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中四化學練習卷：摩爾、溶液濃度與酸鹼滴定（12 題・100 分・75 分鐘）
練習卷 · 中四化學・12 題・100 分・75 分鐘
中四化學練習卷：12 題共 100 分、75 分鐘，涵蓋摩爾質量與摩爾數、溶液濃度與稀釋、酸鹼滴定計算、pH 與中和熱、氣體摩爾體積、百分產率、實驗式與分子式、限量試劑、離子鍵及工業製硫酸流程，並附完整答案與評分要點。
卷面資料 年級：中四（S4） ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：12
甲部：摩爾與溶液
全部題目均須作答，計算題須列出算式、單位及適當的有效數字。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 二氧化碳的摩爾質量是 44 g/mol。(a) 求 2.2 g 二氧化碳的摩爾數。(b) 求 0.25 mol 水的質量（水的摩爾質量 18 g/mol）。(c) 求 2.2 g 二氧化碳所含的分子數目（亞佛加德羅常數取 6.02 × 10²³ /mol）。 | (a) n = m / M = 2.2 / 44 = 0.050 mol（3 分）。(b) m = n × M = 0.25 × 18 = 4.5 g（3 分）。(c) 分子數目 = 0.050 × 6.02 × 10²³ = 3.01 × 10²²（2 分）。 |
| 2 | 把 4.0 g 氫氧化鈉（摩爾質量 40 g/mol）溶於水，配成 250 cm³ 溶液。(a) 求溶液的摩爾濃度。(b) 若加水把體積稀釋至 500 cm³，求新濃度。(c) 從稀釋後的溶液取出 25.0 cm³，其中含氫氧化鈉多少摩爾？ | (a) n = 4.0 / 40 = 0.10 mol，c = 0.10 / 0.250 = 0.40 mol/dm³（3 分）。(b) c = 0.10 / 0.500 = 0.20 mol/dm³（3 分）。(c) n = 0.20 × 0.0250 = 5.0 × 10⁻³ mol（2 分）。 |
| 3 | 25.0 cm³ 0.20 mol/dm³ 氫氧化鈉溶液用鹽酸中和。(a) 求氫氧化鈉的摩爾數。(b) 若用 0.25 mol/dm³ 鹽酸，需用多少 cm³？(c) 若改用 0.10 mol/dm³ 硫酸（每個分子提供 2 個 H⁺），需用多少 cm³？ | (a) n(NaOH) = 0.20 × 0.0250 = 5.0 × 10⁻³ mol（2 分）。(b) V = 5.0 × 10⁻³ / 0.25 = 0.020 dm³ = 20.0 cm³（4 分）。(c) 硫酸需 2.5 × 10⁻³ mol，V = 2.5 × 10⁻³ / 0.10 = 0.025 dm³ = 25.0 cm³（3 分）。 |
| 4 | (a) 求 0.010 mol/dm³ 鹽酸的 pH。(b) 把該鹽酸稀釋 100 倍後，pH 是多少？(c) 求 0.0010 mol/dm³ 氫氧化鈉溶液的 pH（室溫下 Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴）。 | (a) [H⁺] = 0.010 mol/dm³，pH = −log 0.010 = 2.0（3 分）。(b) 稀釋 100 倍後 [H⁺] = 1.0 × 10⁻⁴，pH = 4.0（3 分）。(c) pOH = −log 0.0010 = 3.0，pH = 14 − 3 = 11.0（2 分）。 |
乙部：氣體、產率與沉澱
全部題目均須作答，須寫出化學反應式或計算步驟。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 4.0 g 氫氣（摩爾質量 2.0 g/mol）在氧氣中完全燃燒：2H₂ + O₂ → 2H₂O。(a) 求氫氣的摩爾數。(b) 求所需氧氣的摩爾數及在室溫常壓下的體積（摩爾體積 24 dm³/mol）。(c) 求生成水的質量。 | (a) n(H₂) = 4.0 / 2.0 = 2.0 mol（2 分）。(b) n(O₂) = 1.0 mol，V = 1.0 × 24 = 24 dm³（4 分）。(c) n(H₂O) = 2.0 mol，m = 2.0 × 18 = 36 g（2 分）。 |
| 6 | 某反應的理論產量是 0.50 mol，實驗只得到 0.40 mol 產物。(a) 求百分產率。(b) 若要達到 90% 產率，實際需取得多少摩爾產物？(c) 列出兩個令產率低於 100% 的原因。 | (a) 0.40 / 0.50 × 100% = 80%（3 分）。(b) 0.50 × 90% = 0.45 mol（3 分）。(c) 反應可逆或未完全、有副反應、轉移過程有損耗（任兩項，2 分）。 |
| 7 | 某有機化合物含碳 40.0%、氫 6.7%、氧 53.3%（質量百分數），相對分子質量為 180。(a) 求各元素的摩爾比。(b) 寫出實驗式。(c) 求分子式。 | (a) 摩爾比 40.0/12 : 6.7/1 : 53.3/16 = 3.33 : 6.7 : 3.33 = 1 : 2 : 1（4 分）。(b) 實驗式 CH₂O（2 分）。(c) 實驗式質量 30，180 / 30 = 6，分子式 C₆H₁₂O₆（2 分）。 |
| 8 | 把 50.0 cm³ 0.10 mol/dm³ 硝酸銀溶液與過量氯化鈉溶液混合：AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃。(a) 求硝酸銀的摩爾數。(b) 求生成氯化銀沉澱的質量（AgCl 摩爾質量 143.5 g/mol）。(c) 說明如何從混合物中分離出沉澱。 | (a) n(AgNO₃) = 0.10 × 0.050 = 5.0 × 10⁻³ mol（3 分）。(b) n(AgCl) = 5.0 × 10⁻³ mol，m = 5.0 × 10⁻³ × 143.5 = 0.7175 ≈ 0.72 g（4 分）。(c) 過濾，再用蒸餾水洗滌沉澱並乾燥（2 分）。 |
丙部：限量試劑、能量與結構
全部題目均須作答，論述題須輔以化學原理或例子。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 甲烷燃燒：CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。把 1.0 mol 甲烷與 1.5 mol 氧氣混合並點燃。(a) 哪一種反應物是限量試劑？(b) 求生成二氧化碳的摩爾數。(c) 反應後剩下哪一種反應物？剩多少摩爾？ | (a) 1.0 mol CH₄ 需 2.0 mol O₂，現只有 1.5 mol，故氧氣是限量試劑（3 分）。(b) n(CO₂) = 1.5 / 2 = 0.75 mol（3 分）。(c) 剩下甲烷，1.0 − 0.75 = 0.25 mol（2 分）。 |
| 10 | 把 50.0 cm³ 1.0 mol/dm³ 鹽酸與 50.0 cm³ 1.0 mol/dm³ 氫氧化鈉混合，溫度上升 6.7 °C。假設溶液密度 1.0 g/cm³、比熱容量 4.2 J/(g·°C)。(a) 求放出的熱量（J）。(b) 求中和熱（kJ/mol，以生成的水的摩爾數計算）。(c) 解釋為何文獻值（約 −57 kJ/mol）與計算結果略有差異。 | (a) q = mcΔT = 100 × 4.2 × 6.7 = 2814 J ≈ 2.8 kJ（3 分）。(b) n(H₂O) = 1.0 × 0.050 = 0.050 mol，中和熱 = 2814 / 0.050 = 56 280 J/mol ≈ 56.3 kJ/mol（3 分）。(c) 有熱量散失到環境、容器吸熱、溶液並非完全絕熱（2 分）。 |
| 11 | (a) 寫出鈉（原子序 11）和氯（原子序 17）的電子排布。(b) 解釋為何氯化鈉固體不導電，但熔融態導電。(c) 說明鈉與氯如何形成離子鍵。 | (a) Na：2,8,1；Cl：2,8,7（2 分）。(b) 固態時離子固定在晶格中不能移動，故不導電；熔融後離子可自由移動，故導電（4 分）。(c) 鈉失去 1 個電子成 Na⁺，氯獲得該電子成 Cl⁻，陰陽離子間靜電吸引形成離子鍵（2 分）。 |
| 12 | 工業製硫酸涉及燃燒硫、催化氧化及吸收三個步驟。試論述：(a) 為何催化氧化階段使用過量空氣；(b) 兩項提高產率的工業條件及其原理；(c) 兩項減少二氧化硫排放的環保措施。 | (a) 過量空氣使二氧化硫充分氧化，提高轉化率（3 分）。(b) 約 450 °C 兼顧速率與平衡產率；用五氧化二釩催化劑加快達平衡；常壓已足夠（任兩項，4 分）。(c) 加裝洗滌塔用石灰乳吸收、使用低硫燃料、尾氣脫硫（任兩項，3 分）。 |
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