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DSE 化学练习卷：酸碱、氧化还原与化学平衡（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 化学酸碱与氧化还原全卷
DSE 化学练习卷（酸碱、氧化还原与化学平衡），12 题共 100 分、75 分钟。涵盖摩尔浓度、pH 与稀释、酸碱滴定、氧化数、置换反应电子转移、平衡常数 Kc、中和焓变、反应速率、弱酸解离、缓冲溶液及高锰酸钾滴定，每题附完整答案、算式与评分要点。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：摩尔计算、pH 与滴定（第 1 至 4 题，共 24 分）
回答全部题目，须列出公式、代入数值及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 把 24.5 g 纯硫酸（H2SO4，相对分子质量 98.0）溶于水并稀释至 500 cm3。(a) 求硫酸的摩尔数。(b) 求溶液的摩尔浓度（mol dm-3）。(6 分) | （a）摩尔数 = 24.5 ÷ 98.0 = 0.250 mol。（b）浓度 = 0.250 ÷ 0.500 = 0.500 mol dm-3。评分：3 分摩尔数、3 分浓度（须列单位）。 |
| 2 | 盐酸溶液的浓度为 0.010 mol dm-3。(a) 求其 pH 值。(b) 把该溶液稀释 100 倍后，求稀释液的 pH 值。(6 分) | （a）pH = -log(0.010) = 2.00。（b）稀释 100 倍后浓度为 1.0 × 10-4 mol dm-3，pH = 4.00；每稀释 10 倍 pH 增加 1。评分：3 分 + 3 分。 |
| 3 | 25.0 cm3 的氢氧化钠溶液（0.100 mol dm-3）在滴定中用去 12.5 cm3 硫酸溶液方达终点，反应式为 H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O。(a) 求 NaOH 的摩尔数。(b) 求 H2SO4 的摩尔数。(c) 求硫酸溶液的摩尔浓度。(6 分) | （a）NaOH 摩尔数 = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10-3 mol。（b）由反应式摩尔比 1:2，H2SO4 摩尔数 = 1.25 × 10-3 mol。（c）浓度 = 1.25 × 10-3 ÷ 0.0125 = 0.100 mol dm-3。评分：2 分 + 2 分 + 2 分。 |
| 4 | 求下列各物质中指定元素的氧化数：(a) KMnO4 中的 Mn；(b) K2Cr2O7 中的 Cr；(c) H2SO4 中的 S。(6 分) | （a）KMnO4 中 K 为 +1、O 为 -2，Mn 为 +7。（b）K2Cr2O7 中 Cr 为 +6。（c）H2SO4 中 S 为 +6。评分：每项 2 分。 |
乙部：氧化还原、平衡常数与反应热（第 5 至 8 题，共 32 分）
计算题须显示完整步骤；解释题须用完整句子。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 把 6.5 g 锌片放入过量的硫酸铜(II)溶液，反应为 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu（相对原子质量：Zn 65.0，Cu 63.5）。(a) 求锌的摩尔数。(b) 求转移的电子摩尔数。(c) 求沉积铜的质量。(8 分) | （a）锌摩尔数 = 6.5 ÷ 65.0 = 0.10 mol。（b）每摩尔锌失去 2 摩尔电子，故电子为 0.20 mol。（c）铜摩尔数 = 0.10 mol，质量 = 0.10 × 63.5 = 6.35 g。评分：3 分 + 2 分 + 3 分。 |
| 6 | 在 1.0 dm3 的容器中，1.0 mol 氢气与 1.0 mol 碘蒸气反应，H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)。达平衡时碘化氢的浓度为 1.60 mol dm-3。(a) 求平衡时 H2 与 I2 的浓度。(b) 写出平衡常数 Kc 的表达式。(c) 计算 Kc 的值。(8 分) | （a）HI 生成 1.60 mol dm-3，故 H2 与 I2 各消耗 0.80 mol dm-3，平衡浓度均为 0.20 mol dm-3。（b）Kc = [HI]2 ÷ ([H2][I2])。（c）Kc = 1.60² ÷ (0.20 × 0.20) = 64。评分：3 分 + 2 分 + 3 分。 |
| 7 | 把 50.0 cm3 的 1.0 mol dm-3 盐酸与 50.0 cm3 的 1.0 mol dm-3 氢氧化钠溶液混合，温度上升 6.7 °C。假设溶液密度为 1.0 g cm-3、比热容量为 4.2 J g-1 K-1。(a) 求放出的热量。(b) 求生成水的摩尔数。(c) 求中和焓变（kJ mol-1）。(8 分) | （a）热量 = 100 × 4.2 × 6.7 = 2814 J。（b）生成水摩尔数 = 1.0 × 0.0500 = 0.0500 mol。（c）中和焓变 = -2814 ÷ 0.0500 = -56 280 J mol-1，即约 -56.3 kJ mol-1。评分：3 分 + 3 分 + 2 分。 |
| 8 | 某反应中反应物的浓度由 0.80 mol dm-3 降至 0.20 mol dm-3 需时 60 秒。(a) 求首 60 秒的平均反应速率（mol dm-3 s-1）。(b) 解释反应速率随时间减慢的原因。(c) 加入催化剂对速率及平衡位置各有何影响？(8 分) | （a）平均速率 = (0.80 – 0.20) ÷ 60 = 0.010 mol dm-3 s-1。（b）反应物浓度随时间下降，粒子碰撞频率减少，故速率减慢。（c）催化剂提供较低活化能的途径，加快正逆反应速率，但不改变平衡位置及产率。评分：3 分 + 2 分 + 3 分。 |
丙部：弱酸、缓冲溶液与氧化还原滴定（第 9 至 12 题，共 44 分）
长题须分点作答，数值答案须准确至三位有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 某弱酸 HA 的浓度为 0.10 mol dm-3，Ka = 1.8 × 10-5。(a) 写出 Ka 的表达式，并假设 HA 的解离程度很小，求 [H+]。(b) 求该溶液的 pH 值。(c) 求 HA 的解离度（以百分比表示）。(11 分) | （a）Ka = [H+][A-] ÷ [HA]；设 [H+] = [A-] = x，则 x² ÷ 0.10 = 1.8 × 10-5，x = 1.34 × 10-3 mol dm-3。（b）pH = -log(1.34 × 10-3) = 2.87。（c）解离度 = 1.34 × 10-3 ÷ 0.10 × 100% = 1.34%。评分：4 分 + 4 分 + 3 分。 |
| 10 | 一缓冲溶液由 0.10 mol dm-3 乙酸与 0.10 mol dm-3 乙酸钠以等体积混合而成（CH3COOH 的 Ka = 1.8 × 10-5）。(a) 求该缓冲溶液的 pH 值。(b) 若在 1.0 dm3 该缓冲溶液中加入 0.010 mol 氯化氢气体（体积不变），求新的 pH 值。(c) 解释为何加入少量强酸后 pH 值变化很小。(11 分) | （a）[酸] = [盐]，故 pH = pKa = -log(1.8 × 10-5) = 4.74。（b）加入强酸后 [酸] ≈ 0.11、[盐] ≈ 0.09，pH = 4.74 + log(0.09 ÷ 0.11) = 4.66。（c）加入的 H+ 与乙酸根结合生成弱酸，故 [H+] 增加极少，pH 变化很小。评分：3 分 + 4 分 + 4 分。 |
| 11 | 25.0 cm3 的硫酸亚铁(II)溶液（0.100 mol dm-3）在酸性条件下用 0.0200 mol dm-3 高锰酸钾溶液滴定，反应为 MnO4- + 8H+ + 5Fe2+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O。(a) 求 Fe2+ 的摩尔数。(b) 求所需 MnO4- 的摩尔数。(c) 求高锰酸钾溶液的体积（cm3）。(11 分) | （a）Fe2+ 摩尔数 = 0.100 × 0.0250 = 2.50 × 10-3 mol。（b）摩尔比为 1:5，MnO4- 摩尔数 = 5.00 × 10-4 mol。（c）体积 = 5.00 × 10-4 ÷ 0.0200 = 0.0250 dm3 = 25.0 cm3。评分：4 分 + 4 分 + 3 分。 |
| 12 | 工业制氨的反应为 N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)，ΔH 为负值。(a) 增加压力对氨的产量有何影响？试以气体摩尔数解释。(b) 升高温度对产量及反应速率各有何影响？(c) 使用催化剂能否提高平衡产量？试解释。(11 分) | （a）左边气体共 4 摩尔、右边 2 摩尔；加压使平衡右移，氨产量增加。（b）升温使平衡左移（放热方向逆向），产量下降，但反应速率加快。（c）催化剂只加快达平衡的速度，不改变平衡常数，故不能提高平衡产量。评分：4 分 + 4 分 + 3 分。 |
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