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中五化學練習卷：有機化學基礎、烷烴與烯烴（12 題、100 分、75 分鐘）
練習卷 · 中五化學：烷烴、烯烴與官能團全卷
本卷針對中五化學有機化學基礎，涵蓋烷烴與烯烴的命名、異構現象、實驗式與分子式、完全燃燒計算、加成反應與加成聚合，並延伸至裂解與生物燃料等工業與環境議題。題目由基本運算逐步推演至解釋與應用，共 12 題，附完整答案及每步評分要點。
卷面資料 年級：中五（S5） ｜ 科目：化學 ｜ 時限：75 分鐘 ｜ 總分：100 分 ｜ 題數：12
考生須知：本卷分甲、乙、丙三部，全部題目均須作答，總分 100 分，時限 75 分鐘。
作答時須寫出所用公式、代入的數值及單位，並以三位有效數字表示數值答案。
解釋題須指出所依據的化學定律，例如烷烴定律或能量守恆。
建議用 20 分鐘完成甲部，30 分鐘處理乙部，最後 25 分鐘覆核丙部及檢查單位。
甲部：分子式、實驗式與異構現象（第 1 至 4 題）
本部分共 4 題，合共 28 分，建議時間 21 分鐘。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 1 | 丁烷的分子式為 C4H10。(a) 計算丁烷的摩爾質量。(b) 計算丁烷中碳的質量百分率，答案準確至三位有效數字。 | (a) 摩爾質量 = 4 x 12.011 + 10 x 1.008 = 58.1 g mol-1（3 分）；(b) 碳的質量百分率 = 4 x 12.011 / 58.124 x 100% = 82.7%（算式 1 分、答案 2 分）。 |
| 2 | (a) 寫出烷烴同系列的通用分子式。(b) 某烷烴含 8 個碳原子，寫出它的分子式及氫原子數目。(c) 列出烷烴同系列的兩項共同特徵。 | (a) CnH2n+2（2 分）；(b) C8H18，氫原子 18 個（2 分）；(c) 任何兩項：成員相差一個 CH2 單元、化學性質相似、物理性質隨碳鏈增長有規律變化（2 分）。 |
| 3 | 某烴含碳 85.6%、氫 14.4%（質量百分率），摩爾質量為 56.1 g mol-1。(a) 求它的實驗式。(b) 求它的分子式。(c) 指出它可能所屬的同系列，並舉出一個例子。 | (a) 摩爾比 C:H = 85.6/12.011 : 14.4/1.008 = 7.13 : 14.29，約為 1:2，實驗式 CH2（3 分）；(b) 實驗式質量 14.03，56.1 / 14.03 約為 4，分子式 C4H8（3 分）；(c) 烯烴或環烷烴同系列，例如丁-1-烯（2 分）。 |
| 4 | (a) 寫出分子式 C4H10 的所有結構異構物的名稱。(b) 分子式 C5H12 有多少個結構異構物？寫出其中兩個的名稱。 | (a) 丁烷、2-甲基丙烷（各 1 分）；(b) 3 個（2 分）：戊烷、2-甲基丁烷、2,2-二甲基丙烷（寫出任何兩個，各 2 分）。 |
乙部：燃燒、加成反應與聚合（第 5 至 8 題）
本部分共 4 題，合共 32 分，建議時間 24 分鐘。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 5 | 5.80 g 丁烷在充足氧氣中完全燃燒。(a) 寫出配平的反應方程式。(b) 計算所需氧氣的摩爾數。(c) 計算生成二氧化碳的質量。(d) 計算生成水的質量。 | (a) C4H10 + 13/2 O2 -> 4CO2 + 5H2O，或 2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O（2 分）；(b) n = 5.80 / 58.12 = 0.0998 mol，氧氣 = 6.5 x 0.0998 = 0.649 mol（2 分）；(c) 二氧化碳 = 4 x 0.0998 x 44.01 = 17.6 g（2 分）；(d) 水 = 5 x 0.0998 x 18.02 = 8.99 g（2 分）。 |
| 6 | 在室溫及常壓下，2.24 dm3 乙烯與溴水反應。(a) 寫出反應類型及化學方程式。(b) 計算可被褪色的溴的質量（Br = 79.9）。(c) 描述觀察到的顏色變化。 | (a) 加成反應，C2H4 + Br2 -> C2H4Br2（3 分）；(b) 乙烯 = 2.24 / 22.4 = 0.100 mol，溴 = 0.100 x 159.8 = 16.0 g（3 分）；(c) 橙棕色溴水褪色成無色（2 分）。 |
| 7 | 丙烯與溴化氫發生加成反應。(a) 寫出主要產物的結構及名稱。(b) 以碳陽離子的穩定性解釋為何該產物為主。(c) 寫出次要產物的名稱。 | (a) 2-溴丙烷，CH3-CHBr-CH3（3 分）；(b) 二級碳陽離子比一級碳陽離子穩定，溴加在含較少氫的碳上（3 分）；(c) 1-溴丙烷（2 分）。 |
| 8 | 乙烯進行加成聚合。(a) 寫出重複單元的結構。(b) 計算含 1000 個重複單元的聚乙烯的摩爾質量。(c) 說明加成聚合與縮合聚合的一項分別。 | (a) -CH2-CH2-（2 分）；(b) 1000 x 28.054 = 28054，即約 2.81 x 10^4 g mol-1（3 分）；(c) 加成聚合沒有小分子釋出，縮合聚合會釋出水等小分子（3 分）。 |
丙部：化學測試、裂解與應用（第 9 至 12 題）
本部分共 4 題，合共 40 分，建議時間 30 分鐘。
| # | 題目 | 答案與評分要點 |
|---|---|---|
| 9 | 十二烷 C12H26 經裂解生成戊烷與一種烯烴。(a) 寫出該烯烴的分子式及名稱。(b) 以摩爾質量證明質量守恆。(c) 說明工業上進行裂解的目的。 | (a) C7H14，庚-1-烯（3 分）；(b) 摩爾質量 十二烷 170.3、戊烷 72.2、庚烯 98.2，72.2 + 98.2 = 170.4，與 170.3 相符，質量守恆（4 分）；(c) 把長鏈烷烴轉為需求較大的短鏈烷烴（汽油）及烯烴（化工原料）（3 分）。 |
| 10 | 用化學測試區分己烷與己-1-烯。(a) 寫出兩個測試及各自的觀察。(b) 寫出其中一個測試涉及的方程式。(c) 解釋為何這兩個測試不能用來區分己烷與庚烷。 | (a) 溴水：烯使橙棕色褪色，烷不變色；酸性高錳酸鉀溶液：烯使紫色褪去或生成棕色沉澱，烷不變（6 分）；(b) C6H12 + Br2 -> C6H12Br2（2 分）；(c) 兩者同屬烷烴，對上述試劑均無反應（2 分）。 |
| 11 | 2.24 dm3 乙烯在室溫及常壓下完全燃燒。(a) 寫出配平的反應方程式。(b) 計算所需氧氣的體積。(c) 計算生成二氧化碳的體積。(d) 若氧氣供應不足，寫出一種可能產物。 | (a) C2H4 + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O（2 分）；(b) 氧氣體積 = 3 x 2.24 = 6.72 dm3（3 分）；(c) 二氧化碳體積 = 2 x 2.24 = 4.48 dm3（3 分）；(d) 一氧化碳，或碳（煙灰）（2 分）。 |
| 12 | 乙醇可由發酵法製備。(a) 寫出葡萄糖發酵生成乙醇的方程式。(b) 計算 90.0 g 葡萄糖完全發酵可得乙醇的質量（假設產率 100%）。(c) 指出以乙醇作燃料的一項環境優點及一項限制。 | (a) C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2（3 分）；(b) 葡萄糖 = 90.0 / 180.16 = 0.4996 mol，乙醇 = 0.9991 mol，質量 = 0.9991 x 46.07 = 46.0 g（5 分）；(c) 優點：來自可再生生物質、碳循環較短；限制：燃燒熱較低、需大量耕地（2 分）。 |
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