2025年下學(xué)期高二化學(xué)化學(xué)建模初步實(shí)踐試題一、選擇題（共10題，每題3分，共30分）下列關(guān)于化學(xué)模型的說法正確的是（）A.化學(xué)模型一旦建立就不會(huì)改變B.數(shù)學(xué)模型是化學(xué)模型中最常用的類型C.化學(xué)模型只能用于解釋已知現(xiàn)象，不能預(yù)測未知性質(zhì)D.構(gòu)建化學(xué)模型時(shí)不需要考慮實(shí)驗(yàn)條件的影響在研究乙酸乙酯水解反應(yīng)速率時(shí)，學(xué)生采用了pH傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測溶液酸性變化。這種數(shù)據(jù)采集方式屬于化學(xué)建模中的（）A.宏觀模型構(gòu)建B.微觀模型分析C.定量模型驗(yàn)證D.定性模型描述對(duì)于可逆反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH<0，下列模型構(gòu)建步驟合理的順序是（）①繪制濃度-時(shí)間曲線②提出"溫度升高平衡逆向移動(dòng)"的假設(shè)③設(shè)計(jì)不同溫度下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)④建立平衡常數(shù)與溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系式A.①②③④B.②③①④C.③①②④D.④②①③用數(shù)學(xué)模型表示弱電解質(zhì)電離平衡時(shí)，最可能用到的函數(shù)關(guān)系是（）A.一次函數(shù)B.指數(shù)函數(shù)C.對(duì)數(shù)函數(shù)D.二次函數(shù)在構(gòu)建原電池效率模型時(shí)，不需要考慮的因素是（）A.電極材料的活潑性差異B.電解質(zhì)溶液的離子濃度C.外電路電阻大小D.反應(yīng)容器的體積大小某學(xué)生用Excel軟件處理酸堿中和滴定數(shù)據(jù)，繪制出pH-V曲線后發(fā)現(xiàn)滴定終點(diǎn)與理論值偏差較大。從模型構(gòu)建角度分析，最可能的誤差來源是（）A.指示劑選擇不當(dāng)B.數(shù)據(jù)采集間隔過大C.溶液溫度未控制D.滴定管讀數(shù)誤差下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，適合用"三段式"模型處理的是（）A.不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)B.反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度變化C.催化劑用量與反應(yīng)速率的關(guān)系D.電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率測定值在研究碳酸鈣沉淀溶解平衡時(shí)，學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：①測定不同pH下Ca2?濃度②繪制lgc(Ca2?)-pH關(guān)系圖③推導(dǎo)溶度積表達(dá)式④驗(yàn)證溫度對(duì)平衡的影響。其中屬于模型優(yōu)化環(huán)節(jié)的是（）A.①B.②C.③D.④關(guān)于化學(xué)建模中的"簡化"策略，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.可以忽略次要反應(yīng)對(duì)主反應(yīng)的影響B(tài).假設(shè)氣體為理想氣體屬于合理簡化C.溶液濃度極低時(shí)可近似為無限稀釋D.簡化后的模型必然導(dǎo)致誤差增大某研究小組為建立"光合作用氧氣產(chǎn)生量與光照強(qiáng)度關(guān)系"的數(shù)學(xué)模型，需要控制的無關(guān)變量是（）A.光照時(shí)間B.二氧化碳濃度C.葉片表面積D.溫度變化范圍二、填空題（共4題，每空2分，共40分）化學(xué)建模的基本流程包括：問題提出→→模型構(gòu)建→→模型應(yīng)用五個(gè)環(huán)節(jié)。在"用手持技術(shù)測定中和熱"實(shí)驗(yàn)中，溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)屬于模型構(gòu)建中的_______層面，而根據(jù)Q=cmΔT計(jì)算熱量屬于_______層面。某同學(xué)研究草酸溶液與酸性高錳酸鉀反應(yīng)速率，得到如下數(shù)據(jù)：|時(shí)間/min|0|1|2|3|4||----------|---|---|---|---|---||c(MnO??)/mol·L?1|0.010|0.007|0.005|0.003|0.002|（1）用平均反應(yīng)速率模型計(jì)算0-2min內(nèi)的v(MnO??)=mol·L?1·min?1；（2）若改用瞬時(shí)速率模型，應(yīng)采用的數(shù)學(xué)處理方法是；（3）為建立更精確的速率模型，還需補(bǔ)充測定的數(shù)據(jù)是_______?，F(xiàn)有可逆反應(yīng)：2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)，在體積為2L的密閉容器中進(jìn)行。（1）若初始投入0.4molSO?和0.2molO?，平衡時(shí)SO?為0.2mol，用"三段式"模型表示該過程：2SO?+O??2SO?起始濃度(mol·L?1)：____________變化濃度(mol·L?1)：____________平衡濃度(mol·L?1)：____________（2）該溫度下的平衡常數(shù)K=_______；若升高溫度后K值減小，則正反應(yīng)為_______熱反應(yīng)。在乙酸電離平衡模型構(gòu)建實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生測得0.1mol·L?1CH?COOH溶液的pH=2.87。（1）計(jì)算該溶液中c(H?)=mol·L?1（保留兩位有效數(shù)字）；（2）電離度α=%，電離平衡常數(shù)K?≈（用近似公式計(jì)算）；（3）若考慮水的電離，應(yīng)對(duì)模型進(jìn)行怎樣修正？。三、實(shí)驗(yàn)建模題（共2題，共40分）某研究小組欲構(gòu)建"溫度對(duì)碘化鉀與過氧化氫反應(yīng)速率影響"的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)原理：2KI+H?O?+H?SO?=K?SO?+I?+2H?O，通過淀粉指示劑顯色時(shí)間判斷反應(yīng)速率。（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（6分）①自變量：；因變量：；②至少列出3個(gè)需要控制的無關(guān)變量：、、_______。（2）數(shù)據(jù)處理（8分）某同學(xué)獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：|溫度/℃|20|30|40|50|60||---------|----|----|----|----|----||顯色時(shí)間/s|240|120|60|30|15|①在答題卡坐標(biāo)圖中繪制"溫度-反應(yīng)速率"關(guān)系曲線（要求：標(biāo)注坐標(biāo)軸名稱、單位，描點(diǎn)清晰）；②該曲線符合_______型數(shù)學(xué)模型，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為_______（用v表示速率，T表示溫度，k為常數(shù)）。（3）模型驗(yàn)證（6分）若在70℃條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，預(yù)測顯色時(shí)間為_______s。實(shí)際測得數(shù)據(jù)為10s，分析模型偏差的可能原因：_______。某研究性學(xué)習(xí)小組擬構(gòu)建"不同因素對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)影響"的綜合模型，選用Fe3?+3SCN??Fe(SCN)?（血紅色）反應(yīng)體系。（1）模型構(gòu)建（8分）①提出兩種不同類型的自變量：、；②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證濃度對(duì)平衡的影響（簡述操作步驟）：_______。（2）誤差分析（6分）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，向平衡體系中加入KCl固體后溶液顏色變淺。甲同學(xué)認(rèn)為這是鹽效應(yīng)引起的平衡移動(dòng)，乙同學(xué)認(rèn)為是實(shí)驗(yàn)操作誤差。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)模型驗(yàn)證方案判斷哪種解釋正確：_______。（3）模型應(yīng)用（6分）醫(yī)院常用FeCl?溶液作為外傷止血?jiǎng)?，?qǐng)結(jié)合平衡移動(dòng)模型解釋其止血原理：_______。四、綜合建模題（共20分）某化工廠擬通過中和反應(yīng)處理含硫酸的廢水，現(xiàn)需構(gòu)建"酸堿中和工藝優(yōu)化"模型，以達(dá)到最佳處理效果。已知廢水中H?SO?濃度約為0.1mol·L?1，處理要求pH控制在6-9之間，使用NaOH溶液作為中和劑（價(jià)格：2元/kg）。（1）理論計(jì)算（8分）①中和1000L該廢水需消耗NaOH_______kg（保留兩位小數(shù)）；②若改用Ca(OH)?（價(jià)格：0.8元/kg），則理論用量為_______kg，可節(jié)省成本_______元。（2）工藝建模（7分）實(shí)際操作中需考慮反應(yīng)熱效應(yīng)影響。已知中和熱ΔH=-57.3kJ/mol，若不采取降溫措施，溶液溫度將升高多少℃？（假設(shè)溶液比熱容c=4.18kJ/(kg·℃)，密度ρ=1.0g/cm3，寫出計(jì)算過程）（3）模型優(yōu)化（5分）從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益角度，提出兩種優(yōu)化該中和工藝模型的具體措施：、。五、開放探究題（共20分）某學(xué)生發(fā)現(xiàn)，市場上不同品牌的維生素C泡騰片在水中溶解時(shí)產(chǎn)生氣泡的速率差異較大。請(qǐng)你幫助該學(xué)生構(gòu)建"維生素C泡騰片溶解速率影響因素"的研究模型。（1）提出問題（4分）：_______（2）建立假設(shè)（6分）：假設(shè)1：；假設(shè)2：；假設(shè)3：_______。（3）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（6分）：選擇一個(gè)假設(shè)設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案，包括：自變量_______、因變量_______、實(shí)驗(yàn)步驟（不超過3步）_______。（4）模型預(yù)期（4分）：若假設(shè)成立，預(yù)期得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系圖為（在答題卡指定位置繪制草圖，標(biāo)注坐標(biāo)軸含義）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（略）注：本試題嚴(yán)格遵循《2025年高中