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IGCSE 化學 0620 Paper 4 結構題練習卷（8 題・80 分・75 分鐘）
練習卷 · IGCSE 化學 0620 Paper 4 結構題
IGCSE 化學 0620 Paper 4 結構題練習卷：8 題原創題目、80 分、75 分鐘，涵蓋摩爾體積與燃燒計算、硫酸銅電解、鍵能與量熱、反應速率、哈伯法平衡常數、酯化產率、酸鹼滴定及五水合硫酸銅結晶水，附完整答案與評分要點，全部數值逐題核算。
卷面資料 年級：中四至中五（IGCSE 考生） ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：80 分 ｜ 題數：8
甲部 化學計算與電化學（40 分）
第 1–4 題
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | (a) 在室溫及常壓下，6.0 dm3 二氧化碳的物質的量是多少？其質量是多少？（摩爾體積取 24 dm3/mol，Mr(CO2) = 44）（5 分） (b) 4.8 g 甲烷（CH4，Mr = 16）完全燃燒，需要氧氣多少 dm3？生成二氧化碳多少 dm3？（5 分） |
答案： (a) 物質的量 = 6.0 / 24 = 0.25 mol；質量 = 0.25 x 44 = 11 g。 (b) n(CH4) = 4.8 / 16 = 0.3 mol；CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O，故 n(O2) = 0.6 mol，體積 = 0.6 x 24 = 14.4 dm3；n(CO2) = 0.3 mol，體積 = 7.2 dm3。評分要點：正確使用摩爾體積；方程式係數比 1:2:1。 |
| 2 | (a) 以 2.0 A 的電流通過硫酸銅(II) 溶液 30.0 分鐘（銅電極）。計算通過的電量（C）、電子的物質的量，以及陰極析出銅的質量。（1 mol 電子 = 96500 C，Ar(Cu) = 63.5）（5 分） (b) 說明陽極質量的變化，並解釋電解期間溶液中銅(II) 離子濃度為何大致不變。（5 分） |
答案： (a) Q = 2 x 1800 = 3600 C；n(e-) = 3600 / 96500 = 0.0373 mol；Cu2+ + 2e- → Cu，n(Cu) = 0.0187 mol，質量 = 0.0187 x 63.5 = 1.18 g。 (b) 陽極銅溶解，質量減少約 1.18 g，與陰極析出量相同；陽極每溶解 1 mol Cu 放出 2 mol 電子，陰極同時用 2 mol 電子析出 1 mol Cu，故銅(II) 離子濃度保持不變。評分要點：電量公式、2 電子轉移、濃度守恆。 |
| 3 | (a) 用鍵能計算甲醇燃燒的焓變：CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O。鍵能（kJ/mol）：C-H 413、C-O 358、O-H 464、O=O 498、C=O 805。（5 分） (b) 2.4 g 甲醇完全燃燒放出的熱量，若全部用於加熱 500 g 水，水溫上升多少？（Mr(CH3OH) = 32，水的比熱容量 4.2 J/(g °C)）（5 分） |
答案： (a) 斷鍵：3 x 413 + 358 + 464 + 1.5 x 498 = 2808 kJ；成鍵：2 x 805 + 4 x 464 = 3466 kJ；ΔH = 2808 – 3466 = -658 kJ/mol（放熱）。 (b) n = 2.4 / 32 = 0.075 mol；放熱 = 0.075 x 658 = 49.35 kJ = 49350 J；ΔT = 49350 / (500 x 4.2) = 23.5 °C。評分要點：斷鍵減成鍵、摩爾數換算、能量守恆。 |
| 4 | (a) 鎂與過量稀鹽酸反應，收集到的氫氣體積如下：0 s 為 0 cm3、10 s 為 24 cm3、20 s 為 40 cm3、30 s 為 50 cm3、40 s 為 56 cm3、60 s 為 60 cm3（之後不再改變）。計算首 20 秒的平均速率（cm3/s）。（5 分） (b) 解釋速率隨時間下降的原因，並由最終體積計算所用鎂的質量。（摩爾體積 24000 cm3/mol，Ar(Mg) = 24）（5 分） |
答案： (a) 平均速率 = (40 – 0) / (20 – 0) = 2 cm3/s。 (b) 鹽酸被消耗、濃度下降，碰撞頻率減少，故速率減慢、曲線斜率變小，60 s 後反應完成；n(H2) = 60 / 24000 = 0.0025 mol；Mg + 2HCl → MgCl2 + H2，n(Mg) = 0.0025 mol，質量 = 0.0025 x 24 = 0.06 g。評分要點：以斜率／體積差求速率；1:1 計量。 |
乙部 能量、速率、平衡與有機化學（40 分）
第 5–8 題
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | (a) 哈伯法製氨：N2 + 3H2 ⇌ 2NH3，ΔH = -92 kJ/mol。分別說明增大壓力和升高溫度對氨產率的影響及其原因。（5 分） (b) 在 2.0 dm3 容器中達平衡時有 1.2 mol N2、0.6 mol H2 及 1.6 mol NH3。計算平衡常數 Kc。（5 分） |
答案： (a) 增大壓力：平衡向氣體摩爾數較少的一方（右，4 mol → 2 mol）移動，氨產率上升。升高溫度：平衡向吸熱方向（左）移動，氨產率下降，故工業上用約 450 °C 以兼顧速率與產率。 (b) [N2] = 1.2 / 2.0 = 0.60、[H2] = 0.6 / 2.0 = 0.30、[NH3] = 0.80 mol/dm3；Kc = 0.80^2 / (0.60 x 0.30^3) = 0.64 / 0.0162 = 39.5（無單位）。評分要點：勒沙特列原理方向；Kc 只代入平衡濃度。 |
| 6 | (a) 乙醇與乙酸發生酯化反應。寫出平衡方程式，並計算 12.0 g 乙酸與過量乙醇在 80% 產率下可得乙酸乙酯的質量。（Mr(CH3COOH) = 60，Mr(C4H8O2) = 88）（5 分） (b) 說明實驗使用回流冷凝管的原因、濃硫酸的作用，以及為何產率不能達 100%。（5 分） |
答案： (a) CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O；n(酸) = 12.0 / 60 = 0.2 mol；理論產量 = 0.2 x 88 = 17.6 g；實際產量 = 17.6 x 0.80 = 14.1 g。 (b) 回流冷凝管使揮發的乙醇和乙酸冷凝回流，減少損失並可加熱加快反應；濃硫酸作催化劑並吸收生成的水，促使平衡右移；酯化是可逆反應，平衡時仍有反應物未轉化。評分要點：可逆符號、產率計算、催化與脫水作用。 |
| 7 | (a) 用 0.0500 mol/dm3 硫酸滴定 25.0 cm3 的 0.100 mol/dm3 氫氧化鈉溶液。計算達中和點所需硫酸的體積（cm3）。（5 分） (b) 計算該硫酸溶液的濃度（g/dm3），並指出應選用的指示劑及其原因。（Mr(H2SO4) = 98）（5 分） |
答案： (a) n(NaOH) = 0.0250 x 0.100 = 0.00250 mol；H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O，n(H2SO4) = 0.00125 mol；體積 = 0.00125 / 0.0500 = 0.0250 dm3 = 25 cm3。 (b) 濃度 = 0.0500 x 98 = 4.90 g/dm3；強酸與強鹼中和，中和點 pH 約 7 且 pH 急劇變化，甲基橙（3.1-4.4）或酚酞（8.3-10.0）皆可，變色點落在突躍範圍內。評分要點：1:2 計量、cm3 與 dm3 換算、指示劑選擇理由。 |
| 8 | (a) 某未知溶液加入氫氧化鈉溶液後產生藍色沉澱。說明該沉澱的成分，並描述如何用火焰測試及加入過量氨水進一步確認銅(II) 離子。（5 分） (b) 計算五水合硫酸銅 CuSO4·5H2O 中結晶水的質量百分比。（Ar：Cu 64、S 32、O 16、H 1）（5 分） |
答案： (a) 藍色沉澱為氫氧化銅(II)［Cu(OH)2］；火焰測試呈藍綠色；加入過量氨水時沉澱溶解，生成深藍色溶液（銅氨錯合物），三項證據合起來可確認銅(II) 離子。 (b) Mr = 64 + 32 + 4 x 16 + 5 x 18 = 250；結晶水質量 = 5 x 18 = 90；百分比 = 90 / 250 x 100% = 36%。評分要點：Mr 分項相加、只計水的質量作分子。 |
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