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中五化学练习卷：反应速率、化学平衡与酸碱滴定（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · 中五化学：反应速率、化学平衡与酸碱滴定全卷
中五化学练习卷，涵盖平均速率与速率方程、反应级数与速率常数、碰撞理论与温度效应、化学平衡与 Kc、勒沙特列原理，以及强弱酸 pH、Ka、缓冲溶液与酸碱滴定，共 12 题，附完整答案与评分要点。全卷数值由 python 自算并核对。
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：反应速率（30 分）
甲部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 1. 在 25 °C 下进行反应 A → 产物，测得 A 的浓度由 0.80 mol dm⁻³ 降至 0.50 mol dm⁻³ 需时 60 s。(a) 求该时段内 A 的平均消耗速率；(b) 若速率维持不变，再过 40 s 后 A 的浓度为多少？（6 分） | 1. (a) 平均速率 = Δ[A]/Δt = (0.80 − 0.50)/60 = 0.30/60 = 5.0e-03 mol dm⁻³ s⁻¹（3 分）；(b) 再过 40 s，[A] = 0.50 − 5.0e-03 × 40 = 0.30 mol dm⁻³（3 分）。 评分要点：速率必须带正号并写单位；用 (0.80 − 0.50) 次序倒转得负值扣 1 分。 |
| 2 | 2. 某分解反应为一级反应，其半衰期为 25.0 min。(a) 求速率常数 k（单位 min⁻¹）；(b) 反应物浓度降至原来的八分之一需时多久？（7 分） | 2. (a) 一级反应 t½ = ln2 / k，故 k = 0.693/25.0 = 0.0277 ≈ 0.028 min⁻¹（4 分）；(b) 浓度降至 1/8 需 3 个半衰期，t = 3 × 25.0 = 75.0 min（3 分）。 评分要点：只写“3 个半衰期”而无时间者得 1 分；用 k 代入 积分式求得同值亦给满分。 |
| 3 | 3. 就反应 aA + bB → 产物，测得下列初速率数据（速率单位 mol dm⁻³ s⁻¹）：实验(1) [A] = 0.10、[B] = 0.10、速率 2.0 × 10⁻³；实验(2) [A] = 0.10、[B] = 0.20、速率 8.0 × 10⁻³；实验(3) [A] = 0.20、[B] = 0.10、速率 4.0 × 10⁻³。(a) 求对 A 及对 B 的反应级数；(b) 写出速率方程；(c) 求速率常数 k 及其单位。（8 分） | 3. (a) 比较实验(1)与(2)：[A] 不变、[B] 加倍，速率由 2.0 × 10⁻³ 升至 8.0 × 10⁻³（4 倍），故对 B 为二级；比较(1)与(3)：[B] 不变、[A] 加倍，速率加倍，故对 A 为一级（3 分）；(b) 速率 = k[A][B]²（2 分）；(c) k = 2.0 × 10⁻³/(0.10 × 0.10²) = 2.0，单位 dm⁶ mol⁻² s⁻¹（3 分）。 评分要点：级数必须由数据比值推导；只写答案不写比较过程最多 1 分。 |
| 4 | 4. 某反应的速率在温度每升高 10 K 时约增加一倍。温度由 300 K 升至 330 K。(a) 求 330 K 时的速率是 300 K 的多少倍；(b) 若 300 K 时 k = 3.0 × 10⁻⁴ s⁻¹，求 330 K 时的 k；(c) 以碰撞理论解释升温使速率增加的原因。（9 分） | 4. (a) 每升 10 K 速率 ×2，30 K 共 3 段，故 330 K 速率为 300 K 的 2³ = 8 倍（3 分）；(b) k(330 K) = 3.0 × 10⁻⁴ × 8 = 2.4e-03 s⁻¹（3 分）；(c) 升温使分子平均动能上升，能量 ≥ 活化能的分子比例大幅增加，同时碰撞频率略增，故有效碰撞数目显著上升（3 分）。 评分要点：(c) 必须同时提及“活化能”与“有效碰撞”，缺一扣 1 分。 |
乙部：化学平衡（30 分）
乙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 5. 在 2.0 dm³ 的密闭容器中，0.50 mol N₂O₄ 分解至平衡：N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)。平衡时容器内 N₂O₄ 余 0.20 mol。(a) 求平衡时 NO₂ 的物质的量；(b) 求平衡常数 Kc（附单位）。（6 分） | 5. (a) 已分解的 N₂O₄ = 0.50 − 0.20 = 0.30 mol，按计量比 1 : 2，n(NO₂) = 2 × 0.30 = 0.60 mol（3 分）；(b) [N₂O₄] = 0.20/2.0 = 0.10、[NO₂] = 0.60/2.0 = 0.30 mol dm⁻³，Kc = 0.30²/0.10 = 0.90 mol dm⁻³（3 分）。 评分要点：忘记除以体积 2.0 dm³ 者 (b) 全错 0 分；Kc 单位错扣 1 分。 |
| 6 | 6. 在 700 K 时，H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) 的 Kc = 54。在 1.0 dm³ 容器中混合 0.10 mol H₂、0.10 mol I₂ 及 0.20 mol HI。(a) 求反应商 Qc；(b) 判断净反应的方向并加以说明。（7 分） | 6. (a) Qc = [HI]²/([H₂][I₂]) = 0.20²/(0.10 × 0.10) = 4.0（4 分）；(b) Qc = 4.0 < Kc = 54，反应尚未达平衡，净反应向正方向（生成 HI）进行，直至 Qc 增至 54（3 分）。 评分要点：只答“向右”而无 Qc 与 Kc 比较者得 1 分。 |
| 7 | 7. 在 1.0 dm³ 容器中，1.0 mol H₂ 与 1.0 mol I₂ 反应至平衡，平衡时 HI 为 1.50 mol。(a) 求平衡时 H₂ 及 I₂ 的浓度；(b) 求 Kc。（8 分） | 7. (a) 生成 1.50 mol HI 需消耗 0.75 mol H₂ 及 0.75 mol I₂，故平衡时 [H₂] = [I₂] = 1.0 − 0.75 = 0.25 mol dm⁻³（4 分）；(b) Kc = 1.50²/(0.25 × 0.25) = 36.0（4 分）。 评分要点：以“起始 − 变化 + 平衡”表列（ICE 表）作答者，即使计错数亦给 2 分方法分。 |
| 8 | 8. 工业合成氨：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，ΔH = −92 kJ mol⁻¹。实验显示 400 °C 时转化率为 78%，500 °C 时为 62%。(a) 求转化率的相对下降百分比；(b) 以勒沙特列原理解释温度对产率的影响；(c) 工业上仍采用约 450 °C 操作，试加解释。（9 分） | 8. (a) 相对下降 = (78 − 62)/78 × 100% = 20.5%（3 分）；(b) 正反应为放热（ΔH < 0），升高温度使平衡向吸热方向（逆反应）移动，NH₃ 产率因而下降（3 分）；(c) 450 °C 是速率与产率的折衷：温度太低虽有利平衡，但反应速率过慢且铁催化剂活性不足，故工业上采用中等温度配合高压（3 分）。 评分要点：(c) 必须指出“速率／催化剂”与“产率”的取舍，只写“折衷”得 1 分。 |
丙部：酸碱与滴定（40 分）
丙部
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 9. 求 25 °C 时 0.020 mol dm⁻³ HCl(aq) 的 pH（假设完全电离），并说明所用假设。（8 分） | 9. HCl 为强酸，完全电离，故 [H⁺] = [HCl] = 0.020 mol dm⁻³（2 分）；pH = −log(0.020) = 1.70（4 分）；假设：水自身电离贡献可忽略、活度系数取 1（2 分）。 评分要点：答案取 1.70 或 1.7 均可；用 pH = −log(0.02) 直接得 1.70 而无说明者得 6 分。 |
| 10 | 10. 0.10 mol dm⁻³ 弱酸 HA 在 25 °C 的 Ka = 1.8 × 10⁻⁵。(a) 求 [H⁺]；(b) 求 pH；(c) 求 HA 的电离度（以百分比表示）。（9 分） | 10. (a) Ka = [H⁺]²/[HA]，[H⁺] = √(1.8 × 10⁻⁵ × 0.10) = 1.34e-03 mol dm⁻³（3 分，答 1.34 × 10⁻³ 亦接受）；(b) pH = −log(1.34e-03) = 2.87（3 分）；(c) 电离度 = 1.34e-03/0.10 × 100% = 1.34%（3 分）。 评分要点：必须先假设 x ≪ 0.10 才能用简式；若用二次式解得同值不扣分。 |
| 11 | 11. 缓冲溶液由 0.10 mol dm⁻³ HA（pKa = 4.76）与 0.050 mol dm⁻³ NaA 等体积混合配成。(a) 求该溶液的 pH；(b) 解释加入少量 NaOH 后 pH 大致不变的原因。（11 分） | 11. (a) 等体积混合后浓度同比例变化，比值不变，[A⁻]/[HA] = 0.050/0.10 = 0.50；pH = pKa + log(0.50) = 4.76 − 0.30 = 4.46（6 分）；(b) 加入的 OH⁻ 与 HA 反应生成 A⁻，[HA] 略减而 [A⁻] 略增，两者比值变化极小，故 pH 几乎不变（5 分）。 评分要点：(a) 忘记取对数或把比值倒转者扣 3 分；(b) 必须写出中和反应式方得满分。 |
| 12 | 12. 用 0.100 mol dm⁻³ NaOH 滴定 20.0 cm³ 未知浓度的 HCl，达终点时用去 25.0 cm³ NaOH。(a) 求被中和的 NaOH 物质的量；(b) 求 HCl 的浓度；(c) 若改用 0.050 mol dm⁻³ NaOH，达终点需用多少体积？（12 分） | 12. (a) n(NaOH) = 0.100 × 25.0/1000 = 2.50e-03 mol（4 分）；(b) HCl + NaOH → NaCl + H₂O，1 : 1，故 n(HCl) = 2.50e-03 mol，[HCl] = 2.50e-03/0.0200 = 0.125 mol dm⁻³（4 分）；(c) 浓度减半而物质的量不变，体积加倍：V = 2.50e-03/0.050 × 1000 = 50.0 cm³（4 分）。 评分要点：未写 1 : 1 计量关系而直接代入者扣 2 分；体积单位用 dm³ 而未换算扣 1 分。 |
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