中文（繁體）
中文（简体）
English
中五化学练习卷：有机化学、官能团与聚合物（12 题・100 分・75 分钟・附答案）｜原创模拟试题
练习卷 · DSE 化学：有机化学、官能团与聚合物全卷
本卷 12 题、100 分、75 分钟，覆盖中五化学有机化学核心单元：烷烃通式与燃烧、烯烃顺反异构、亲电加成、结构异构体比较、加成聚合与聚合度、醇的氧化与产率、酯化平衡、燃烧分析求分子式、塑胶回收与焚化能量、油脂氢化、羧酸与酯的性质及皂化；数值全部由程式自算，附评分要点。
卷面资料 年级：中五（S5） ｜ 科目：化学 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：烷烃、烯烃与异构现象（24 分）
每题 6 分，须列式或说明推理。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某烷烃的分子式为 C6H14。(a) 写出烷烃同系物的通式，并由此推算含八个碳原子的烷烃分子式。(b) 写出 C6H14 完全燃烧的平衡方程式，并求 1 mol C6H14 完全燃烧所需氧气的摩尔数。(c) 解释为何烷烃主要进行取代反应而非加成反应。 | (a) 烷烃通式为 CnH2n+2；含八个碳原子者为 C8H18。（2 分）(b) C6H14 + 9.5O2 → 6CO2 + 7H2O；1 mol C6H14 需 9.5 mol 氧气，生成 6 mol 二氧化碳及 7 mol 水。（2 分）(c) 烷烃分子内全为单键，每个碳原子已用尽四个键，属饱和烃，没有双键可供加成；在光照或加热下，氢原子可被卤素原子取代，故以取代反应为主。（2 分） |
| 2 | 2-丁烯与 1-丁烯的分子式同为 C4H8。(a) 分别写出 1-丁烯及顺-2-丁烯的结构式。(b) 解释顺-2-丁烯与反-2-丁烯的结构差异，并指出两者是否同分异构体。(c) 解释为何 1-丁烯没有顺反异构现象。 | (a) 1-丁烯：CH2=CH-CH2-CH3；顺-2-丁烯：CH3-CH=CH-CH3，两个甲基位于双键同侧。（2 分）(b) 碳碳双键不能自由旋转，两个甲基被固定在双键同侧（顺式）或两侧（反式）；两者分子式相同而原子空间排列不同，属立体异构体。（2 分）(c) 1-丁烯双键其中一个碳原子连有两个相同的氢原子，交换两侧基团得不到不同的排列，故无顺反异构。（2 分） |
| 3 | 乙烯与溴化氢进行加成反应生成溴乙烷（C2H5Br）。(a) 写出反应方程式并指出反应类型。(b) 用 0.25 mol 乙烯与足量溴化氢反应，求溴乙烷的理论产量（以克为单位）。(c) 若实际只得 21.8 g 溴乙烷，求产率。 | (a) C2H4 + HBr → C2H5Br；属亲电加成反应。（2 分）(b) 溴乙烷 Mr = 2 × 12 + 5 × 1 + 80 = 109；质量 = 0.25 mol × 109 g/mol = 27.25 g。（2 分）(c) 产率 = 21.8 ÷ 27.25 × 100% = 80.0%。（2 分） |
| 4 | 戊烷（C5H12）有三个结构异构体。(a) 写出三者的结构式及 IUPAC 名称。(b) 按沸点由高至低排列三者并解释原因。(c) 分子式 C4H8 的烯烃共有多少个结构异构体？写出它们的名称。 | (a) 三个异构体为戊烷、2-甲基丁烷及 2,2-二甲基丙烷（新戊烷）。（2 分）(b) 沸点：戊烷 > 2-甲基丁烷 > 2,2-二甲基丙烷。分支越多，分子越接近球形，分子间接触表面积越小，范德华力越弱，故沸点越低。（2 分）(c) 三个：1-丁烯、2-丁烯（另有顺式与反式两种）及 2-甲基丙烯。（2 分） |
乙部：官能团、醇、羧酸与酯（36 分）
每题 9 分，注意题目各部分的配分。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 聚乙烯由乙烯经加成聚合制成。(a) 写出乙烯聚合的反应式，并注明反应类型及所需条件。(b) 某聚乙烯样本的平均相对分子质量为 42,000，求其平均聚合度。(c) 比较聚乙烯与聚氯乙烯（PVC）的单体，并解释为何 PVC 在室温下较聚乙烯硬。 | (a) n CH2=CH2 → -(CH2-CH2)n-；属加成聚合，需高压及催化剂（例如齐格勒-纳塔催化剂）。（3 分）(b) 重复单元为 C2H4，Mr = 28；平均聚合度 = 42,000 ÷ 28 = 1,500。（3 分）(c) 聚乙烯单体为乙烯，PVC 单体为氯乙烯（CH2=CHCl）。氯原子体积较大并带有偶极，链与链之间除范德华力外还有偶极-偶极作用，分子链排列较紧密、较难滑动，故 PVC 较硬。（3 分） |
| 6 | 乙醇可被氧化成乙醛，再氧化成乙酸。(a) 写出两步氧化的反应式及所用试剂与装置。(b) 用 23 g 乙醇进行完全氧化，求可得乙酸的理论质量。(c) 若实际只得 24 g 乙酸，求产率，并提出两个提高产率的方法。 | (a) 第一步：CH3CH2OH + [O] → CH3CHO + H2O，用酸化重铬酸钾溶液并以蒸馏收集乙醛；第二步：CH3CHO + [O] → CH3COOH，用酸化重铬酸钾溶液并加热回流。（3 分）(b) 乙醇 Mr = 46，n = 23 ÷ 46 = 0.5 mol；乙酸 Mr = 60；理论质量 = 0.5 × 60 = 30 g。（3 分）(c) 产率 = 24 ÷ 30 × 100% = 80%。提高方法：使用过量氧化剂、延长回流时间、把生成的乙酸及时移出以减少逆反应（或改用催化氧化并控制温度）。（3 分） |
| 7 | 乙醇与乙酸在浓硫酸催化下生成乙酸乙酯。(a) 写出平衡反应式及反应条件。(b) 用 0.5 mol 乙醇与 0.5 mol 乙酸反应，求乙酸乙酯的理论质量。(c) 实验只得到 0.35 mol 乙酸乙酯，求产率，并解释产率不足 100% 的原因及工业上的改善方法。 | (a) CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O；以浓硫酸催化并加热回流。（3 分）(b) 乙酸乙酯 Mr = 4 × 12 + 8 × 1 + 2 × 16 = 88；理论质量 = 0.5 × 88 = 44 g。（3 分）(c) 产率 = 0.35 ÷ 0.5 × 100% = 70%。酯化是可逆反应，平衡混合物仍含反应物，故不能完全转化。工业上把生成的水分离（分水器）、使用过量的较便宜反应物、并随时蒸出酯。（3 分） |
| 8 | 某有机化合物只含碳、氢、氧，元素质量百分比为 C 62.1%、H 10.3%、O 27.6%，其相对分子质量为 116。(a) 求实验式并列出计算。(b) 由此求分子式。(c) 该化合物能使碳酸钠溶液放出二氧化碳；写出一个符合条件的结构异构体名称及其官能团。 | (a) 以 100 g 计：C 62.1 ÷ 12 = 5.18 mol，H 10.3 ÷ 1 = 10.3 mol，O 27.6 ÷ 16 = 1.73 mol。各除以 1.73，得 C 3、H 6、O 1，故实验式为 C3H6O，式量 58。（4 分）(b) 116 ÷ 58 = 2，故分子式为 C6H12O2。（2 分）(c) 己酸（或 2-甲基戊酸）符合条件；官能团为羧基（-COOH）。（3 分） |
丙部：聚合物、工业应用与环境评估（40 分）
每题 10 分，须作完整解释或评估。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 某城市每年使用 24,000 吨聚乙烯，其中 12% 被回收。(a) 求每年未被回收的聚乙烯质量（以吨为单位）。(b) 聚乙烯的热值为 43 MJ/kg，求 (a) 部分完全焚化可释放的能量（以 MJ 表示，取三位有效数字）。(c) 由环境及经济角度各提出一项理由支持回收而非焚化，并举出一项回收聚乙烯的实际困难。 | (a) 24,000 × (1 − 12%) = 21,120 吨。（3 分）(b) 21,120 吨 = 2.112 × 10⁷ kg；能量 = 2.112 × 10⁷ × 43 = 9.08 × 10⁸ MJ。（4 分）(c) 环境方面：回收可节省石油原料，并避免焚化产生二氧化碳及可能的有害气体；经济方面：回收料可再造成产品出售，焚化只能一次性取热。困难：混合塑胶难以分选、清洗成本高、再造料品质下降。（3 分） |
| 10 | 植物油中的油酸（C18H34O2，含一个 C=C）可经氢化制成人造牛油。(a) 写出油酸氢化的反应式，并指出反应类型及催化剂。(b) 用 5.64 kg 油酸完全氢化，求所需氢气的质量。(c) 解释氢化后熔点上升的原因，并说明部分氢化植物油在健康上的关注。 | (a) C18H34O2 + H2 → C18H36O2；属加成（氢化）反应，用镍催化剂，加热加压。（3 分）(b) 油酸 Mr = 18 × 12 + 34 × 1 = 250 + 32 = 282；5.64 kg = 5,640 g；n = 5,640 ÷ 282 = 20 mol，需氢气 20 mol，质量 = 20 × 2 = 40 g。（4 分）(c) 氢化把弯曲的顺式不饱和碳链变成饱和直链，分子排列更紧密，接触面积增大，范德华力增强，故熔点上升。部分氢化会产生反式脂肪，增加心血管疾病风险。（3 分） |
| 11 | 某饱和一元羧酸 CnH2n+1COOH 的相对分子质量为 74。(a) 求 n 的值，并写出该羧酸的名称及分子式。(b) 该羧酸与乙醇在浓硫酸催化下反应，写出产物的名称及分子式。(c) 比较该羧酸与同碳数醇的沸点，并解释差异。(d) 解释为何羧酸的酸性强于同碳数的醇。 | (a) 14n + 46 = 74，得 n = 2；该羧酸为丙酸，分子式 C2H5COOH（C3H6O2）。（3 分）(b) 产物为丙酸乙酯，分子式 C5H10O2。（2 分）(c) 羧酸沸点较高。羧酸分子间可经两个氢键形成二聚体，分子间作用力远强于醇分子间的单一氢键。（3 分）(d) 羧酸失去质子后生成羧酸根离子，负电荷经共振分散于两个氧原子，离子较稳定，故较易失去质子；醇生成的烷氧负离子没有共振稳定作用。（2 分） |
| 12 | 某甘油三酯的相对分子质量为 890，1 mol 该油脂完全皂化需 3 mol 氢氧化钠。(a) 写出油脂皂化的文字方程式（可用脂肪酸链代表）。(b) 用 1,000 g 该油脂完全皂化，求所需氢氧化钠的质量。(c) 解释为何肥皂在硬水中清洁效果变差，并说明合成清洁剂如何避免此问题。 | (a) 甘油三酯 + 3 氢氧化钠 → 甘油 + 3 脂肪酸钠（肥皂）。（3 分）(b) n(油脂) = 1,000 ÷ 890 = 1.124 mol；氢氧化钠 = 3 × 1.124 = 3.371 mol；质量 = 3.371 × 40 = 134.8 g，约 135 g。（4 分）(c) 硬水含钙、镁离子，会与脂肪酸根生成不溶性沉淀，浪费肥皂且不起泡。合成清洁剂为磺酸盐，其钙盐与镁盐可溶，故在硬水中仍能发挥清洁作用。（3 分） |
TutorZone 练习卷｜题目与文章为原创，并非任何学校或出版社的教材。