中六化學練習卷：化學平衡與 Kc、電化學與 Nernst 方程、焓變與 Hess 定律、反應動力學、有機合成與聚合物、溶解度與滴定（100 分）

2026-11-13

練習卷 · 化學 · 中六 · 練習卷

中六化學練習卷，共六部分二十四題：平衡常數與初始摩爾數、Kp 與 Kc 換算、標準電極電勢與電池電動勢、吉布斯自由能與 Nernst 方程、鍵焓與生成焓求焓變、加熱效率計算、速率方程與活化能、酯化平衡產率、溶度積與滴定體積。全部數值由題目資料以 python 推算，附完整答案及評分要點。

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卷面資料　年級：中六　｜　科目：化學　｜　時限：60 分鐘　｜　總分：100 分　｜　題數：24

第一部分：化學平衡與平衡常數

氮氣與氫氣在 2.0 dm³ 容器中合成氨，達平衡時。

#	題目	答案與評分要點
1	達平衡時容器內有 0.40 mol N₂、0.60 mol H₂ 及 0.80 mol NH₃。寫出平衡常數 Kc 的表示式（以 mol dm⁻³ 計算），並求 Kc 的值（2 位有效數字）。	答案：Kc = [NH₃]² / ([N₂][H₂]³)。濃度為 0.20、0.30、0.40 mol dm⁻³，故 Kc = 0.160 / (0.20 × 0.0270) = 29.6 mol⁻² dm⁶。
2	假設反應開始時只有 N₂ 與 H₂，求兩者的初始摩爾數。	答案：生成 0.80 mol NH₃ 用去 0.40 mol N₂ 及 1.20 mol H₂，故初始 N₂ = 0.40 + 0.40 = 0.80 mol，初始 H₂ = 0.60 + 1.20 = 1.80 mol。
3	在 700 K 時，已知 Kc = 29.6 mol⁻² dm⁶，求 Kp（以 atm 為壓力單位，R = 0.0821 dm³ atm K⁻¹ mol⁻¹）。	答案：Δn = 2 − 4 = −2，Kp = Kc (RT)^Δn = 29.6 × (0.0821 × 700)⁻² = 29.6 / 3302.8 = 8.97 × 10⁻³ atm⁻²。
4	若把容器體積壓縮至 1.0 dm³ 而溫度不變，說明氨的摩爾數有何變化，並解釋原因。	答案：氨的摩爾數增加。體積減半令各氣體濃度上升，反應商小於 Kc，系統向氣體摩爾數較少的一方（生成物，Δn = −2）移動。

第二部分：電化學與電池電動勢

以標準氫電極作參考，E°(Zn²⁺/Zn) = −0.76 V，E°(Cu²⁺/Cu) = +0.34 V。

#	題目	答案與評分要點
5	寫出 Zn/Cu 電池的電池反應，並指出哪一極是負極。	答案：電池反應為 Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)；鋅的電極電勢較低，故鋅為負極（陽極，發生氧化）。
6	計算該電池在標準狀態下的電動勢 E°cell。	答案：E°cell = E°(正極) − E°(負極) = 0.34 − (−0.76) = 1.10 V。
7	已知每摩爾反應轉移 2 mol 電子，法拉第常數為 96500 C mol⁻¹，求該反應的標準吉布斯自由能變化（以 kJ mol⁻¹ 表示）。	答案：ΔG° = −nFE° = −2 × 96500 × 1.10 = −212300 J mol⁻¹，即 −212.3 kJ mol⁻¹，負值表示反應自發。
8	若銅離子濃度降至 0.010 mol dm⁻³，其餘條件為標準狀態，求新的電池電動勢（用 0.0592/n 的 Nernst 形式，2 位小數）。	答案：反應商 Q = [Zn²⁺]/[Cu²⁺] = 1/0.010 = 100，E = 1.10 − (0.0592/2) × log 100 = 1.10 − 0.0592 = 1.04 V。

第三部分：焓變、鍵焓與 Hess 定律

甲烷燃燒：CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)。

#	題目	答案與評分要點
9	用鍵焓 C−H 413、O=O 498、C=O 805、O−H 464 kJ mol⁻¹，求此反應的焓變。	答案：斷鍵吸熱 4×413 + 2×498 = 2648 kJ mol⁻¹；成鍵放熱 2×805 + 4×464 = 3466 kJ mol⁻¹；ΔH = 2648 − 3466 = −818 kJ mol⁻¹。
10	改用標準生成焓 ΔHf[CH₄] = −74.8、ΔHf[CO₂] = −393.5、ΔHf[H₂O(l)] = −285.8 kJ mol⁻¹，求焓變。	答案：ΔH = [−393.5 + 2(−285.8)] − (−74.8) = −965.1 + 74.8 = −890.3 kJ mol⁻¹。
11	解釋兩次計算結果的差異來源。	答案：鍵焓是對同類鍵取平均值，並非針對甲烷的實際鍵能；而生成焓法所用的是水為液態，另涉及水的凝結放熱，故兩者不可能相等。
12	若要用甲烷把 2.0 kg 水由 25 °C 加熱至 75 °C，加熱效率為 0.60，水比熱容量 4.18 J g⁻¹ K⁻¹，求所需甲烷質量（用 −890.3 kJ mol⁻¹，CH₄ 摩爾質量 16.0）。	答案：水需熱 2000 × 4.18 × 50 = 418 kJ；燃燒需供 418/0.60 = 696.7 kJ；摩爾數 696.7/890.3 = 0.7825 mol；質量 0.7825 × 16.0 = 12.5 g。

第四部分：反應動力學與活化能

反應 A + B → C，在恆溫下進行三組實驗（濃度單位 mol dm⁻³，初速單位 mol dm⁻³ s⁻¹）。

#	題目	答案與評分要點
13	實驗 1：[A] = 0.10、[B] = 0.10，初速 2.0 × 10⁻³；實驗 2：[A] = 0.20、[B] = 0.10，初速 8.0 × 10⁻³；實驗 3：[A] = 0.10、[B] = 0.20，初速 4.0 × 10⁻³。求各反應物的級數。	答案：比較實驗 1 與 2，[A] 加倍而速率變 4 倍，故對 A 為二級；比較實驗 1 與 3，[B] 加倍而速率變 2 倍，故對 B 為一級。
14	寫出速率方程並求速率常數 k 的值及單位。	答案：速率 = k[A]²[B]；k = 2.0 × 10⁻³ / (0.10² × 0.10) = 2.0 dm⁶ mol⁻² s⁻¹。
15	求 [A] = 0.30 mol dm⁻³、[B] = 0.050 mol dm⁻³ 時的初速。	答案：速率 = 2.0 × 0.090 × 0.050 = 9.0 × 10⁻³ mol dm⁻³ s⁻¹。
16	在 300 K 時 k = 2.0，活化能為 50 kJ mol⁻¹，R = 8.314 J K⁻¹ mol⁻¹，求 310 K 時的 k（3 位有效數字）。	答案：ln(k₂/k₁) = −(50000/8.314)(1/310 − 1/300) = 0.647，故 k₂ = 2.0 × e^0.647 = 3.82。

第五部分：有機合成與聚合物

一種只含碳、氫、氧的有機化合物，元素百分組成為碳 40.0、氫 6.7、氧 53.3。

#	題目	答案與評分要點
17	求該化合物的實驗式。	答案：摩爾比 C : H : O = 40.0/12 : 6.7/1 : 53.3/16 = 3.33 : 6.7 : 3.33 = 1 : 2 : 1，實驗式為 CH₂O。
18	若摩爾質量為 180 g mol⁻¹，求分子式。	答案：實驗式質量為 30，180/30 = 6，故分子式為 C₆H₁₂O₆。
19	乙醇與乙酸的酯化反應 Kc = 4.0。取 0.10 mol 乙醇與 0.10 mol 乙酸在 1.0 dm³ 中反應，求平衡時酯的摩爾數。	答案：設酯為 x mol，則 x²/(0.10 − x)² = 4.0，取正根得 x/(0.10 − x) = 2，故 x = 0.0667 mol。
20	乙酸乙酯的摩爾質量為 88.0 g mol⁻¹，求上題所得的酯質量；並指出此反應屬於哪一類聚合的單體來源。	答案：質量 = 0.0667 × 88.0 = 5.87 g。羧酸與醇可進行縮合聚合，生成聚酯。

第六部分：溶度積與酸鹼滴定

已知 298 K 時 Ksp(AgCl) = 1.8 × 10⁻¹⁰，AgCl 摩爾質量 143.4 g mol⁻¹。

#	題目	答案與評分要點
21	求 AgCl 在純水中的溶解度（mol dm⁻³）。	答案：設溶解度為 s，Ksp = s² = 1.8 × 10⁻¹⁰，故 s = 1.34 × 10⁻⁵ mol dm⁻³。
22	把上題溶解度換算為 g dm⁻³。	答案：1.34 × 10⁻⁵ × 143.4 = 1.92 × 10⁻³ g dm⁻³。
23	求 AgCl 在 0.010 mol dm⁻³ NaCl 溶液中的溶解度，並說明與純水比較的變化。	答案：同離子效應下令 [Cl⁻] 固定為 0.010，故 s = Ksp/0.010 = 1.8 × 10⁻⁸ mol dm⁻³，比純水低約三個數量級。
24	用 0.0500 mol dm⁻³ 硫酸滴定 25.0 cm³ 的 0.100 mol dm⁻³ 氫氧化鈉。求達中和點所需硫酸體積，並求該 NaOH 溶液的 pH（log 2 = 0.301）。	答案：NaOH 摩爾數 = 2.50 × 10⁻³，硫酸需 1.25 × 10⁻³ mol，體積 = 1.25 × 10⁻³/0.0500 = 0.0250 dm³ 即 25.0 cm³。pOH = −log 0.050 = 1.30，pH = 12.70。

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