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CAIE A-Level 化學 9701 Paper 2 結構題模擬卷｜10 題・60 分・1 小時 15 分
練習卷 · CAIE A-Level 化學 9701 Paper 2
CAIE A-Level 化學 9701 Paper 2 結構題模擬卷：10 題、60 分、1 小時 15 分，覆蓋滴定計算、實驗式、氣體摩爾體積、Hess 定律、產率與原子經濟、鍵結、平衡常數與有機反應，附完整步驟與評分要點，數值由 Python 核算，題目全部原創。
卷面資料 年級：中六（A-Level AS） ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：60 分 ｜ 題數：10
甲部：結構題（36 分）
結構題：須列出計算步驟，答案須附正確單位及有效數字；所有小題均須作答。全卷 60 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | （滴定）25.0 cm³ 的氫氧化鈉溶液以 0.150 mol dm⁻³ 鹽酸滴定，達終點時用去 20.0 cm³ 鹽酸。(a) 計算所用鹽酸的物質的量（mol）。(b) 計算氫氧化鈉溶液的濃度（mol dm⁻³）。(6 分) | 答案：(a) n(HCl) = 0.150 × 20.0 ÷ 1000 = 0.00300 mol，取 3 位有效數字為 3.00 × 10⁻³ mol。(b) NaOH 與 HCl 按 1 : 1 反應，故 n(NaOH) = 0.00300 mol；c = 0.00300 ÷ 0.0250 = 0.120 mol dm⁻³。(6 分) |
| 2 | （實驗式）某有機化合物含碳 40.0%%、氫 6.7%%、氧 53.3%%（質量百分比）。求該化合物的實驗式，並說明由實驗式求分子式時仍需要甚麼額外資料。(6 分) | 答案：各元素的物質的量比為 C : H : O = 40.0 ÷ 12.0 : 6.7 ÷ 1.0 : 53.3 ÷ 16.0 = 3.33 : 6.70 : 3.33，同除以最小值 3.33 得 1 : 2.01 : 1，取整數得實驗式 CH₂O（Mr = 30.0）。由實驗式求分子式須另知相對分子質量，再以 Mr ÷ 30.0 得倍數。(6 分) |
| 3 | （氣體摩爾體積）0.243 g 鎂與過量稀鹽酸反應，在室溫及常壓下生成氫氣。摩爾氣體體積取 24 dm³ mol⁻¹，Ar(Mg) = 24.3。(a) 計算鎂的物質的量。(b) 計算生成氫氣的體積（cm³）。(6 分) | 答案：(a) n(Mg) = 0.243 ÷ 24.3 = 0.010 mol。(b) 由 Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ 可知 n(H₂) = n(Mg) = 0.010 mol；V = 0.010 × 24 = 0.240 dm³ = 240 cm³。(6 分) |
| 4 | （Hess 定律）已知標準生成焓 ΔHf 為 CH₄(g) = -75、CO₂(g) = -394、H₂O(l) = -286 kJ mol⁻¹。以 Hess 定律計算 CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) 的標準反應焓變，並指出該反應為放熱或吸熱。(6 分) | 答案：ΔH = Σ ΔHf(生成物) − Σ ΔHf(反應物) = [-394 + 2 × (-286)] − (-75) = -891 kJ mol⁻¹。ΔH 為負值，反應放熱。(6 分) |
| 5 | （產率）4.86 g 鎂在氧氣中完全燃燒，理論上可得氧化鎂 8.06 g（Mr(MgO) = 40.3），實驗實際只得到 6.85 g。(a) 計算產率（%）。(b) 列出兩個令產率低於 100% 的原因。(6 分) | 答案：(a) n(Mg) = 4.86 ÷ 24.3 = 0.200 mol，n(MgO) 相同，m = 0.200 × 40.3 = 8.06 g；產率 = 6.85 ÷ 8.06 × 100% = 85%。(b) 部分氧化鎂以煙霧形式散失；鎂與空氣中的氮氣反應生成氮化鎂；轉移過程有少量樣品殘留在容器內。(6 分) |
| 6 | （原子經濟）碳酸鈣受熱分解：CaCO₃ → CaO + CO₂，Mr(CaCO₃) = 100.1、Mr(CaO) = 56.1。(a) 計算生成 CaO 的原子經濟（%）。(b) 說明原子經濟高為何不代表實際產率高。(6 分) | 答案：(a) 原子經濟 = 56.1 ÷ 100.1 × 100% = 56.0%。(b) 原子經濟只比較方程式中的理論質量，屬反應設計的性質；實際產率受反應不完全、副反應、物質流失與分離損失影響，兩者互相獨立。(6 分) |
乙部：延伸題（24 分）
結構題：須列出計算步驟，答案須附正確單位及有效數字；所有小題均須作答。全卷 60 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 7 | （鍵結與結構）氧化鎂的熔點為 2852 °C，二氧化碳在常溫下為氣體。以鍵結與結構解釋兩者熔、沸點的巨大差異。(6 分) | 答案：MgO 由 Mg²⁺ 與 O²⁻ 以離子鍵構成巨型離子晶格，熔化須克服大量強靜電引力，故熔點極高；CO₂ 為簡單分子物質，分子之間只有微弱的范德華力（倫敦色散力），沸點低，常溫下為氣體；分子內的 C=O 共價鍵雖然強，但熔化或沸騰不須斷裂共價鍵。(6 分) |
| 8 | （反應速率）解釋溫度升高如何影響反應速率（須提及粒子能量分佈），並說明催化劑如何提高反應速率。(6 分) | 答案：溫度升高令分子的平均動能增加，Maxwell–Boltzmann 分佈曲線向右移並變得平坦；能量大於活化能的分子比例大幅上升，故單位時間內有效碰撞增加、速率加快。催化劑提供另一條活化能較低的反應途徑，令更多碰撞成為有效碰撞，速率提高而反應焓變不變。(6 分) |
| 9 | （平衡常數）在 2.00 dm³ 容器中，H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) 於 700 K 達平衡時含 H₂ 0.20 mol、I₂ 0.20 mol、HI 1.60 mol。(a) 計算各物質的濃度。(b) 計算 Kc，並指出其單位。(6 分) | 答案：(a) [H₂] = 0.20 ÷ 2.00 = 0.10 mol dm⁻³；[I₂] = 0.20 ÷ 2.00 = 0.10 mol dm⁻³；[HI] = 1.60 ÷ 2.00 = 0.80 mol dm⁻³。(b) Kc = [HI]² ÷ ([H₂][I₂]) = 0.80² ÷ (0.10 × 0.10) = 64.0；因為分子與分母的濃度次方總和相同，Kc 沒有單位。(6 分) |
| 10 | （有機反應）丙烯與溴化氫反應，生成兩種產物。(a) 寫出反應名稱與主要產物的結構。(b) 解釋主要產物產量較多的原因，並指出反應的中間體。(6 分) | 答案：(a) 親電加成反應；主要產物為 2-溴丙烷 CH₃CHBrCH₃。(b) 反應經碳正離子中間體進行，H⁺ 先加到雙鍵末端碳上，生成較穩定的二級碳正離子（CH₃C⁺HCH₃），而非一級碳正離子；二級碳正離子受兩個烷基的誘導效應與超共軛穩定，形成較快、壽命較長，故 2-溴丙烷較多。(6 分) |
TutorZone 練習卷｜題目與文章為原創，並非任何學校或出版社的教材。
