谁有白猫杯高中历届的试卷?(急需)
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2003年上海市“白猫杯”青少年应用化学与技能竞赛决赛
高中组实验考试 卷一
编号 区(县) 学校 年级 姓名
考试须知:
1、竞赛答案全部写在试卷上,使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔或钢笔答题,用红色笔或铅笔所作的答案一概作废无效。
2、姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在试卷纸上方指定位置,写在它处者按废卷处理。
3、允许使用非编程计算器及直尺等文具。
4、本试卷满分为100分(卷一:40分;卷二:60分)。
5、须用的相对原子质量:C—12,H—1,O—16
6、卷一完成时间:40分钟;卷二完成时间:80分钟。
课题 实验室节约能源的探索
能源问题是当今世界重大的社会问题之一。目前,世界各国所用的燃料大部分是矿石燃料,然而矿石燃料的资源有限。根据现有的矿藏资料表明,按目前的能源消耗水平,地球上石油和天然气资源只能开采50年左右,煤也只能开采200年左右。因此可以认为,能源问题已是迫在眉睫、亟待解决的问题。解决的问题包括开发新能源和节约现有能源两个方面。在开发新能源的问题解决之前,节约能源具有十分重大的意义。显然,节约能源的实质是提高能源的利用率,包括能源能量的充分释放和能量利用率的提高。前者是要求燃料完全燃烧,后者是防止能量的无端散失。
实验室中所用燃料主要是煤气和酒精,本次实验要求对酒精燃烧时能量的利用率问题进行一些简单的探索。
请你运用提供的物品,自行设计实验方案,完成以下各项数据的测定:
1、 通常情况下用酒精灯加热(以加热烧杯中的水为例)时,酒精能量的利用率。
问题 ① 根据你的理解,试对“酒精能量的利用率”下一个定义。
② 要测定酒精的能量利用率,必须首先获得什么数据?
③ 如何通过实验测定“被利用的酒精能量值”?(联系物理学中的热学知识思考)
2、 利用酒精灯防风罩加热时的酒精能量利用率。
3、 使用还原焰加热时的酒精能量利用率。
提供的物品:铁架台,铁圈,石棉网,烧杯(150mL),温度计(100℃),电子天平,酒精灯,隔热罩,酒精灯防风罩,锥形瓶(150mL,配单孔橡皮塞),温度计(100℃),坩埚,抗菌素瓶,灯芯帽(附灯芯),移液管(10 mL),吸球、火柴,无水酒精。
实验方案设计(要求写出实验步骤和回答有关问题)
(1) 通常情况下用酒精灯加热时,酒精能量利用率的测定
(2) 利用酒精灯防风罩加热时,酒精能量利用率的测定
(3) 使用还原焰加热时,酒精能量利用率的测定
2003年上海市“白猫杯”青少年应用化学与技能竞赛决赛
高中组实验考试 卷二
编号 区(县) 学校 年级 姓名
课题 实验室节约能源的探索
一、 原理
酒精燃烧的化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)+Q
式中Q为酒精的燃烧热,单位是kJ∕mol。
酒精热量利用率的涵义如下式:
酒精热量利用率= =
因此,要测定酒精热量的利用率,首先要知道酒精的燃烧热。
在隔热罩中,利用酒精燃烧产生的热量加热已知质量的水,根据加热前后水的温度差(△t)以及水的热容,即可算出水吸收的热量值,即被利用的酒精燃烧的热量。
二、 备用物品
马粪纸,制作隔热罩的图样,剪刀,双面胶带,锥形瓶(150mL),温度计(100℃),坩埚,抗菌素瓶,电子天平,无水酒精,火柴,移液管(10 mL),吸球,碎滤纸,铁架台,铁圈,石棉网,烧杯(150 mL),酒精灯,酒精灯防风罩,量筒(100 mL)等
三、 实验步骤
1、酒精燃烧热的测定(实验装置见图1)
(1) 隔热罩的制作
用马粪纸按提供的图样剪成纸坯,按纸坯高度剪一段双面胶带,粘贴在纸坯上指定的粘贴处。利用该纸坯可按图制作成一个高约18cm、上部口径大小正好能卡住锥形瓶口的圆锥形筒。在距纸筒口约11 cm处开一个2 cm见方的观察窗口,纸筒下端剪成锯齿形,以便空气流通。这就是本实验应用的隔热罩。
(2) 揭掉胶粘带的防粘层,将空的锥形瓶从隔热罩的下端放入,锥形瓶口穿过隔热罩口,使隔热罩口紧紧卡住锥形瓶口,将隔热罩下方的喇叭口尽可能撑大些(以不影响上端卡住锥形瓶为原则),再用胶粘带固定。上述制作完成后,将隔热罩竖立在桌上不应十分歪斜,否则罩的下端边缘须作修剪。
(3) 坩埚中用移液管移入10 mL水
(4) 抗菌素瓶中倒入约瓶体1/4的无水酒精,瓶口插入灯芯帽。
(5) 用量筒量取100 mL水,倒入锥形瓶中,瓶口塞上带温度计的单孔塞,温度计的水银探头应完全浸入水中。
(6) 记下锥形瓶中的水温(t1)和坩埚中的水温(t2)。
(7) 将盛无水酒精的抗菌素瓶置于电子天平上称量(m1),并将其浸入坩埚的水中。
(8) 点燃抗菌素瓶上的灯芯,立即把隔热罩(连同锥形瓶)罩上(如图1)。罩隔热罩时应随时从观察口观察燃烧的情况,切勿让其熄火,否则操作(6)~(8)须重做。(罩隔热罩时若发现火焰有熄灭的趋势,可以将隔热罩稍稍向上提一些)
(9) 观察锥形瓶中水温的变化,当△t>20℃时,可将火焰熄灭。此时移开隔热罩。立即从坩埚中取出抗菌素瓶,用卷筒纸擦干瓶外的水后,立即称量(m2)。
(10) 测量坩埚中的水温(t3)(因温度计显示温度有滞后现象,故应读取最高温度,下同)和锥形瓶中的水温(t4)。
(11) 计算酒精的燃烧热
Q=
式中:V1—锥形瓶中水的体积,V2—坩埚中水的体积,C—水的比热(4.18J/ g•deg), d—水的密度, f —校正系数(取值15)
(12)上述实验重复一次,取两次实验结果的平均值,并根据黑板上公布的文献值计算误差。
2、通常情况下用酒精灯加热(烧杯中的水)时酒精热量利用率的测定
(1) 按右图装置仪器。
(2) 用量筒量取100 mL水,倒入烧杯中。
(3) 测量水温(t1)
(4) 酒精灯(连盖)在电子天平(或台秤)上称量(m1)
(5) 点燃酒精灯,加热烧杯中的水,直至△t>20℃。
(6) 熄灭酒精灯,连盖称重(m2)
(7) 测量水温(最高温度 t2)
(8) 计算:酒精热量利用率=
(9) 实验重复一次,取平均值。
3、 加酒精灯防风罩加热时酒精热量利用率的测定
除加热时酒精灯上加防风罩外,其余操作同实验2。
4、用还原焰加热时,酒精热量利用率的测定
将酒精灯去盖放在铁架台上,调整铁圈高度使石棉网与酒精灯灯芯的距离约为1cm 左右。然后按实验2的步骤进行实验。
四、 实验报告
(一)记录和计算
1、酒精燃烧热的测定(表一)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
锥形瓶中水的体积(V1)(mL)
坩埚中水的体积(V2)(mL)
燃烧前抗菌素瓶的质量(m1)(g)
燃烧后抗菌素瓶的质量(m2)(g)
耗去酒精的质量(m1-m2)(g)
加热前锥形瓶中的水温(t1)℃
加热后锥形瓶中的水温(t4)℃
锥形瓶中水温的上升值(t4-t1) ℃
燃烧前坩埚中的水温(t2)℃
燃烧后坩埚中的水温(t3)℃
坩埚中水温的上升值(t3-t2) ℃
校正系数(f)
酒精的燃烧热(Q燃)kJ/mol
酒精燃烧热(平均值)kJ/mol
误差
第一次:Q燃= 第二次:Q燃=
平均值: =
2、通常情况下用酒精灯加热时酒精热量利用率的测定(表2)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
3、 加防风罩加热时酒精热量利用率的测定(表3)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精灯热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
4、 用还原焰加热时酒精热量利用率的测定(表4)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精灯热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
(二)、讨论
1、 本次实验带给你哪些启示?你对提高实验室燃料能量利用率方面还有哪些设想(举出三项)?
2、 本次实验(以实验1为例)所用计算式中的校正系数f的涵义是什么(它校正哪些因素引起的误差,举出三项)?如果不加校正系数,将引起怎样的误差(正误差或负误差)?
3、 你对本实验有何改进建议?
高中组实验考试 卷一
编号 区(县) 学校 年级 姓名
考试须知:
1、竞赛答案全部写在试卷上,使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔或钢笔答题,用红色笔或铅笔所作的答案一概作废无效。
2、姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在试卷纸上方指定位置,写在它处者按废卷处理。
3、允许使用非编程计算器及直尺等文具。
4、本试卷满分为100分(卷一:40分;卷二:60分)。
5、须用的相对原子质量:C—12,H—1,O—16
6、卷一完成时间:40分钟;卷二完成时间:80分钟。
课题 实验室节约能源的探索
能源问题是当今世界重大的社会问题之一。目前,世界各国所用的燃料大部分是矿石燃料,然而矿石燃料的资源有限。根据现有的矿藏资料表明,按目前的能源消耗水平,地球上石油和天然气资源只能开采50年左右,煤也只能开采200年左右。因此可以认为,能源问题已是迫在眉睫、亟待解决的问题。解决的问题包括开发新能源和节约现有能源两个方面。在开发新能源的问题解决之前,节约能源具有十分重大的意义。显然,节约能源的实质是提高能源的利用率,包括能源能量的充分释放和能量利用率的提高。前者是要求燃料完全燃烧,后者是防止能量的无端散失。
实验室中所用燃料主要是煤气和酒精,本次实验要求对酒精燃烧时能量的利用率问题进行一些简单的探索。
请你运用提供的物品,自行设计实验方案,完成以下各项数据的测定:
1、 通常情况下用酒精灯加热(以加热烧杯中的水为例)时,酒精能量的利用率。
问题 ① 根据你的理解,试对“酒精能量的利用率”下一个定义。
② 要测定酒精的能量利用率,必须首先获得什么数据?
③ 如何通过实验测定“被利用的酒精能量值”?(联系物理学中的热学知识思考)
2、 利用酒精灯防风罩加热时的酒精能量利用率。
3、 使用还原焰加热时的酒精能量利用率。
提供的物品:铁架台,铁圈,石棉网,烧杯(150mL),温度计(100℃),电子天平,酒精灯,隔热罩,酒精灯防风罩,锥形瓶(150mL,配单孔橡皮塞),温度计(100℃),坩埚,抗菌素瓶,灯芯帽(附灯芯),移液管(10 mL),吸球、火柴,无水酒精。
实验方案设计(要求写出实验步骤和回答有关问题)
(1) 通常情况下用酒精灯加热时,酒精能量利用率的测定
(2) 利用酒精灯防风罩加热时,酒精能量利用率的测定
(3) 使用还原焰加热时,酒精能量利用率的测定
2003年上海市“白猫杯”青少年应用化学与技能竞赛决赛
高中组实验考试 卷二
编号 区(县) 学校 年级 姓名
课题 实验室节约能源的探索
一、 原理
酒精燃烧的化学方程式:C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)+Q
式中Q为酒精的燃烧热,单位是kJ∕mol。
酒精热量利用率的涵义如下式:
酒精热量利用率= =
因此,要测定酒精热量的利用率,首先要知道酒精的燃烧热。
在隔热罩中,利用酒精燃烧产生的热量加热已知质量的水,根据加热前后水的温度差(△t)以及水的热容,即可算出水吸收的热量值,即被利用的酒精燃烧的热量。
二、 备用物品
马粪纸,制作隔热罩的图样,剪刀,双面胶带,锥形瓶(150mL),温度计(100℃),坩埚,抗菌素瓶,电子天平,无水酒精,火柴,移液管(10 mL),吸球,碎滤纸,铁架台,铁圈,石棉网,烧杯(150 mL),酒精灯,酒精灯防风罩,量筒(100 mL)等
三、 实验步骤
1、酒精燃烧热的测定(实验装置见图1)
(1) 隔热罩的制作
用马粪纸按提供的图样剪成纸坯,按纸坯高度剪一段双面胶带,粘贴在纸坯上指定的粘贴处。利用该纸坯可按图制作成一个高约18cm、上部口径大小正好能卡住锥形瓶口的圆锥形筒。在距纸筒口约11 cm处开一个2 cm见方的观察窗口,纸筒下端剪成锯齿形,以便空气流通。这就是本实验应用的隔热罩。
(2) 揭掉胶粘带的防粘层,将空的锥形瓶从隔热罩的下端放入,锥形瓶口穿过隔热罩口,使隔热罩口紧紧卡住锥形瓶口,将隔热罩下方的喇叭口尽可能撑大些(以不影响上端卡住锥形瓶为原则),再用胶粘带固定。上述制作完成后,将隔热罩竖立在桌上不应十分歪斜,否则罩的下端边缘须作修剪。
(3) 坩埚中用移液管移入10 mL水
(4) 抗菌素瓶中倒入约瓶体1/4的无水酒精,瓶口插入灯芯帽。
(5) 用量筒量取100 mL水,倒入锥形瓶中,瓶口塞上带温度计的单孔塞,温度计的水银探头应完全浸入水中。
(6) 记下锥形瓶中的水温(t1)和坩埚中的水温(t2)。
(7) 将盛无水酒精的抗菌素瓶置于电子天平上称量(m1),并将其浸入坩埚的水中。
(8) 点燃抗菌素瓶上的灯芯,立即把隔热罩(连同锥形瓶)罩上(如图1)。罩隔热罩时应随时从观察口观察燃烧的情况,切勿让其熄火,否则操作(6)~(8)须重做。(罩隔热罩时若发现火焰有熄灭的趋势,可以将隔热罩稍稍向上提一些)
(9) 观察锥形瓶中水温的变化,当△t>20℃时,可将火焰熄灭。此时移开隔热罩。立即从坩埚中取出抗菌素瓶,用卷筒纸擦干瓶外的水后,立即称量(m2)。
(10) 测量坩埚中的水温(t3)(因温度计显示温度有滞后现象,故应读取最高温度,下同)和锥形瓶中的水温(t4)。
(11) 计算酒精的燃烧热
Q=
式中:V1—锥形瓶中水的体积,V2—坩埚中水的体积,C—水的比热(4.18J/ g•deg), d—水的密度, f —校正系数(取值15)
(12)上述实验重复一次,取两次实验结果的平均值,并根据黑板上公布的文献值计算误差。
2、通常情况下用酒精灯加热(烧杯中的水)时酒精热量利用率的测定
(1) 按右图装置仪器。
(2) 用量筒量取100 mL水,倒入烧杯中。
(3) 测量水温(t1)
(4) 酒精灯(连盖)在电子天平(或台秤)上称量(m1)
(5) 点燃酒精灯,加热烧杯中的水,直至△t>20℃。
(6) 熄灭酒精灯,连盖称重(m2)
(7) 测量水温(最高温度 t2)
(8) 计算:酒精热量利用率=
(9) 实验重复一次,取平均值。
3、 加酒精灯防风罩加热时酒精热量利用率的测定
除加热时酒精灯上加防风罩外,其余操作同实验2。
4、用还原焰加热时,酒精热量利用率的测定
将酒精灯去盖放在铁架台上,调整铁圈高度使石棉网与酒精灯灯芯的距离约为1cm 左右。然后按实验2的步骤进行实验。
四、 实验报告
(一)记录和计算
1、酒精燃烧热的测定(表一)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
锥形瓶中水的体积(V1)(mL)
坩埚中水的体积(V2)(mL)
燃烧前抗菌素瓶的质量(m1)(g)
燃烧后抗菌素瓶的质量(m2)(g)
耗去酒精的质量(m1-m2)(g)
加热前锥形瓶中的水温(t1)℃
加热后锥形瓶中的水温(t4)℃
锥形瓶中水温的上升值(t4-t1) ℃
燃烧前坩埚中的水温(t2)℃
燃烧后坩埚中的水温(t3)℃
坩埚中水温的上升值(t3-t2) ℃
校正系数(f)
酒精的燃烧热(Q燃)kJ/mol
酒精燃烧热(平均值)kJ/mol
误差
第一次:Q燃= 第二次:Q燃=
平均值: =
2、通常情况下用酒精灯加热时酒精热量利用率的测定(表2)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
3、 加防风罩加热时酒精热量利用率的测定(表3)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精灯热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
4、 用还原焰加热时酒精热量利用率的测定(表4)
第一次 第二次
水的密度(d)(g/cm3)
水的比热(C)(J/ g•deg)
水的体积(V)mL
加热前水温(t1)℃
加热后水温(t2)℃
燃烧前酒精灯的质量(m1)(g)
燃烧后酒精灯的质量(m2)(g)
校正系数(f)
酒精灯热量的利用率
酒精热量的利用率(平均)
第一次:酒精能量利用率= 第二次:酒精能量利用率=
酒精能量利用率(平均)=
(二)、讨论
1、 本次实验带给你哪些启示?你对提高实验室燃料能量利用率方面还有哪些设想(举出三项)?
2、 本次实验(以实验1为例)所用计算式中的校正系数f的涵义是什么(它校正哪些因素引起的误差,举出三项)?如果不加校正系数,将引起怎样的误差(正误差或负误差)?
3、 你对本实验有何改进建议?
参考资料: http://www.e-huaxue.com
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