IB 化學 SL Paper 2 操卷模擬卷｜化學計算 10 題 100 分

2026-11-01

練習卷 · IB 化學 SL

IB 化學 SL Paper 2 操卷模擬卷：摩爾與氣體體積、酸鹼滴定、中和焓變、實驗式與分子式、反應速率數據處理、平衡常數 Kc、電解計算、pH 與稀釋、限量試劑、乙醇含碳百分比，共 10 題 100 分，附完整答案與評分要點，所有數字由算式產生，可列印作限時操練。

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卷面資料　年級：中五至中六（S5-S6）　｜　科目：化學　｜　時限：90 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：10

甲部：摩爾與氣體體積、滴定、中和焓變（第 1 至 3 題・32 分）

1. 所有計算須展示步驟。相對原子質量：H 1.0、C 12.0、O 16.0、Na 23.0、Mg 24.3、Cl 35.5、Cu 63.5、Zn 65.4；室溫摩爾體積 24.0 dm³/mol；法拉第常數 96500 C/mol。

#	題目	答案與評分要點
1	鎂帶 4.86 g 與稀鹽酸反應：Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)。(a) 求鎂的摩爾數。（2 分）(b) 求所需的 HCl 摩爾數。（2 分）(c) 求室溫下生成氫氣的體積。（2 分）(d) 求可得氯化鎂的質量。（3 分）(e) 實驗只得 17.8 g 氯化鎂，求百分產率。（3 分）	(a) n = 4.86 ÷ 24.3 = 0.2 mol。(b) n(HCl) = 2 × 0.2 = 0.4 mol。(c) V = 0.2 × 24.0 = 4.8 dm³。(d) Mr(MgCl₂) = 24.3 + 2(35.5) = 95.3，m = 0.2 × 95.3 = 19.06 g。(e) 產率 = 17.8 ÷ 19.06 × 100% = 93.4%。
2	25.0 cm³ 氫氧化鈉溶液以 0.100 mol dm⁻³ 鹽酸滴定，達終點用去 23.40 cm³：NaOH + HCl → NaCl + H₂O。(a) 求所用 HCl 摩爾數。（2 分）(b) 求 NaOH 摩爾數。（2 分）(c) 求 NaOH 濃度。（3 分）(d) 若原有溶液共 250 cm³，求其中 NaOH 質量。（3 分）	(a) n(HCl) = 0.100 × 23.4/1000 = 0.002 mol。(b) 1:1 反應，n(NaOH) = 0.002 mol。(c) [NaOH] = 0.002 ÷ 0.0250 = 0.094 mol dm⁻³。(d) n = 0.094 × 0.250 = 0.023 mol，m = 0.023 × 40.0 = 0.94 g。
3	50.0 cm³ 0.500 mol dm⁻³ 鹽酸與 50.0 cm³ 0.500 mol dm⁻³ 氫氧化鈉混合，溫度由 22.4 °C 升至 35.9 °C。假設混合液密度 1.00 g cm⁻³、比熱容量 4.18 J g⁻¹ K⁻¹。(a) 求生成水的摩爾數。（2 分）(b) 求放出的熱量。（3 分）(c) 求中和焓變 ΔH，單位 kJ mol⁻¹。（3 分）(d) 列出兩個令實驗值比數據庫值較不負的原因。（2 分）	(a) 限量者為酸與鹼各 0.500 × 0.0500 = 0.025 mol，生成水 0.025 mol。(b) q = 100.0 × 4.18 × 13.5 = 5,643 J = 5.643 kJ。(c) ΔH = −5.643 ÷ 0.025 = −225.7 kJ mol⁻¹。(d) 熱量散失到環境／容器與溫度計吸熱／混合不完全／未計溶液實際比熱容量與密度。(a)(b)(c) 答案分別為 0.025 mol、5,643 J、−225.7 kJ mol⁻¹。

乙部：實驗式與分子式、反應速率、化學平衡（第 4 至 6 題・28 分）

1. 所有計算須展示步驟。相對原子質量：H 1.0、C 12.0、O 16.0、Na 23.0、Mg 24.3、Cl 35.5、Cu 63.5、Zn 65.4；室溫摩爾體積 24.0 dm³/mol；法拉第常數 96500 C/mol。

#	題目	答案與評分要點
4	某有機化合物含 40.0% 碳、6.7% 氫、53.3% 氧（質量百分比），相對分子質量為 180。(a) 以 100 g 樣本求各元素摩爾數。（3 分）(b) 求實驗式。（2 分）(c) 求分子式。（3 分）	(a) n(C) = 40.0 ÷ 12.0 = 3.33、n(H) = 6.7 ÷ 1.0 = 6.7、n(O) = 53.3 ÷ 16.0 = 3.33 mol。(b) 化簡為 1 : 2 : 1，實驗式 CH₂O，式量 30。(c) 180 ÷ 30 = 6，分子式 C₆H₁₂O₆。
5	某金屬與稀酸反應，每 20 秒量度生成氣體體積（cm³）：0 s 0、20 s 32、40 s 52、60 s 66、80 s 74、100 s 78、120 s 80。(a) 求首 40 秒的平均速率。（2 分）(b) 求 60 至 100 秒的平均速率。（2 分）(c) 解釋速率隨時間下降的原因。（3 分）(d) 說明把酸濃度加倍及升溫各如何影響初速。（3 分）	(a) 52 ÷ 40 = 1.30 cm³ s⁻¹。(b) (78 − 66) ÷ 40 = 0.30 cm³ s⁻¹。(c) 反應物濃度隨反應進行下降，碰撞頻率減少；後期金屬表面積亦減少。(d) 酸濃度加倍令單位體積粒子數增加，碰撞更頻密，初速上升；升溫令粒子平均動能及有效碰撞比例上升。(a)(b) 答案為 1.30 及 0.30 cm³ s⁻¹。
6	在 2.0 dm³ 密閉容器中，N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) 達平衡時含 0.60 mol N₂、0.90 mol H₂、1.20 mol NH₃。(a) 求各物質平衡濃度。（3 分）(b) 求 Kc。（3 分）(c) 寫出 Kc 的單位。（1 分）(d) 加壓對氨產量及 Kc 各有何影響？（3 分）	(a) [N₂] = 0.60 ÷ 2.0 = 0.30、[H₂] = 0.90 ÷ 2.0 = 0.45、[NH₃] = 1.20 ÷ 2.0 = 0.60 mol dm⁻³。(b) Kc = 0.60² ÷ (0.30 × 0.45³) = 13.17 ≈ 13.2。(c) 單位 mol⁻² dm⁶。(d) 加壓平衡向氣體摩爾數較少的一方（右）移動，氨產量上升；Kc 只隨溫度改變，故不變。

丙部：電解計算與酸鹼 pH（第 7 至 8 題・20 分）

1. 所有計算須展示步驟。相對原子質量：H 1.0、C 12.0、O 16.0、Na 23.0、Mg 24.3、Cl 35.5、Cu 63.5、Zn 65.4；室溫摩爾體積 24.0 dm³/mol；法拉第常數 96500 C/mol。

#	題目	答案與評分要點
7	以 2.00 A 電流通過硫酸銅(II) 溶液 30.0 分鐘（陽極產生氧氣）。(a) 求通過電量。（2 分）(b) 求電子摩爾數。（2 分）(c) 求陰極析出銅的質量。（3 分）(d) 求陽極產生氧氣在室溫下的體積（cm³）。（3 分）	(a) Q = 2.00 × 1800 = 3,600 C。(b) n(e⁻) = 3600 ÷ 96500 = 0.037 mol。(c) Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，n(Cu) = 0.037 ÷ 2 = 0.019 mol，m = 0.019 × 63.5 = 1.18 g。(d) 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻，n(O₂) = 0.037 ÷ 4 = 0.009 mol，V = 0.009 × 24.0 × 1000 = 224 cm³。
8	(a) 求 0.0100 mol dm⁻³ 鹽酸的 pH。（2 分）(b) 求 0.0010 mol dm⁻³ 氫氧化鈉溶液的 pH。（2 分）(c) 把 25.0 cm³ 的 0.100 mol dm⁻³ 鹽酸加水稀釋至 250 cm³，求稀釋後 pH。（3 分）(d) 解釋為何 0.100 mol dm⁻³ 乙酸的 pH 並非 1.00。（3 分）	(a) [H⁺] = 0.0100，pH = −log(0.0100) = 2.00。(b) [OH⁻] = 0.0010，pOH = 3.00，pH = 14.00 − 3.00 = 11.00。(c) 摩爾數不變，c = 0.100 × 25.0 ÷ 250 = 0.0100 mol dm⁻³，pH = 2.00。(d) 乙酸是弱酸，只部分電離，[H⁺] 遠低於 0.100 mol dm⁻³，故 pH 較高（約 2.9）。

丁部：限量試劑與有機化學（第 9 至 10 題・20 分）

1. 所有計算須展示步驟。相對原子質量：H 1.0、C 12.0、O 16.0、Na 23.0、Mg 24.3、Cl 35.5、Cu 63.5、Zn 65.4；室溫摩爾體積 24.0 dm³/mol；法拉第常數 96500 C/mol。

#	題目	答案與評分要點
9	6.50 g 鋅加入 100 cm³ 的 2.00 mol dm⁻³ 鹽酸：Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)。(a) 求鋅與 HCl 的摩爾數。（2 分）(b) 判斷限量試劑並說明。（2 分）(c) 求生成氫氣在室溫下的體積。（3 分）(d) 求生成氯化鋅的質量。（3 分）	(a) n(Zn) = 6.50 ÷ 65.4 = 0.099 mol；n(HCl) = 2.00 × 0.100 = 0.2 mol。(b) 全部鋅需 2 × 0.099 = 0.199 mol HCl，少於 0.2 mol，故鋅為限量試劑。(c) V = 0.099 × 24.0 = 2.39 dm³。(d) Mr(ZnCl₂) = 136.4，m = 0.099 × 136.4 = 13.56 g。
10	(a) 寫出分子式 C₄H₁₀ 的兩個結構異構物名稱。（2 分）(b) 寫出乙烯與水蒸氣生成乙醇的反應條件及反應類型。（3 分）(c) 求乙醇 C₂H₅OH 的相對分子質量及碳的質量百分比。（3 分）(d) 說明乙烯加成聚合時為何沒有其他小分子生成。（2 分）	(a) 丁烷（直鏈）與 2-甲基丙烷（支鏈）。(b) 以磷酸催化、約 300 °C、高壓，屬水合（加成）反應；CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH。(c) Mr = 2(12.0) + 6(1.0) + 16.0 = 46；C% = 24.0 ÷ 46 × 100% = 52.2%。(d) 加成聚合中雙鍵打開互相連接，所有原子都進入聚合物鏈，故無小分子副產物。

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