(NH4+)，正確答案為B?！拘〗Y(jié)】電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較問題，是高考的“熱點(diǎn)”之一。 多年以來全國高考化學(xué)試卷年年涉及這種題型。這種題型考查的知識點(diǎn)多，靈活性、綜合性較強(qiáng)，有較好的區(qū)分度，它能有效地測試出學(xué)生對強(qiáng)弱電解質(zhì)、電離平衡、電離度、水的電離、pH值、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運(yùn)用能力。首先必須有正確的思路：其次要掌握解此類題的三個(gè)思維基點(diǎn)：電離、水解和守恒（電荷守恒、物料守恒及質(zhì)子守恒）。對每一種思維基點(diǎn)的關(guān)鍵、如何切入、如何展開、如何防止漏洞的出現(xiàn)等均要通過平時(shí)的練習(xí)認(rèn)真總結(jié)，形成技能。第三，要養(yǎng)成認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忸}習(xí)慣，要在平時(shí)的練習(xí)中學(xué)會靈活運(yùn)用常規(guī)的解題方法，例如：淘汰法、定量問題定性化、整體思維法等。板書設(shè)計(jì)：一、電離平衡理論和水解平衡理論1.電離理論：2.水解理論：二、電解質(zhì)溶液中的守恒關(guān)系1、電荷守恒：電解質(zhì)溶液中的陰離子的負(fù)電荷總數(shù)等于陽離子的正電荷總數(shù)，2、物料守恒：就電解質(zhì)溶液而言，物料守恒是指電解質(zhì)發(fā)生變化（反應(yīng)或電離）前某元素的原子（或離子）的物質(zhì)的量等于電解質(zhì)變化后溶液中所有含該元素的原子（或離子）的物質(zhì)的量之和。3、質(zhì)子守恒：無論溶液中結(jié)合氫離子還是失去氫離子，但氫原子總數(shù)始終為定值，也就是說結(jié)合的氫離子的量和失去氫離子的量相等。二、典型題溶質(zhì)單一型1、弱酸溶液中離子濃度的大小判斷弱酸溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(顯性離子) C(一級電離離子) C(二級電離離子) C(水電離出的另一離子)2、弱堿溶液3、能發(fā)生水解的鹽溶液中離子濃度大小比較-弱酸強(qiáng)堿型(1) 一元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子) C(水解離子)C(顯性離子)C(水電離出的另外一種離子)(2) 二元弱酸鹽溶液中離子濃度的一般關(guān)系是：C(不水解離子) C(水解離子)C(顯性離子)C(二級水解離子)C(水電離出的另一離子)(3) 二元弱酸的酸式鹽溶液中離子濃度大小的一般關(guān)系是：C(不水解離子)C(水解離子)C(顯性離子)C(水電離出的另一離子)C(電離得到的酸根離子)三、典型題-兩種電解質(zhì)溶液相混合型的離子濃度的判斷1、強(qiáng)酸與弱堿混合2、強(qiáng)堿與弱酸混合：C(弱電解質(zhì)的離子)C(強(qiáng)電解質(zhì)的離子)C(顯性離子) C (水電離出的另一離子)3、強(qiáng)堿弱酸鹽與強(qiáng)酸混合和強(qiáng)酸弱堿鹽與強(qiáng)堿混合4、酸堿中和型(1) 恰好中和型(2) pH等于7型(3) 反應(yīng)過量型四、守恒問題在電解質(zhì)溶液中的應(yīng)用1、兩種物質(zhì)混合不反應(yīng)：2、兩種物質(zhì)恰好完全反應(yīng)3、兩種物質(zhì)反應(yīng)，其中一種有剩余：（1）酸與堿反應(yīng)型 （2）鹽與堿(酸)反應(yīng)型4、不同物質(zhì)同種離子濃度比較型教學(xué)回顧： 電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較問題，是高考的“熱點(diǎn)”之一。 多年以來全國高考化學(xué)試卷年年涉及這種題型。這種題型考查的知識點(diǎn)多，靈活性、綜合性較強(qiáng)，有較好的區(qū)分度，它能有效地測試出學(xué)生對強(qiáng)弱電解質(zhì)、電離平衡、電離度、水的電離、pH值、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運(yùn)用能力。