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加拿大高中化学竞赛试题特点及启示


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加拿大高中化学竞赛试题特点及启示
赵 芹 1,王后雄 1,熊彬舟 2
(1.华中师范大学化学教育研究所,湖北武汉 430079;2.四川省绵阳中学,四川绵阳 621000) 摘要: 加拿大化学竞赛(CCC) 面向中学优秀学生和修读不多于两门化学课程的普通或专业教育学院学生, 旨在培养学

生学习化 学的兴趣。 2010 年加拿大化学竞赛试题为例, 以 介绍了加拿大化学竞赛试卷结构及内容比例, 分析了其试题特点, 以期为我国高中化 学竞赛提供参考。 关键词: 加拿大; 化学竞赛; 试题特点; 启示 文章编号: 1005–6629(2012)11–0079–03 中图分类号: G633.8 文献标识码: B

加拿大化学学会(Chemical Institute of Canada, 简 称 CIC)十分重视化学在社会生活中的重要作用, 以期 利用化学改善社会的各个方面, 如环境、 健康、 安全、 能源、 经济等。 它每年都会举行各种形式的化学竞赛活 动, 旨在提高公民的科学素养, 激发青少年对化学学习 的兴趣。 这些活动受到了各地政府、 高等院校、 高中及 一些非盈利性科学组织的广泛支持, 为加拿大化学人 才的培养作出了积极贡献。 在国际上, 加拿大化学竞赛 (Canadian Chemistry Contest, 简称 CCC)的做 法独树 一帜, 对我国高中化学竞赛具有借鉴作用。 1 加拿大化学竞赛(CCC)简介 加拿大化学竞赛(CCC) 由加拿大化学学会(CIC) 组织, 与加拿大化学奥林匹克竞赛(Canadian Chemistry Olympiad, 称 CCO)一起 在每 年 4 月举 行。从 1997 简 年开始, 加拿大国家高中化学科目考试(National High School Chemistry Examination, 简称 NHSCE)和加拿大 化学奥林匹克竞赛(CCO)相结合, 并且于 2006 年 11 月, 正式变更为现在的加拿大化学竞赛(CCC)[1]。 CCC/CCO 考试由三部分组成: 部分: 道单项 A 25 选择题, 考试时间为 60 分钟; 部分: 道延伸的简答 B 4 题, 考生只需选择其中的 2 道作答, 考试时间为 90 分 钟; 部分: C 更具挑战的自由简答题, 考试时间为 90 分 钟。 其中, B 部分构成了 CCC, A、 面向中学优秀学生和 修读不多于 2 门化学课程的普通或专业教育学院学生, 旨在培养学生学习化学的兴趣。 A、 部分则构成了 而 C CCO, 其目的在于选拔进入国家化学奥林匹克竞赛集训 营的优秀选手, 相当于我国的化学竞赛决赛。 在 这两 项考 试 结束后,所 选拔出的来自全国前 15-20 名学生将在 五月下旬或 六月参加为期一周的 国家 选 拔营。在 最 终的国家奥 林匹克决赛(National Olympiad Finals, 简称 NOF)中产生 7 月份参加国际化
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学奥林匹克竞赛的选手 [2]。 2 加拿大化学竞赛(CCC)试题示例 CCC 考查内容和原理水平略高于加拿大中学化学 课程知识水平, 以中学化学内容为生长点补充了相关知 识, 兼顾了基础性和选拔性。 2010 年 CCC 的临时内容 标准将考试内容归为 8 大模块: 安全性问题, 有机化学, 酸和碱, 从结构到性质, 电化学, 溶液和化学计量学, 热化学、反应动力学, 化学平衡。 我们以 2010 年 CCC 试题 [3] 为例进行介绍, 以期能对我国化学竞赛提供一 些启示。
表 1 2010 年 CCC 试题 A 部分细目分析表 模块 安全性问题 有机化学 酸和碱 从结构到性质 电化学 溶液和化学计量学 热化学、 反应动力学 化学平衡 题目序号 1 16、 24、 25 18 2、 5、 3、 7 17 4、 8、 19、 6、 9、 20、 21 10、 13、 23 11、 14、 12、 22 15、 占总分比例 4% 12% 4% 16% 4% 28% 20% 12%

A 部分包含了 25 个选择题, 答题时间为 60 分钟。 限于篇幅, 选取部分试题予以介绍。 1.下列哪些标志会出现在甲醇的试剂瓶上?

A. 只有 I C. 只有 III

B. 只有 II D. II 和 III E. I, II 和 III

6. 在纸浆和造纸工业中排出的废水中含有 SO32–, 它的浓度可以通过 KMnO4 在酸性条件下滴定而测得, 在滴定过程中发生的氧化还原反应如下: SO32-(aq)+ MnO4-(aq) → SO42-(aq)+ Mn2+(aq)
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这个方程式还不完整, 如果将其写成完整的氧化 还原反应的化学方程式, 那么, 反应 1 mol 的 SO3 要 mol 的 KMnO4。 A. 0.2 B. 0.4 C. 1 D. 2.5 E. 5 10. 常温常压下 将质量相等的两种气体(X、 , Y)混 合于 1L 的容器中, 的物质的量是 X 物质的量的 2 倍, Y 下列关于两种气体的说法, 哪一种是错误的? A. X 分子运动的平均速率比 Y 分子快。 B. 两种气体的动能分布是相同的。 C. 对于混合气体的平均密度, 气体的贡献比 Y X 气体小。 D. X 气体的局部压力比 Y 小。 E. 两种气体的摩尔分数相等。 16. Robaxacet 是一种非处方止痛药, 其活性成分主 要是美索巴莫 (结构如下 相对分子质量: , 241.2 g/mol) 和对乙酰氨基酚 (151.1 g/mol), 索巴莫是 一种松弛 美 药, 用于治疗肌肉痉挛。 O O OH O O 计算: 含有 400 mg 美索巴莫和 500 mg 对乙酰氨 基酚的 Robaxacet 药片中, 其活性成分中 O 的质量分数。 A. 21.2% D. 28.5% B. 24.3% E. 33.2% C. 26.5% NH2
2–

和 O2 。 2H2O2(aq) → 2H2O(l)+O2(g) 这个反应是自发的, 但是反应速率很慢。 在实验室 中, 有两种方法能催化该反应, 使其分解速率加快。 这 两种方法包括 MnO2 固体催化和 KI 溶液催化。 现提 供的溶剂和装置包括: 质量分数为 10% 的 H2O2 溶 液,蒸馏 水,软锰矿 (固体 MnO2) 0.10 mol/L , 的 KI 溶液以及高中化学实验常用的所有仪器, 包括 50.0 mL 烧瓶若干, 气体体积测量装置, 磁力搅拌棒, 磁力搅拌器, 10.0 mL 量筒。 选择其中的一种途径设计 实验, 并清晰地写出实验步骤: (1)非均相催化剂 (2) 均相催化剂 必须要介绍催化剂是如何加快反应速率的, 非均 相催化剂和均相催化剂的不同之处, 以及在实验中, 反 应物的加料顺序是如何确定的。 同时, 设计一个数据记 录的表格。 [ 第四题 ] 大气气体的改变对于海洋的影响 海洋酸化这个词是于 2003 年提出来的。 它是形容 由于很多环境因素的影响, 越来越多的 CO2 从大气中 进入海洋生态循环系统中所带来的后果。 在过去两百 年里, 大气中的 CO2 平均浓度已经由原来的 280 ppm上 升到 380 ppm。 海洋酸化可能产生的影响包括: 改变 pH 使得海洋生物的种类减少, 海洋中的钙离子与碳酸根离 子结合生成碳酸钙, 从而使钙化生物体的生存变得困 难。 Ca2+(aq)+CO32-(aq) CaCO3(s) 25℃ (1)



17. 在 Cu(NO3)2 溶液中, 阴极金属能被镀上 Cu, 如 果电解过程中通过的电量是 1.62 C/s, 一个小时以后, 阴极上所镀的铜的质量是多少? A. 1.92 g D. 5.67 g B. 3.79 g E. 7.68 g C. 3.84 g

K sp=3.8×10–9

另外, 如下面的反应 (2) 可以看出, 溶解的 CO2 会 电离成质子和碳酸氢根离子。 如反应 (3) 所示, 在平衡 反应 (2) 中所产生的质子能与溶解的碳酸根离子反应, 从而形成更多的碳酸氢根离子。 如果过多的 CO2 溶解 在海洋中, 碳酸根离子的浓度将会下降到与饱和 CaCO3 中 CO32- 浓度相等。 这样, CaCO3 组成的珊瑚将会溶 由 解。 H2O(l)+CO2(g) H (aq)+CO3 (aq)
+ 2-

B 部分包含了4 个话题, 第一个为实验设计题, 另 外三个各以一个中心话题引出具体的化学问题, 考试时 间为 90 分钟。 考生只需回答其中的两道题, 用科学短 文的形式答题 (第一题采用实验报告的形式) 答题时, , 应包括合理的方程式、 公式、 分子式或图表等, 并且提 出有效的建议。 每篇论文或实验报告所占的比重相同。 根据对事实的准确描述进行评分, 文章要清晰、 简明、 有条理。 [ 第一题 ] 实验设计 使用非均相或均相催化剂设计实验, 并计算 H2O2 的分解速率。 在实验中, 你要从以下两种方式中选择一种来设 计实验并计算其分解速率。 通过下面的方程式我们可 以看出, 2O2 是不稳定的, H 并且能缓慢分解生成 H2O
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H+(aq)+HCO3-(aq) HCO3 (aq)
-

(2) (3)

运用化学平衡的相关知识, 请你讨论以下一种或 多种因素对于海洋的影响: (i)海洋中碳酸根离子的浓度。 利用给出的反应 (1) 计算 25℃下 饱和碳酸钙溶液中碳酸根离子的浓 , , 度 (需要写出计算过程) 清楚地解释大气中 CO2 的增 。 多使得珊瑚溶解的原因。 (ii)目前 海水的 pH 是 8.1 左右。 解释大气中 请
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