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中五化学练习卷：酸碱与 pH、滴定、氧化还原与电解、反应速率、化学平衡
练习卷 · 中五化学 · 酸碱、滴定与平衡
中五化学练习卷，共六题二十四部分、一百分、六十分钟。内容涵盖酸碱与 pH 计算、酸碱滴定与回滴定、氧化还原与电解计算、反应速率与催化剂、化学平衡与平衡常数，全部数值由 python 自算并 assert，附完整评分要点。
卷面资料 年级：中五 ｜ 科目：化学 ｜ 时限：60 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：24
第一部分：酸碱与 pH（16 分）
须写出计算式，pH 及 pOH 以两位小数表示。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 0.010 mol dm−3 的氢氯酸（强酸，完全电离）在 298 K 下的 pH 及 pOH 各为多少？ | 答案：pH = −log(0.010) = 2.00；pOH = 14.00 − 2.00 = 12.00。（评分要点：pH 2 分，pOH 2 分） |
| 2 | 把上题溶液加水稀释 100 倍，求稀释后溶液的 pH。 | 答案：新浓度 = 0.010 ÷ 100 = 1.0 × 10⁻⁴ mol dm−3，pH = 4.00。（评分要点：浓度 2 分，pH 2 分） |
| 3 | 0.0050 mol dm−3 的氢氧化钾溶液（强碱）在 298 K 下的 pOH 及 pH 各为多少？ | 答案：pOH = −log(0.0050) = 2.30；pH = 14.00 − 2.30 = 11.70。（评分要点：pOH 2 分，pH 2 分） |
| 4 | 25.0 cm3 的 0.100 mol dm−3 氢氯酸需用多少体积的 0.050 mol dm−3 氢氧化钠溶液才能完全中和？ | 答案：酸的摩尔数 = 0.100 × 0.0250 = 0.0025 mol；碱与酸以 1 比 1 反应，所需体积 = 0.0025 ÷ 0.050 = 0.0500 dm3，即 50.0 cm3。（评分要点：摩尔数 2 分，体积 2 分） |
第二部分：滴定与浓度计算（18 分）
所有摩尔数须以 mol 表示，浓度以 mol dm−3 表示，取三位有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 25.0 cm3 的碳酸钠溶液用 0.100 mol dm−3 氢氯酸滴定，达终点时用去 24.0 cm3。已知碳酸钠与氢氯酸以 1 比 2 的摩尔比反应，求碳酸钠溶液的浓度。 | 答案：n(HCl) = 0.100 × 0.0240 = 2.40 × 10⁻³ mol；n(Na2CO3) = 2.40 × 10⁻³ ÷ 2 = 1.20 × 10⁻³ mol；浓度 = 1.20 × 10⁻³ ÷ 0.0250 = 0.0480 mol dm−3。（评分要点：n(HCl) 1 分，摩尔比 2 分，浓度 1 分） |
| 6 | 承接上题，求该 25.0 cm3 碳酸钠溶液中所含碳酸钠的质量。已知碳酸钠的摩尔质量为 106 g mol−1。 | 答案：质量 = 1.20 × 10⁻³ × 106 = 0.127 g。（评分要点：摩尔数 2 分，质量 2 分） |
| 7 | 1.200 g 含碳酸钙的样本加入 50.0 cm3 的 0.500 mol dm−3 氢氯酸（过量），反应后剩余的酸需用 20.0 cm3 的 0.250 mol dm−3 氢氧化钠溶液回滴定至终点。求样本中碳酸钙的质量分数（摩尔质量 100.1 g mol−1）。 | 答案：n(HCl) 总量 = 0.500 × 0.0500 = 0.0250 mol；n(NaOH) = 0.250 × 0.0200 = 5.00 × 10⁻³ mol；与碳酸钙反应的酸 = 0.0250 − 0.0050 = 0.0200 mol；n(CaCO3) = 0.0100 mol；质量 = 0.0100 × 100.1 = 1.001 g；质量分数 = 1.001 ÷ 1.200 × 100% = 83.4%。（评分要点：剩余酸 1 分，反应酸量 1 分，碳酸钙摩尔数 1 分，质量与百分数 2 分） |
| 8 | 把 10.0 cm3 的 2.00 mol dm−3 强酸溶液加水稀释至总体积 250.0 cm3。求稀释后溶液的浓度及其 pH。 | 答案：浓度 = 2.00 × 10.0 ÷ 250.0 = 0.0800 mol dm−3；强酸完全电离，pH = −log(0.0800) = 1.10。（评分要点：浓度 3 分，pH 2 分） |
第三部分：氧化还原与电解（16 分）
法拉第常数取 96 500 C mol−1，气体摩尔体积取 24.0 dm3 mol−1。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 求高锰酸根离子（MnO4−）中锰的氧化数，以及重铬酸钾（K2Cr2O7）中铬的氧化数。 | 答案：MnO4− 中氧为 −2，锰的氧化数 = −1 − 4(−2) = +7；K2Cr2O7 中钾为 +1、氧为 −2，铬的氧化数 = (0 − 2(+1) − 7(−2)) ÷ 2 = +6。（评分要点：锰 2 分，铬 2 分） |
| 10 | 以 2.00 A 的电流通过硫酸铜溶液 30.0 分钟。求阴极析出铜的质量（铜的摩尔质量 63.5 g mol−1）。 | 答案：电量 = 2.00 × 1800 = 3600 C；电子摩尔数 = 3600 ÷ 96 500 = 0.0373 mol；铜离子需两个电子，n(Cu) = 0.0187 mol；质量 = 0.0187 × 63.5 = 1.18 g。（评分要点：电量 1 分，电子摩尔数 1 分，铜摩尔数 1 分，质量 1 分） |
| 11 | 若同一电量改为电解水，求阳极产生的氧的摩尔数及在常温常压下的体积。 | 答案：每产生 1 mol 氧需 4 mol 电子，n(O2) = 0.0373 ÷ 4 = 9.33 × 10⁻³ mol；体积 = 9.33 × 10⁻³ × 24.0 = 0.224 dm3，即 224 cm3。（评分要点：电子与氧的摩尔比 2 分，摩尔数 1 分，体积 1 分） |
| 12 | 在反应中铁(II)离子转化为铁(III)离子。指出这属氧化抑或还原，并说明每个离子转移的电子数目及氧化数的改变。 | 答案：氧化数由 +2 升至 +3，数值增加，属氧化；每个离子失去 1 个电子。（评分要点：判断 2 分，电子数目 1 分，氧化数改变 1 分） |
第四部分：反应速率（16 分）
速率单位为 mol dm−3 s−1，须列出公式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 13 | 在体积 2.0 dm3 的容器内，某反应物的量由 0.50 mol 减至 0.30 mol，历时 25 s。求该反应物的平均消耗速率。 | 答案：浓度变化 = (0.50 − 0.30) ÷ 2.0 = 0.10 mol dm−3；速率 = 0.10 ÷ 25 = 4.0 × 10⁻³ mol dm−3 s−1。（评分要点：浓度变化 2 分，速率 2 分） |
| 14 | 某反应的速率在温度每升高 10 K 时约增加一倍。若温度由 300 K 升至 330 K，速率约为原来的多少倍？ | 答案：温度共升 30 K，即三个 10 K 区间，速率约为原来的 2³ = 8 倍。（评分要点：区间数目 2 分，倍数 2 分） |
| 15 | 某反应的活化能为 40 kJ mol−1，加入催化剂后降至 25 kJ mol−1。求活化能下降的百分率，并指出速率会加快抑或减慢。 | 答案：下降量 = 40 − 25 = 15 kJ mol−1；百分率 = 15 ÷ 40 × 100% = 37.5%；活化能下降使更多粒子具足够能量，速率加快。（评分要点：下降量 1 分，百分率 2 分，速率方向 1 分） |
| 16 | 某反应对反应物 A 属一级，速率常数为 0.020 s−1。当 A 的浓度为 0.50 mol dm−3 时，求反应初速率；若 A 的浓度加倍，速率变为多少？ | 答案：速率 = k[A] = 0.020 × 0.50 = 0.010 mol dm−3 s−1；一级反应速率与浓度成正比，浓度加倍后速率为 0.020 mol dm−3 s−1。（评分要点：公式 1 分，初速率 2 分，加倍后速率 1 分） |
第五部分：化学平衡（18 分）
平衡常数不带单位，须写出平衡常数式。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 17 | 在 1.0 dm3 的容器中，1.0 mol 氢与 1.0 mol 碘蒸气反应生成碘化氢。平衡时碘化氢为 1.6 mol。求平衡常数 Kc。 | 答案：生成 1.6 mol 碘化氢消耗 0.80 mol 氢及 0.80 mol 碘，平衡时各有 0.20 mol，浓度为 0.20 mol dm−3；Kc = 1.6² ÷ (0.20 × 0.20) = 64。（评分要点：平衡浓度 2 分，平衡常数式 1 分，数值 1 分） |
| 18 | 氮与氢生成氨的反应中，反应物气体共 4 mol，生成物气体 2 mol，且反应放热。若在恒温下增大压力，说明平衡移动的方向及对氨产量的影响，并指出 Kc 是否改变。 | 答案：增大压力时平衡向气体摩尔数较少的一方移动，即向生成物方向移动，氨产量增加；温度不变，Kc 不变。（评分要点：移动方向 2 分，产量影响 1 分，Kc 1 分） |
| 19 | 在 2.0 dm3 的容器中，2.0 mol 二氧化硫与 1.0 mol 氧反应生成三氧化硫，平衡时三氧化硫为 1.2 mol。求 Kc。 | 答案：生成 1.2 mol 三氧化硫消耗 1.2 mol 二氧化硫及 0.60 mol 氧；平衡时二氧化硫 0.80 mol、氧 0.40 mol，浓度分别为 0.40、0.20、0.60 mol dm−3；Kc = 0.60² ÷ (0.40² × 0.20) = 11.25。（评分要点：平衡摩尔数 2 分，浓度 1 分，数值 2 分） |
| 20 | 承接上题，若在定容下加入催化剂，并另外把温度升高。分别说明 Kc 会否改变及其原因。 | 答案：催化剂同时加快正逆反应，只缩短达平衡所需时间，不改变平衡位置，故 Kc 不变；升温时平衡向吸热方向移动，该反应放热，故平衡左移，Kc 减少。（评分要点：催化剂 2 分，升温方向 2 分，Kc 结论 1 分） |
第六部分：综合应用（16 分）
须列出所用公式及单位，数值取三位有效数字。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 21 | 某溶液在 298 K 下的 pH 为 3.00。求该溶液的氢离子浓度及氢氧根离子浓度（Kw 取 1.0 × 10⁻¹⁴）。 | 答案：[H+] = 10⁻³ = 1.0 × 10⁻³ mol dm−3；[OH−] = 1.0 × 10⁻¹⁴ ÷ 1.0 × 10⁻³ = 1.0 × 10⁻¹¹ mol dm−3。（评分要点：各 2 分） |
| 22 | 列出两种导致酸雨的主要气体污染物，并各举一项减少酸雨的措施。 | 答案：主要污染物为二氧化硫（来自燃烧含硫燃料）及氮氧化物（来自高温燃烧及汽车废气）；措施包括使用低硫燃料或加装烟气脱硫装置，以及汽车加装催化转化器或改用公共交通。（评分要点：两种污染物各 1 分，两项措施各 1 分） |
| 23 | 以 3.00 A 的电流通过硫酸镍溶液 20.0 分钟进行电镀。求阴极镀上镍的质量（镍的摩尔质量 58.7 g mol−1）。 | 答案：电量 = 3.00 × 1200 = 3600 C；电子摩尔数 = 3600 ÷ 96 500 = 0.0373 mol；镍离子需两个电子，n(Ni) = 0.0187 mol；质量 = 0.0187 × 58.7 = 1.09 g。（评分要点：电量 1 分，电子摩尔数 1 分，镍摩尔数 1 分，质量 1 分） |
| 24 | 某工业废水 25.0 cm3 需用 18.0 cm3 的 0.0200 mol dm−3 氢氧化钠溶液中和至终点。求废水中氢离子的摩尔数，以及以氢氯酸表示时废水中酸的浓度。 | 答案：n(NaOH) = 0.0200 × 0.0180 = 3.60 × 10⁻⁴ mol，即氢离子摩尔数相同；浓度 = 3.60 × 10⁻⁴ ÷ 0.0250 = 0.0144 mol dm−3。（评分要点：摩尔数 2 分，一比一摩尔比 1 分，浓度 1 分） |
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