科学真题 - 第 68 页

基本信息

文件名: Chemistry_paper_2__TZ1_HL.pdf
科目: 化学（Chemistry）
级别: 国际文凭（IB）高级水平（Higher Level）
考试时间: 2小时15分钟
日期: 2019年5月22日（下午）
语言: 英语（含多语言版权声明）
总分: 90分
页数: 25页（实际内容覆盖至24页）

文件结构

版权声明（Página 1–2）
- 禁止未经授权的复制、存储或商业使用。
- 强调需通过IB官方申请许可，提供三种语言（英、法、西）版本。
考试信息（Página 2）
- 考生需填写考号（Candidate session number）。
- 考试指令：
  - 使用计算器。
  - 需携带未标注的化学数据手册（Chemistry data booklet）。
  - 答案需写在指定区域。
试题内容（Página 3–24）
- 7道大题，涵盖有机化学、热力学、动力学、电化学、配位化学、酸碱平衡等核心内容。

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试题内容及知识点解析

二甲苯（Xylene）及其反应

(a) NMR信号分析
- 1,4-二甲苯的氢环境数：2种（甲基邻位和对位氢）。
- 信号比例：3:2（甲基氢与芳环氢）。
(b) 同分异构体
- 其他异构体示例：1,2-二甲苯或1,3-二甲苯（需绘制结构式）。
(c) 硝化反应
- 硝化试剂生成：
  $HNO_{3} + H_{2} SO_{4} \to NO_{2 +} + HSO_{4 -} + H_{2} O$
- 机理：亲电取代（需用弯箭头表示电子转移）。
(d) 溴代反应
- 引发步骤：光照下Br₂均裂生成Br·自由基。
- 产物：单取代溴代物（1-溴-4-甲基苯）和HBr。
(e) 光学活性
- 产物无光学活性，因无手性中心，非外消旋混合物。

苯甲酸（Benzoic Acid）

(a) IR光谱
- 羧酸特征峰：~1700 cm⁻¹（C=O伸缩振动）。
(b) 键长测定技术
- X射线衍射（XRD）用于固体结构分析。
(c) 苯环结构证据
- 紫外光谱显示共轭体系吸收带。
(d) 共轭碱结构
- 苯甲酸根离子（C₆H₅COO⁻），含离域负电荷。
(e) 键长一致性
- 共轭碱中C-O键长相等（约128 pm），因共振离域。
(f) 燃烧反应
- 方程式：
  $C_{6} H_{5} COOH + 215 O_{2} \to 7 CO_{2} + 3 H_{2} O$
- 氧化与还原原子：碳被氧化，氧被还原。

钠及其化合物

(a) 电离能曲线
- 第一电离能骤增后逐渐升高（Na → Na⁺ → Na²⁺需更高能量）。
(b) 碱金属相似性
- 外层单电子（ns¹），易失电子形成+1氧化态。
(c) 氧化钠结构
- 离子晶体，Na⁺与O²⁻以离子键结合，立方密堆积。
(d) Born-Haber循环
- 晶格能计算：
  $Δ H_{lattice} = Δ H_{f \circ} - \sum 其他焓变 \approx - 2568 kJ/mol$
(e) 氧化物与水反应
- Na₂O生成NaOH（强碱性溶液），P₄O₁₀生成H₃PO₄（酸性溶液）。
(g) 过氧化钠与CO₂反应
- ΔH计算：
  $Δ H = 2 (- 1130.7) - 2 (- 510.9) = - 1239.6 kJ$

过氧化氢分解

(b) 反应速率分析
- 速率方程：零级反应（催化剂过量时速率与[H₂O₂]无关）。
- 温度影响：高温（T₂）下曲线右移，活化分子比例增加。
(d) 过碳酸钠质量百分比
- 计算：
  $% H_{2} O_{2} = 314.043 \times 34.02 \times 100% \approx 32.48%$

醋与漂白剂

(a) 弱酸定义
- 乙酸部分电离（pKa ≈ 4.76）。
(b) 混合危险
- 醋酸与次氯酸钠反应生成Cl₂（有毒气体，Le Chatelier原理）。
(c) 氯胺（NH₂Cl）
- 路易斯结构：N为中心，单键连接H和Cl，孤对电子。
- 杂化与几何：sp³杂化，三角锥形（键角≈107°）。

铁（Iron）的性质

(a) Fe²⁺电子构型
- $[Ar] 3 d^{6}$
(b) 配合物颜色
- d轨道分裂导致选择性吸收可见光（配体场理论）。
(d) 相对原子质量
- 计算：
  $A_{r} = 54 \times 0.0584 + 56 \times 0.9168 + 57 \times 0.0217 + 58 \times 0.0031 \approx 55.85$
(e) 柠檬电池
- Fe与Cu在酸性介质中形成电势差（Fe被氧化，Cu²⁺被还原）。

硝酸银电解

阴极反应：
$Ag^{+} + e^{-} \to Ag (s)$
阳极反应：
$4 OH^{-} \to O_{2} (g) + 2 H_{2} O + 4 e^{-}$

该试卷全面覆盖IB化学高级课程的核心知识点，强调理论应用（如Born-Haber循环、反应机理）、实验分析（如光谱、电化学）与综合计算（如焓变、平衡常数）。考生需熟练掌握数据手册的使用，并具备跨章节知识整合能力。题目设计注重逻辑推理与实际问题解决，充分体现IB课程的科学性与实践性。

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基本信息

科目: 化学（Química）
级别: 国际文凭（IB）高级水平（Nivel superior）
考试时间: 2小时15分钟
日期: 2019年5月22日（下午）
语言: 西班牙语（含多语言版权声明）
总分: 90分
页数: 23页（实际内容覆盖至25页）

文件结构

版权声明（Página 1）
- 禁止未经授权的复制、存储或商业使用。
- 强调需通过IB官方申请许可，提供三种语言（英、法、西）版本。
考试信息（Página 2）
- 考生需填写考号（Número de convocatoria）。
- 考试指令：
  - 使用计算器。
  - 需携带未标注的化学数据手册（Cuadernillo de datos）。
  - 答案需写在指定区域。
试题内容（Página 3–25）
- 6道大题，每大题分多个小题，涵盖有机化学、热力学、动力学、电化学、酸碱平衡等核心内容。

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试题内容及知识点解析

1. 乙炔（Etino）及其反应

(a) 乙炔完全燃烧的化学方程式：
$2 C_{2} H_{2} + 5 O_{2} \to 4 CO_{2} + 2 H_{2} O$
(b)
- 路易斯结构：H:C:::C:H（碳碳三键）。
- 键长比较：乙炔（C≡C）键长 < 乙烷（C-C），因三键键能更高。
- 液化乙炔气化时克服的作用力：伦敦色散力（分子间作用力）。
(c) 乙炔与水蒸气反应生成两种产物（A和B）：
- B的IUPAC名称：Etanal（乙醛）。
- 焓变计算：利用标准生成焓（ΔHf°）计算反应焓变（ΔH°）。
- 产物稳定性判断：ΔH更负（-213 kJ）的B更稳定。
- 光谱分析（IR和NMR）：
  - IR谱：1720 cm⁻¹处C=O吸收峰。
  - NMR谱：9.8 ppm处醛基质子信号。
(d) 乙醛的合成与性质：
- 合成条件：乙醇氧化（K₂Cr₂O₇/H₂SO₄，温和加热）。
- 碳的氧化态：平均为-1（CH₃: -3，CHO: +1）。
- 水溶性：乙醛可与水形成氢键。

一氧化二氮（N₂O）的热分解

反应式：
$2 N_{2} O (g) \to 2 N_{2} (g) + O_{2} (g)$
(a) 压力变化：气体摩尔数增加（2 mol → 3 mol），总压上升。
(b) 碰撞理论：压力降低 → 分子碰撞频率减少 → 反应速率降低。
(c) 速率方程（一级反应）：
- 速率比较：t=2时的速率小于初始速率（[N₂O]减少）。
- 两步机理验证：
  1. $N_{2} O \to N_{2} + O$ （决速步）
  2. $N_{2} O + O \to N_{2} + O_{2}$
(d) 温度降低的影响：反应速率曲线更平缓（活化能升高）。
(e) 系统误差（压力计不准）：重复实验无法消除误差。
(f) 催化剂作用：降低活化能（Maxwell-Boltzmann分布曲线中有效碰撞比例增加）。
(g) 熵变计算：
$Δ S^{\circ} = [2 \times 193 + 205] - [2 \times 220] = + 51 J/K$
- 温度对自发性的影响：ΔG = ΔH - TΔS，ΔH > 0，高温更利于反应自发。

一氧化二氮与臭氧层破坏

(a) 臭氧层的重要性：吸收紫外线（UV-B）。
(b) NO的催化循环：
1. $NO + O_{3} \to NO_{2} + O_{2}$
2. $NO_{2} + O \to NO + O_{2}$
(c) 同位素分析：
- ¹⁴N:¹⁵N比值测定：质谱法（MS）。
- N₂O的摩尔质量计算：
  $平均摩尔质量 = 0.98 \times 44 + 0.02 \times 45 = 44.02 g/mol$
(d) N₂O的路易斯结构与性质：
- 共振结构：表明离域π键（N≡N-O ↔ N=N=O）。
- 分子形状：线性（sp杂化）。

铼（Re）的化学性质

(a) 稳定同位素符号：（质子数75，中子数110）。
(b) 铼的预测与电沉积：
- 预测依据：元素周期表规律（与锰同族）。
- 电化学沉积：电解含Re³⁺的溶液，石墨作阴极。
(c) 铼的化学性质预测：
- 高熔点、耐腐蚀（过渡金属特性）。
- 形成多种氧化态（如ReO₄⁻）。
(d) ReCl₃的质量百分比计算：
$% Re = 186 + 3 \times 35.5186 \times 100% \approx 63.6%$

碳酸水（Agua carbonatada）的化学平衡

(a) 弱酸定义：部分电离（如CO₂），强酸完全电离（如HCl）。
(b) 开瓶后压力降低：平衡（1）左移（Le Chatelier原理）。
(c) pH计算：
$pH = 21 (p K_{a} - log [CO_{2}]) = 21 (6.36 - log 0.200) \approx 3.68$
(d) NaHCO₃的性质：
- 键类型：离子键（Na⁺与HCO₃⁻），共价键（H-O）。
- 缓冲作用：HCO₃⁻消耗H⁺，pH略微升高。

聚苯乙烯（Polifenileteno）的合成与反应

(a) 重复单元结构：
$-[CH_{2} -CH(C_{6} H_{5}) -]$
(b) 平衡常数计算：
$Δ G^{\circ} = - RT ln K \Rightarrow K = e^{-Δ G \circ / (RT)} \approx 0.018$
(c) 反应机理对比：
- 相似性：均涉及亲电试剂（NO₂⁺和HBr）。
- 差异性：硝化（亲电取代）vs 溴化（亲电加成）。
(d) 异构现象：
- 主产物（C₆H₅-CHBr-CH₃）：存在对映异构体（手性中心）。
- 次产物（C₆H₅-CH₂-CH₂Br）：构象异构（自由旋转）。

该试卷全面覆盖IB化学高级课程的核心内容，强调对理论知识的应用（如热力学计算、光谱分析）、实验设计（如电化学沉积）及综合问题解决能力（如臭氧层破坏的催化机制）。考生需熟练掌握化学数据手册的使用，并具备跨章节知识整合的能力。

以上就是关于【IB化学2019年真题下载《Quimica Nivel superior Prueba 2 Miércoles 22 de mayo de 2019》】的内容，如需了解IB课程动态，可至IB课程资源网获取更多信息。