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IB 化學 SL Paper 3 練習卷（實作技巧・10 題・100 分）
練習卷 · IB 化學 SL
IB 化學 SL Paper 3 實作技巧練習卷（10 題・100 分・75 分鐘）：滴定數據與不確定度、量熱法求中和焓變、比色法校準曲線、還原法求實驗式、氣體摩爾體積、碘鐘反應 Q10、平衡常數 Kc、電解電量、弱酸 pH 與 Ka。附答案及評分要點。
卷面資料 年級：IB DP ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：10
甲部：滴定與量熱（30 分）
回答第 1 至 3 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | Q1 以 0.100 mol dm⁻³ 鹽酸滴定 25.0 cm³ 氫氧化鈉溶液，三次滴定體積為 24.55、24.60、24.65 cm³。(a) 計算平均滴定體積。(b) 計算所用鹽酸的摩爾數。(c) 計算氫氧化鈉的濃度（mol dm⁻³，3 位有效數字）。(d) 說明為何只取可接受範圍（相差 ≤0.10 cm³）的讀數求平均。 | (a) (24.55 + 24.60 + 24.65) ÷ 3 = 24.60 cm³（2 分）。 (b) 0.100 × 24.60 ÷ 1000 = 2.46 × 10⁻³ mol（3 分）。 (c) 酸鹼比 1:1，2.46 × 10⁻³ ÷ 0.0250 = 0.0984 mol dm⁻³（3 分，答案取 3 位有效數字 0.0984）。 (d) 讀數分散代表存在操作誤差（終點判斷、氣泡、未沖洗管壁）；剔除離群值再求平均可減少隨機誤差對結果的影響（2 分）。 |
| 2 | Q2 滴定使用 50 cm³ 滴定管（每次讀數 ±0.05 cm³）及 25.0 cm³ 移液管（±0.06 cm³），平均滴定體積 24.60 cm³。(a) 計算滴定管讀數之絕對不確定度。(b) 計算滴定體積之百分不確定度（1 位小數）。(c) 計算移液管之百分不確定度。(d) 求總百分不確定度，並指出哪件儀器貢獻最大。 | (a) 滴定管體積為兩次讀數之差：2 × 0.05 = 0.10 cm³（2 分）。 (b) 0.10 ÷ 24.60 × 100 = 0.4%%（3 分）。 (c) 0.06 ÷ 25.0 × 100 = 0.2%%（2 分）。 (d) 合計 0.4%% + 0.2%% = 0.6%%；滴定管貢獻最大，因其百分不確定度較高（3 分）。 |
| 3 | Q3 將 50.0 cm³ 1.00 mol dm⁻³ 鹽酸與 50.0 cm³ 1.00 mol dm⁻³ 氫氧化鈉混合，溫度上升 6.8 °C。假設溶液密度 1.00 g cm⁻³、比熱容量 4.18 J g⁻¹ K⁻¹。(a) 計算放出的熱量（J）。(b) 計算中和反應的摩爾數。(c) 計算中和焓變（kJ mol⁻¹）。(d) 文獻值為 −57.3 kJ mol⁻¹，計算百分誤差並提出一個令測得數值偏小的原因。 | (a) q = 100.0 × 4.18 × 6.8 = 2,842.4 J（3 分）。 (b) 1.00 × 50.0 ÷ 1000 = 0.050 mol（2 分）。 (c) ΔH = −2,842.4 ÷ 0.050 ÷ 1000 = -56.8 kJ mol⁻¹（3 分）。 (d) 誤差 = |−56.8 − (−57.3)| ÷ 57.3 × 100 = 0.8%%；原因：熱量散失到環境、量熱器吸熱、混合不完全或溫度未達最高點即讀數（2 分）。 |
乙部：比色法與化學計量（30 分）
回答第 4 至 6 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 4 | Q4 用比色計（光程 1 cm）測定標準溶液：0.0200 mol dm⁻³ 的吸光度為 0.42；已稀釋 10 倍的未知樣本吸光度為 0.315。(a) 計算摩爾吸光係數（dm³ mol⁻¹ cm⁻¹）。(b) 計算稀釋後樣本濃度。(c) 計算原樣本濃度。(d) 說明每次測量前為何須以空白溶液設定零點。 | (a) A = εcl → ε = 0.42 ÷ (0.0200 × 1) = 21.0 dm³ mol⁻¹ cm⁻¹（3 分）。 (b) c = 0.315 ÷ 21.0 = 0.0150 mol dm⁻³（2 分）。 (c) 稀釋 10 倍 → 0.0150 × 10 = 0.150 mol dm⁻³（2 分）。 (d) 空白溶液含相同溶劑與試劑但不含待測物，用以扣除溶劑、比色皿與試劑本身吸收，令讀數只反映待測物的吸光度（3 分）。 |
| 5 | Q5 2.40 g 銅的氧化物以氫氣完全還原，剩餘 1.92 g 銅（Cu = 63.55、O = 16.00）。(a) 計算氧化物中氧的質量。(b) 計算 Cu 與 O 的摩爾數。(c) 求實驗式。(d) 寫出還原反應的平衡方程式。 | (a) 2.40 − 1.92 = 0.48 g（2 分）。 (b) n(Cu) = 1.92 ÷ 63.55 = 0.0302 mol；n(O) = 0.48 ÷ 16.00 = 0.0300 mol（3 分）。 (c) 摩爾比 ≈ 1:1，實驗式為 CuO（3 分）。 (d) CuO + H₂ → Cu + H₂O（2 分，須平衡）。 |
| 6 | Q6 0.243 g 鎂與過量稀鹽酸反應（Mg = 24.3；室溫摩爾體積 22.7 dm³ mol⁻¹）。(a) 計算鎂的摩爾數。(b) 寫出平衡方程式。(c) 計算生成氫氣的體積（cm³）。(d) 提出兩個令收集體積偏小的實驗原因。 | (a) 0.243 ÷ 24.3 = 0.0100 mol（2 分）。 (b) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂（2 分）。 (c) 1:1 → 0.0100 × 22.7 = 0.227 dm³ = 227 cm³（3 分，須換算單位）。 (d) 任何兩項：氣體在收集前擴散流失、注射器內有殘留空氣、鎂表面氧化令反應不完全、反應未完成即讀體積、溫度或壓強與假設不同（3 分）。 |
丙部：動力學與平衡（20 分）
回答第 7 至 8 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 7 | Q7 碘鐘反應在 20 °C 時藍色出現時間為 64 s，在 30 °C 時為 32 s。(a) 以 1/t 計算兩個溫度下的相對速率。(b) 計算 Q10 值。(c) 說明 Q10 值約為 2 的化學意義。(d) 提出一項不改變溫度但可加快此反應的方法及原因。 | (a) 20 °C：1 ÷ 64 = 0.0156 s⁻¹；30 °C：1 ÷ 32 = 0.0312 s⁻¹（2 分）。 (b) Q10 = 0.0312 ÷ 0.0156 = 2.0（3 分）。 (c) 溫度每升 10 °C，反應速率約加倍；因粒子平均動能與碰撞頻率增加，超過活化能的粒子比例明顯上升（2 分）。 (d) 提高反應物濃度或加入催化劑：前者增加單位體積碰撞頻率，後者降低活化能（3 分，須說明機理）。 |
| 8 | Q8 在 1.00 dm³ 容器中，H₂ 與 I₂ 起始各 0.100 mol；平衡時 [HI] = 0.156 mol dm⁻³。(a) 計算反應了的 H₂。(b) 計算平衡時 [H₂] 與 [I₂]。(c) 計算 Kc（3 位有效數字）。(d) 說明 Kc 是否有單位。 | (a) 每生成 2 個 HI 消耗 1 個 H₂ → 0.078 mol（2 分）。 (b) 0.100 − 0.078 = 0.022 mol dm⁻³，H₂ 與 I₂ 相同（3 分）。 (c) Kc = 0.156² ÷ (0.022 × 0.022) = 50.3（3 分）。 (d) 無單位：Δn = 2 − (1 + 1) = 0，濃度單位互相抵消（2 分）。 |
丁部：電解與酸鹼（20 分）
回答第 9 至 10 題，每題 10 分。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | Q9 以 2.00 A 電流通過硫酸銅(II) 溶液 30.0 分鐘（F = 96500 C mol⁻¹；Cu = 63.55）。(a) 計算通過的電量。(b) 計算電子的摩爾數。(c) 計算陰極析出銅的質量（g，3 位有效數字）。(d) 寫出陰極半反應。 | (a) Q = 2.00 × 30.0 × 60 = 3,600 C（2 分）。 (b) 3,600 ÷ 96500 = 0.0373 mol（2 分）。 (c) Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu，故 0.0373 ÷ 2 × 63.55 = 1.19 g（3 分）。 (d) Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu（3 分，須標狀態與電子數）。 |
| 10 | Q10 0.100 mol dm⁻³ 弱酸 HA 溶液的 pH 為 2.87。(a) 計算 [H⁺]。(b) 計算 Ka。(c) 計算 pKa（2 位小數）。(d) 計算電離百分率，並說明為何不可假設 [H⁺] 等於 0.100 mol dm⁻³。 | (a) [H⁺] = 10^(−2.87) = 1.35e-03 mol dm⁻³（3 分）。 (b) Ka = (1.35e-03)² ÷ 0.100 = 1.82e-05 mol dm⁻³（3 分）。 (c) pKa = −log₁₀(1.82e-05) = 4.74（2 分）。 (d) 電離率 = 1.35e-03 ÷ 0.100 × 100 = 1.35%%；弱酸只部分電離，[H⁺] 遠小於初始濃度，若假設完全電離會嚴重高估酸性與 Ka（2 分）。 |
TutorZone 練習卷｜題目與文章為原創，並非任何學校或出版社的教材。
