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IB 化学 SL Paper 2 结构题模拟卷｜6 题・50 分・1 小时 15 分
练习卷 · IB 化学 SL Paper 2
IB 化学 SL Paper 2 模拟卷：6 题、50 分、75 分钟，甲部数据题（反应速率、滴定、量热、弱酸 pH）占 30 分，乙部延伸题（电解与酯化）占 20 分，附完整算式、有效数字处理与评分要点，数值全部由 Python 计算核对，题目全部原创。
卷面资料 年级：中五至中六（IB SL） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：50 分 ｜ 题数：6
甲部：数据题（30 分）
结构题：须列出计算步骤，答案须附正确单位；每题所有小题均须作答。全卷 50 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 在 25 °C 下，把大理石碎块（碳酸钙）加入 50.0 cm³ 1.00 mol dm⁻³ 盐酸，量度放出的二氧化碳体积。时间／s：0、20、40、60、80、100；体积／cm³：0、24、40、50、54、55。 （a）计算最初 20 s 的平均反应速率（cm³ s⁻¹）。（2 分） （b）计算第 40 s 至第 60 s 的平均反应速率。（1 分） （c）解释反应速率随时间下降的原因。（3 分） （d）说明如何由数据求初始速率，并指出一项可令初始速率上升的改变及其原因。（2 分） |
答案：（a）最初 20 s 平均速率 = 24 cm³ ÷ 20 s = 1.2 cm³ s⁻¹。（b）第 40 s 至第 60 s 速率 = (50 − 40) cm³ ÷ 20 s = 0.5 cm³ s⁻¹。（c）溶液中氢离子浓度随反应进行而下降，与碳酸钙表面碰撞的频率减少；同时碳酸钙表面被消耗，可接触面积减少，碰撞频率进一步下降，故速率减慢。（d）以最初一段数据（0 至 20 s）的斜率作为初始速率；把盐酸浓度提高、把大理石磨成粉末或提高温度，都会增加单位时间内有效碰撞的数目，令初始速率上升。 |
| 2 | 25.0 cm³ 未知浓度的乙酸溶液以 0.100 mol dm⁻³ 氢氧化钠溶液滴定，以酚酞作指示剂，三次滴定平均用去 23.60 cm³。 （a）计算乙酸溶液的浓度（mol dm⁻³）。（3 分） （b）计算 250.0 cm³ 该乙酸溶液所含乙酸的质量（g；Mr = 60.05）。（3 分） （c）解释为何选用酚酞而不用甲基橙作指示剂。（2 分） |
答案：（a）n(NaOH) = 0.100 × 23.60 ÷ 1000 = 0.00236 mol，乙酸与氢氧化钠以 1:1 反应；n(CH₃COOH) = 0.00236 mol，c = 0.00236 ÷ 25.0 × 1000 = 0.0944 mol dm⁻³。（b）250.0 cm³ 内 n = 0.0944 × 0.2500 = 0.0236 mol，质量 = 0.0236 × 60.05 = 1.42 g。（c）滴定终点溶液为乙酸钠，呈弱碱性（pH 约 8 至 9），酚酞的变色范围（pH 8.2 至 10.0）与之相符；甲基橙在 pH 3.1 至 4.4 变色，会在到达等当点前已变色，造成明显负误差。 |
| 3 | 在简易量热计中燃烧 1.15 g 乙醇，用以加热 150 g 水，水温由 21.3 °C 升至 43.7 °C。（水的比热容量 = 4.18 J g⁻¹ K⁻¹；乙醇 Mr = 46.07；文献 ΔHc = −1367 kJ mol⁻¹） （a）计算水吸收的热能（kJ）。（2 分） （b）计算乙醇的实验摩尔燃烧焓（kJ mol⁻¹）。（3 分） （c）计算实验值占文献值的百分比，并提出两个令实验值偏低的理由。（2 分） |
答案：（a）q = 150 × 4.18 × 22.4 = 14045 J = 14.04 kJ。（b）n(C₂H₅OH) = 1.15 ÷ 46.07 = 0.0250 mol；ΔHc = − 14.04 ÷ 0.0250 = −562.6 kJ mol⁻¹。（c）百分比 = 562.6 ÷ 1367 × 100% = 41.2%；偏低原因：部分热能散失到周围空气及量热计本身、燃烧不完全（产生一氧化碳或碳粒）、以及部分水蒸气未凝结而带走汽化热。 |
| 4 | 在 25 °C 下，0.100 mol dm⁻³ 乙酸的 Ka = 1.74 × 10⁻⁵。 （a）写出 Ka 的表达式。（1 分） （b）计算平衡时氢离子浓度（mol dm⁻³）。（2 分） （c）计算该溶液的 pH。（1 分） （d）计算乙酸的电离度（%）。（1 分） （e）加入少量乙酸钠固体后，说明 pH 与电离度如何改变并解释。（2 分） |
答案：（a）Ka = [H⁺][CH₃COO⁻] ÷ [CH₃COOH]。（b）设 [H⁺] = [CH₃COO⁻] = x，x² ÷ 0.100 = 1.74 × 10⁻⁵，x = 1.32 × 10⁻³ mol dm⁻³。（c）pH = −log(1.32 × 10⁻³) = 2.88。（d）电离度 = 1.32 × 10⁻³ ÷ 0.100 × 100% = 1.3%。（e）乙酸根离子浓度上升，平衡向左移动（同离子效应），中和部分氢离子，pH 上升；同时电离度下降，因为电离被抑制。 |
乙部：延伸题（20 分）
结构题：须列出计算步骤，答案须附正确单位；每题所有小题均须作答。全卷 50 分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 以 2.50 A 的稳定电流电解硫酸铜(II)溶液 30.0 分钟，用铜作阴极。（法拉第常数 = 96 485 C mol⁻¹；Cu 的相对原子质量 = 63.55） （a）计算通过的电荷（C）。（2 分） （b）计算电子的摩尔数。（1 分） （c）计算阴极析出铜的质量（g）。（3 分） （d）写出阳极的反应式，并解释溶液蓝色逐渐变淡的原因。（2 分） （e）若电流效率只有 92%，实际析出的铜质量是多少？（2 分） |
答案：（a）Q = I × t = 2.50 × 1800 = 4500 C。（b）n(e⁻) = 4500 ÷ 96 485 = 0.04664 mol。（c）Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，n(Cu) = 0.04664 ÷ 2 = 0.02332 mol，质量 = 0.02332 × 63.55 = 1.48 g。（d）阳极：Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻；阳极溶解的铜离子补充了阴极沉积所消耗的铜离子，但铜离子总量在理想情况下不变，实际因部分铜离子迁移与对流不均，加上电流效率不足，溶液颜色会变淡。（e）实际质量 = 1.48 × 0.92 = 1.36 g。 |
| 6 | 12.0 g 乙酸与过量乙醇在浓硫酸催化下加热，得 14.5 g 乙酸乙酯。（Mr：乙酸 60.05；乙醇 46.07；乙酸乙酯 88.11） （a）计算乙酸的摩尔数。（1 分） （b）计算乙酸乙酯的理论产量（g）。（2 分） （c）计算百分产率（%）。（2 分） （d）计算此反应的原子经济性（%）。（2 分） （e）提出三项可提高乙酸乙酯产量的方法，并简述理由。（3 分） |
答案：（a）n = 12.0 ÷ 60.05 = 0.2 mol。（b）摩尔比 1:1，理论产量 = 0.2 × 88.11 = 17.6 g。（c）百分产率 = 14.5 ÷ 17.6 × 100% = 82.4%。（d）原子经济性 = 88.11 ÷ (60.05 + 46.07) × 100% = 83%。（e）①用分水器或蒸馏把生成的水移走，令平衡向右移动；②使用过量乙醇，提高反应物浓度；③把生成的酯蒸馏移出反应体系，避免逆反应（水解）发生。 |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。
