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中五化学练习卷：原子结构与周期表、化学键与结构、能量学、反应速率与平衡、电解与氧化还原、有机化学（100 分）
练习卷 · 化学 · 中五
本卷为中五化学练习卷，共六部分二十四题、满分一百分、建议时间六十分钟，涵盖原子结构与周期表、化学键与结构、能量学、反应速率与平衡、电解与氧化还原、有机化学六大范畴。所有题目均为原创，附完整计算步骤、单位及评分要点，方便学生自我核对，适合作校内试前操卷之用。
卷面资料 年级：中五 ｜ 科目：化学 ｜ 时限：60 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：24
甲部 原子结构与周期表（17 分）
细阅各题资料，回答下列各题。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某元素 X 的原子序为 12，其最丰富同位素的质量数为 24。(a) 写出 X 一个原子的质子、中子及电子数目；(b) 写出电子排布；(c) 指出 X 在周期表所处的周期与族。 | 答案：(a) 质子 12 个、中子 12 个、电子 12 个；(b) 电子排布为 2, 8, 2；(c) 处于第三周期第 IIA 族，最外层有 2 个电子。 |
| 2 | 某元素有三种同位素，质量数分别为 24、25、26，相对含量依次为 79、10 及 11。计算该元素的相对原子质量（答案准确至小数后两位）。 | 答案：相对原子质量＝(24×79＋25×10＋26×11) ÷ 100 = 24.32。 |
| 3 | 镁原子（原子序 12）失去两个电子形成镁离子，氯原子（原子序 17）得到一个电子形成氯离子。分别写出两种离子的电子数目，并说明两者与哪一种稀有气体的电子排布相同。 | 答案：镁离子有 10 个电子，氯离子有 18 个电子。两者电子排布均与氖（10 个电子）相同。 |
| 4 | 氧化镁的化学式为 MgO，摩尔质量为 40 g/mol。取 8.0 g 氧化镁。(a) 计算其摩尔数；(b) 估算所含的粒子数目（以 6.02 × 10²³ 为阿佛加德罗常数）。 | 答案：(a) 摩尔数＝8.0 ÷ 40 = 0.2 mol；(b) 粒子数目约为 1.2 × 10²³ 个。 |
乙部 化学键与结构（17 分）
比较下列各物质的结构与性质，回答所问。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 比较氯化钠与水两种物质：(a) 指出各自由哪一种化学键组成；(b) 解释氯化钠固体不导电而熔融状态导电的原因。 | 答案：(a) 氯化钠由离子键组成，水由共价键组成；(b) 固态时离子固定在晶格中不能移动，熔融后离子可以自由移动，故能导电。 |
| 6 | 乙烷的分子式为 C₂H₆。计算一个乙烷分子中 (a) 共价键的总数目；(b) 价电子的总数目。 | 答案：(a) 共有 7 条共价键（6 条 C–H 键及 1 条 C–C 键）；(b) 价电子共 14 个。 |
| 7 | 金刚石与石墨均由碳原子组成。(a) 指出两者结构上的主要差异；(b) 解释石墨能导电而金刚石不能导电的原因。 | 答案：(a) 金刚石中每个碳原子与另外四个碳原子形成四条共价键，属三维网状结构；石墨中每个碳原子只与三个碳原子成键，形成层状结构；(b) 石墨每个碳原子有一个未参与成键的离域电子，可在层内自由移动，故能导电。 |
| 8 | 二氧化碳与碘均为简单分子物质。(a) 解释两者的熔点均很低的原因；(b) 说明为何二氧化碳在常温下是气体而碘是固体。 | 答案：(a) 两者的分子之间只有微弱的分子间引力，熔化时只需克服这些引力，故熔点低；(b) 碘分子的电子数目较多，分子间引力较强，故在常温下呈固态。 |
丙部 能量学（16 分）
以下实验数据取自中和反应的量热实验。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 将稀酸与稀碱混合，200.0 g 水的温度由 18.0 °C 上升至 21.0 °C。已知水的比热容量为 4.2 J g⁻¹ °C⁻¹，计算反应放出的能量（以 kJ 为单位）。 | 答案：能量＝200 × 4 × 3 = 2520 J = 2.52 kJ（放热）。 |
| 10 | 承上题，若反应中参与中和的酸为 0.05 mol，求摩尔中和热（kJ/mol）。 | 答案：摩尔中和热＝2.52 ÷ 0.05 = 50.4 kJ/mol，ΔH 为负值。 |
| 11 | 把下列反应分类为放热反应或吸热反应，并写出 ΔH 的正负号：(a) 燃烧甲烷；(b) 碳酸钙受热分解。 | 答案：(a) 燃烧甲烷为放热反应，ΔH 为负值；(b) 碳酸钙分解为吸热反应，ΔH 为正值。 |
| 12 | 说明催化剂如何影响反应的活化能与 ΔH，并指出它能否改变反应的总能量变化。 | 答案：催化剂提供另一条活化能较低的反应途径，故活化能下降；但反应物与生成物的能量不变，ΔH 不受影响，总能量变化不变。 |
丁部 反应速率与平衡（17 分）
以下数据取自实验室量度反应速率的结果。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 13 | 某金属与稀酸反应，首 20 秒内收集到 60 cm³ 氢气。(a) 计算首 20 秒的平均反应速率；(b) 说明反应后期速率下降的原因。 | 答案：(a) 平均速率＝60 ÷ 20 = 3.0 cm³/s；(b) 反应物浓度随反应进行而下降，碰撞频率减少，故速率下降。 |
| 14 | 考虑反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，ΔH 为负值。(a) 增大压强对氨的产量有何影响？(b) 升高温度对氨的产量有何影响？并各说明理由。 | 答案：(a) 增大压强使平衡向右移动，氨的产量增加，因为正反应方向气体摩尔数较少；(b) 升高温度使平衡向左移动，氨的产量减少，因为正反应为放热反应。 |
| 15 | 在 700 K 时，反应 H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) 达平衡，各物质浓度为：[H₂] = 0.10 mol/dm³、[I₂] = 0.10 mol/dm³、[HI] = 0.80 mol/dm³。计算该温度下的平衡常数 Kc。 | 答案：Kc = [HI]² ÷ ([H₂]×[I₂]) = 0.80² ÷ (0.10×0.10) = 64。 |
| 16 | 指出加入催化剂对上述反应的 (a) 达平衡所需时间、(b) 平衡常数 Kc 的影响，并解释。 | 答案：(a) 催化剂同时加快正、逆反应，达平衡所需时间缩短；(b) Kc 不变，因为催化剂不改变平衡位置。 |
戊部 电解与氧化还原（17 分）
回答下列关于氧化数与电解的题目。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 17 | 求下列化合物中指定元素的氧化数：(a) KMnO₄ 中的锰；(b) H₂SO₄ 中的硫。并指出两种化合物中哪一种元素的氧化数最高。 | 答案：(a) 锰的氧化数为 +7；(b) 硫的氧化数为 +6；最高者为锰。 |
| 18 | 以铜电极电解硫酸铜(II)溶液，过程中通过 0.020 mol 电子。已知阴极反应为 Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，铜的相对原子质量为 63.5。计算阴极析出铜的质量（以 g 为单位）。 | 答案：铜的摩尔数＝0.020 ÷ 2 = 0.010 mol；质量＝0.010 × 63.5 = 0.635 g。 |
| 19 | 比较电解稀氯化钠溶液与浓氯化钠溶液时阳极的产物，并写出相关的电极反应。 | 答案：稀溶液时阳极产生氧气，反应为 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻；浓溶液时阳极产生氯气，反应为 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻。 |
| 20 | 把锌片放入硫酸铜(II)溶液，锌片表面出现红色沉积物。(a) 指出氧化剂与还原剂；(b) 写出整条离子方程式。 | 答案：(a) 氧化剂为铜离子，还原剂为锌；(b) Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu。 |
己部 有机化学（16 分）
回答下列关于烷烃、烯烃与羧酸的题目。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 21 | (a) 写出烷烃的同系物通式；(b) 某烷烃含有 5 个碳原子，写出其分子式及摩尔质量。 | 答案：(a) 通式为 CnH2n+2；(b) 分子式为 C5H12，摩尔质量＝72 g/mol。 |
| 22 | 丙烷完全燃烧的方程式为 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O。在同温同压下，2.0 dm³ 丙烷完全燃烧，求 (a) 所需氧气的体积；(b) 生成二氧化碳的体积。 | 答案：(a) 需氧气 10.0 dm³；(b) 生成二氧化碳 6.0 dm³。 |
| 23 | 写出烯烃与羧酸的官能基名称，并各举一项化学反应作为辨认依据。 | 答案：烯烃的官能基为碳碳双键，能使溴水褪色（加成反应）；羧酸的官能基为羧基，与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳。 |
| 24 | 现有两瓶无色液体，分别为己烷与己烯。描述一项实验方法以分辨两者，并说明观察结果。 | 答案：分别加入溴水并摇匀。己烯使橙棕色溴水褪色，己烷则无明显变化（溴溶于己烷呈橙色）。 |
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