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2011台湾清华化学竞赛(高中生)


1. 在含有 0.050 M MgCl2 及 1.0 M 氨的 1.00 升水溶液中,頇加入多少克的氯化 銨,才能使鎂的鹽類不沉澱? Mg(OH)2 的 Ksp 為 1.5 ? 10-11,NH3 的 Kb 為 1.8 ? 10-5。 (A) 50 g (B) 56 g (C) 5.0 g (D) 4.3 g 答案:(B) 解析: [Mg2+] = 0.050 M 使其溶解的最高

[OHˉ]需符合 Ksp = [Mg2+][OHˉ]2 = 1.5 ?10-11 ∴ [OHˉ]2 = 1.5 ? 10-11/ 0.050 = 30 ? 10-11 M2 ∴ [OHˉ] =

3 ? 10-5 = 1.732 ? 10-5 M

加入 NH4Cl 使溶液成緩衝溶液,其[OHˉ]為 1.732 ? 10-5 M NH3 + H2O ? NH4+ + OHˉ Kb =[NH4+][OHˉ] / [NH3] = 1.8 ? 10-5 ∴[NH4+]1.732 ? 10-5 / 1.0 = 1.8 ? 10-5 ∴[NH4+] = 1.04 M NH4Cl 的分子量為 14+4+35.5 = 53.5 1.0 升中所需 NH4Cl 的量為 1.04 mol,其重量為 1.04 mol ? 53.5 = 56 g 2. 下列何者溶於稀硫酸中不產生反應? (A) Na2S (B) NaClO3 (C) Na3PO4 (D) NaF 答案:(B) 解析:Na2S、Na3PO4、NaF 皆為弱酸強鹼鹽類,在稀酸中會與質子結合,產 生氫酸根或弱酸。 3. 在 FeS2 固體中,下列氧化數敘述何者正確? (A) Fe 為 +2 (B) Fe 為 +3 (C) Fe 為 +4 (D) 硫氧化數的絕對值與鐵氧化數之和為 +4 答案:(A)
1

解析:FeS2 在晶體中為 Fe2+ S22ˉ 故選(A) 4. 下圖代表某反應座標圖,下列敘述何者錯誤?

(A) B - A 為活化能 (B) A - C 為反應熱 (C) B 代表活化錯合物的相對能量 (D) B - C 為逆反應的活化能 答案:(B) 解析:C - A 為反應熱。 5. 某一元弱鹼溶液 60 mL,恰可與 30 mL 0.10 M HCl 溶液完全中和,再加入 10 mL 0.10 M NaOH 溶液後,溶液之 pH 值為 9.0,則此弱鹼之 Kb 值為何? (A) 1.5 ? 10-5 (B) 1.0 ? 10-5 (C) 2.0 ? 10-5 (D) 2.5 ? 10-5 答案:(C) 解析:60 mL 弱鹼溶液與 30 mL 的 0.10 M HCl 溶液完全中和後,再加入 10 mL 0.10 M NaOH 溶液後,溶液變為緩衝溶液,其弱鹼 B 與其共軛酸 BH+的 濃度比為 1:2 B + H2O ? BH+ +OHˉ Kb = [BH+][OHˉ] / [B] = 2 ? 10-5 / 1 = 2.0 ? 10-5 6. Na2CO3 及 K2CO3 的混合物 3.2 g , 溶於水配成 100 mL 溶液 。 取該溶液 40 mL, 加入 60 mL 0.50 M HCl 溶液,充分反應並移除 CO2,以 0.50 M NaOH 溶液滴 定,達終點時用去 NaOH 溶液 20 mL,則混合物中 Na2CO3 的重量百分率為 何? (A) 26% (B) 29%
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(C) 31% (D) 33% 答案:(A) 解析:40 mL 樣品中含 Na2CO3 及 K2CO3 之量為 3.2 g ? (40/100) =1.28g 設其中含 Na2CO3 a mmol 含 K2CO3 b mmol Na2CO3 分子量 23 ? 2 + 12 + 16 ? 3 =106 K2CO3 分子量 39 ? 2 + 12 + 16 ? 3 =138 a ? 106 + b ? 138 = 1.28 ? 103------------(1) 所用酸的量為 0.50 ? 60 = 30 mmol 所中和鹼的全量為 2a + 2b+ 0.5 M ? 20 mL= 2a+ 2b+ 10 mmol=30 mmol-----(2)

解得 a=100/32 Na2CO3 的重量百分率為 a?106/1280 = (100/32) ? 106/1280 = 0.26 =26% 7. 甲溶液為 50 mL pH = 9.0 的氨水溶液,乙溶液為 50 mL pH = 9.0 的 NaOH 溶 液,下列有關甲乙兩溶液的敘述何者正確?(氨的 Kb = 1.8 ? 10-5) (A) 以 0.20 M HCl 溶液滴定,達終點時所需體積甲=乙 (B) 以 0.10 M HCl 溶液滴定時,甲乙兩溶液皆可用酚酞指示劑 (C) 氫離子濃度甲大於乙 (D) 甲溶液中氨的濃度小於乙溶液中 Na+的濃度 答案:(D) 解析: A:甲需較多體積 HCl B:甲溶液滴定不能以酚酞為指示劑 C:氫離子濃度甲等於乙 D:甲溶液中,氨的濃度符合 Kb = 1.8?10-5 = [NH4+][OHˉ]/[NH3] = 10-5?10-5/[NH3],因此[NH3] = 5.6?10-6 M。 而溶液中 Na+的濃度為 1.0 ? 10-5. 8. 某金屬在 1140 ?C 左右,其單位晶格由面心立方,密度 d1,轉變為體心立方, 密度 d2,d1:d2 的比值為何? (A) 1.12 (B) 1.09
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(C) 1.06 (D) 1.04 答案:(B) 解析:設單位晶格每邊長在面心立方為 S1,而在體心立方為 S2,設每個金屬 原子半徑為 a,在體心立方中 3 S2 = 4a,單位晶格含 2 個原子。在面心立方 中

2 S1 = 4a,單位晶格含 4 個原子。
d1/d2 = (4/(S1)3) / (2/(S2)3) = 2(S2/S1)3 = 2(4a/ 3 )3 / (2 2 a)3 = 2( 2 / 3 )3 = (4/3) ? ( 2 / 3 ) = 1.09 9. 下列有關氣體的敘述,何者錯誤? (A) He 原子的平均速率在 100 ?C、1.00 atm 與在 100 ?C、0.500 atm 時相同。 (B) Ne 原子的平均動能在 50 ?C、1.00 atm 時與在 50 ?C、2.00 atm 時相同。 (C) 在 20 ?C、1.00 atm 時,Ar 原子的平均速率較 Xe 原子高。 (D) 在 100 ?C、1.00 atm 時,Ar 原子的平均動能較 Xe 高。 答案:(D) 解析: (A) 溫度相同平均速率相同 (B) 平均動能與壓力無關 (C) 平均動能相同,故 Ar 平均速率高 (D) 平均動能相同,故錯誤 10. 下列化合物命名何者錯誤? (A) Na2HPO3:亞磷酸鈉 (B) NaHSO3:亞硫酸氫鈉 (C) CuCl:氯化銅 (D) Na2HPO4:磷酸氫二鈉 答案:(C) 解析: CuCl 應為氯化亞銅或氯化銅(I) 11. 下列各組沸點的比較,何者錯誤? (A) 反-2-丁烯 > 順-2-丁烯
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(B) 鄰二甲苯 > 間二甲苯 > 對二甲苯 (C) 正戊烷 > 異戊烷 > 新戊烷 (D) 三氯甲烷 > 二氯甲烷 答案:(A) 解析: A: 順-2-丁烯極性較大,沸點較高 B: 符合分子極性順序 C: 符合分子間的接觸面積大小順序 D: 三氯甲烷的分子量高,故沸點較高 12. 方程式 MnO4ˉ + H2O2 + H+ ? Mn2+ + H2O + O2 平衡後,則係數總和不可能為 下列何者? (提示: Mn2+可催化雙氧水分解) (A) 28 (B) 43 (C) 61 (D) 57 答案:(D) 解析: 2 MnO4ˉ + 5 H2O2 + 6 H+ ? 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 係數和為 28,但 H2O2 可行 自身氧化還原。2 H2O2 ? 2 H2O + O2 係數和為 5,故 28m + 5n 皆對,除非平 衡式中係數有公因數。 13. 下列何者不具有氧化劑與還原劑的雙重性質? (A) HNO2 (B) NaNH2 (C) CH3CHO (D) H2O2 答案:(B) 解析: HNO2、H2O2 及 CH3CHO 皆可被氧化及還原,故選 B。B 為強還原劑。 14. 鉀與氧反應可生成 K2O、K2O2 及 KO2 三種化合物,下列敘述何者錯誤? (A) KO2 中氧的氧化數為 -1/2 (B) K2O2 與水反應產生氫氧化鉀及氧氣,此平衡反應式之係數和為 9 (C) K2O2 中氧的氧化數為 -1
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(D) KO2(s)與 CO2(g)可生成 K2CO3 並放出 O2,其平衡反應式之係數和為 10 答案:(D) 解析: 平衡反應式之係數和為 11。4KO2+ 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2 15. 最近在台灣引起軒然大波的塑化劑 DEHP,其名稱為鄰苯二甲酸二(2-乙基己 基)酯,其分子式為何? (A) C20H34O2 (B) C22H36O2 (C) C24H38O4 (D) C26H40O4 答案:(C) 解析:其構造為
O H2C O O H2 C H2 C C H H C H2C O CH3 H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C H2 C CH3 CH3 CH3

C6H4C2O4(C8H17)2 = C24H38O4 16. 下列有關二次鋰離子電池的敘述,何者錯誤? (A) 鋰電極為鋰金屬直接浸在電解液中 (B) 電解液為 LiClO4 溶於有機溶劑中 (C) 電池的氧化劑如為鈷氧化物 LixCoO2,則在放電反應中鈷由+4 價變為+3 價 (D) 鋰電池的優點為電壓高、能量密度高 答案:(A) 解析:鋰電極為含鋰的石墨浸在電解液中 17. 下列有關鹼金屬和鹼土金屬的敘述,何者錯誤? (A) 鹼金屬及鹼土金屬頇用電解法製備 (B) 同週期的陽離子半徑,鹼金屬較鹼土金屬為大 (C) LiOH 及 Mg(OH)2 皆不易溶於水 (D) Rb2SO4 易溶於水,但 SrSO4 難溶於水
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答案: (C) 解析: LiOH 易溶於水。 18. 下列敘述何者錯誤? (A) NaF 的熔點較 KCl 低,因為式量較小 (B) K 的熔點較 Rb 高 (C) 氯化銫的單位晶格為體心立方,則銫離子的配位數為 8 (D) 鋁的單位晶格為面心立方,每個鋁原子與周圍 12 個鋁原子接觸 答案: (A) 解析: 因 NaF 間靜電引力較 KCl 間大,故熔點較高 下列兩題 (19-20) 為題組,假設題中所有氣體皆為理想氣體。 19. 在 227 ?C 時,於 0.205 升的容器中加入 0.100 莫耳氫氣及 0.100 莫耳 CO,反 應生成甲醇且達平衡,Kp = 16.0,此時系統之總壓為何? (A) 20.2 atm (B) 18.9 atm (C) 18.0 atm (D) 20.5 atm 答案: (A) 解析: 設甲醇莫耳數為 x 平衡時 CO(g) + 0.100-x 2 H2(g) ? CH3OH(g) 0.100-2x x

Kp ?

x(

RT RT 2 (0.100 ? x) (0.100 ? 2 x) 2 ( ) V V

RT ) V

? 16.0

RT 0.082(227 ? 273) (8.2 ? 10 ?2 )(5.0 ? 10 2 ) ? ? ? 200 V 0.205 2.05 ? 10 ?1

x ? (16.0)(200) 2 2 (0.100 ? x)(0.100 ? 2 x)
由上式可知,0.100-x 或 0.100-2x 必頇趨近於零,但 x?0.050,因此唯一合理 選擇為 0.100-2x ? 0 亦即 x ? 0.050
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將 x 及 0.100-x 中之 x 以 0.050 代入 0.050 ? (16.0)(200) 2 0.050(0.100 ? 2 x) 2

? 0.100 ? 2 x ?

1 ? 1.25 ? 10?3 800

0.100 ? 1.25 ?10 ?3 x? ? 0.0494 與 0.05 非常接近,可視為解 2 此時系統中含

CO(g) 0.0506 mole,CH3OH(g) 0.0494 mole 及氫 0.0012 mole 壓力為 P = (0.0506 + 0.0494 + 0.0012) (

RT ) ? 0.1012 ? 200atm ? 20.2atm V

20. 續前題,如容器體積為 2.05 升,則產生的甲醇莫耳數最接近值為何? (A) 0.050 (B) 0.048 (C) 0.044 (D) 0.040 答案: (C) 解析: 設 x 為甲醇莫耳數

Kp ?

x(

RT 3 (0.1 ? x)(0.1 ? 2 x) ( ) V
2

RT ) V

? 16

RT (0.082)(273 ? 227) (8.2 ? 10?2 )(5 ? 102 ) ? ? ? 20 V 2.05 2.05 x ? 16(20) 2 ? 6400 2 (0.1 ? x)(0.1 ? 2 x)

同上題,將 x 及 0.1-x 中之 x 以 0.05 代入 0.05 ? 6400 0.05(0.1 ? 2 x) 2

0.1 ? 2 x ? ?x ?

1 ? 0.0125 80

0.1 ? 0.0125 ? 0.04375 2 以 x =0.04375 再代入上式

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0.04375 ? 6400 0.05625(0.1 ? 2 x) 2

? 0.1 ? 2 x ??

1 0.04375 1 ? 0.778 80 0.05625 80 x 必頇比 0.04375 大
0.1-2x = 0.0125 ? 0.88

0.1 ? 0.0125? 0.88 ? 0.05 - 0.0055 = 0.0445 與 0.04375 非常接近 2 因此解為 0.044。 x?
21. 下列試劑中,那兩種不宜做為硬水的軟化劑: 甲: Na2O 乙: MgO 丙: CaO 丁: CaCO3 (A) 甲和丁 (B) 乙和丙 (C) 甲和丙 (D) 乙和丁 答案:(D) 解析: 甲、丙:Na2O 及 CaO 能與水產生 OHˉ,可令 Mg2+沉澱。CaO 反應後所餘留 的 Ca2+ 可另以 Na2CO3 除之。 乙:MgO 與水產生 Mg(OH)2,不能除去 Ca2+及 Mg2+。 丁:CaCO3 不溶於水。 22 和 23 為題組: 右圖為 CuSO4 及 KNO3 兩種鹽類在水中溶解度 資料圖。今於 50 ?C 下分別以 100 mL 水製得 此二鹽之飽和水溶液。 22. 若將溫度降至 30 ?C,則下列敘述中何者最 正確? (A) 可析出 KNO3 53 g (B) 可析出 CuSO4 13 g (C) 兩飽和溶液共可析出 KNO3 和 CuSO4 共 47 g (D) 兩飽和溶液共可析出 KNO3 和 CuSO4 共 70 g 答案:(C)
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KNO3 90 70 50 30 10 20 CuSO4

40 60 溫度 (?C)

解析:溫度降至 30 ?C,析出 CuSO4 34 - 25 = 9 g, KNO3

86 - 48 = 38 g。

23. 若不考慮過飽和,下列哪一方法可將 KNO3 先析出至少 2 g 而 CuSO4 仍未析 出? (A) 同時對兩溶液投入 2 g NaCl(s) (B) 同時讓兩溶液快速蒸發;例如每分鐘減少 1 mL 水 (C) 對兩溶液分別加入 10 mL 水,然後降溫至 45 ?C (D) 將兩溶液升溫至 55 ?C,然後藉由蒸發,將水都減少 10 mL 答案:(C) 解析: (A) 沒有同離子影響。 (B) 無論使其蒸發速率快或慢,兩種鹽類會同時析出。 (C) 50 ?C 及 45 ?C 下 KNO3 的溶解度約為:86 和 76 g dL-1。 KNO3 在 45 ?C 110 mL 水中的容許質量:(76 / 100) ×110 = 83.6 g < 86 g,故可析出約 2.4 g > 2 g。 50 ?C 及 45 ?C 下 CuSO4 的溶解度約為:34 及 31.7 g dL-1。 CuSO4 在 45 ?C 110 mL 水中的容許質量:(31.7 / 100) × 110 = 34.9 g > 34 g。無析出。 (D) 55 ?C 時,KNO3 的溶解度:96 g / 100 mL,即 86.4 g / 90 mL。大於 86 g。無析出。 24 和 25 為題組: 某廠牌沙士每百毫升約含蔗糖 9.5 g,運動飲料每百毫升約含蔗糖 6.6 g,發酵乳 每百毫升約含蔗糖 19 g 及蛋白質 1 g,優酪乳每百毫升約含蔗糖 10 g、蛋白質 3 g 及脂肪 2 g,柳橙汁每百毫升約含蔗糖 2.5 g 及蛋白質 0.6 g。以五個 100 mL 塑 膠杯分別取以上飲料各 50 mL,置入家庭冰箱冷凍庫內,令以結成固態。 24. 結成固態後,從外表上觀察,何者體積增加最多? (A) 沙士 (B) 運動飲料 (C) 發酵乳 (D) 柳橙汁 答案:(A) 解析:在家庭冰箱冷凍庫內冷凍時,液體外層先結冰,而後內層繼續結冰, 此時沙士內部有 CO2 排出,推升外層。故從外表上觀察,其體積增加最多。 25. 由上述資料估計,下列何者開始結冰的溫度最低? (A) (B) (C) (D) 運動飲料 發酵乳 優酪乳 柳橙汁
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答案:(B) 解析:溶液中溶質分子數最多的,其結冰的溫度最低。蛋白質分子量很大, 以百萬計。樣品中蛋白質之分子數與蔗糖 (分子量:342) 相比幾乎可以不 計。題中溶液以發酵乳含蔗糖量最多,故發酵乳的冰點最低。 26. 下列敘述何者正確? (A) HF 分子的化學鍵,因 F 原子的電負度比 H 原子的低 1.9,故電子雲的分 配極為偏向 F 原子,其化學鍵屬極性共價鍵 (B) 丙酮可溶於汽油,難溶於水 (C) HI 雖為極性分子,但因 Iˉ體積大,所以 HI 在水中的解離度不大 (D) 二氯乙烯的同分異構物中,只有一種為非極性。 答案:(D) 解析: (A) (B) (C) (D) 高 1.9 丙酮與水互溶 解離度極大 反-1,2-二氯乙烯

27. 假設有一封閉系統如右圖所示。隔板面積為 10 cm2, 且為一理想隔板:不透氣、不透水、無重量、可無 摩擦地上下移動、並可移除。隔板下有 15.0 ?C 的純 水 100.0 mL,其密度為 0.999 g mL-1。隔板上總空間 200.0 mL,內置有 -0.2 ?C 的純冰塊 100.0 g,其密 度為 0.920 g mL-1,別無他物。30 ?C 時,水的飽和 蒸氣壓為 43 gw cm-2,則下列四項預測何者正確? (A) 若將隔板移除,且系統與外界無熱傳導,則系統 內溫度將降低為 7.4 ?C (B) 若將系統冷卻至 -0.2 ?C,隔板上餘下的空間約為 82.7 mL (C) 若將系統緩緩加熱至 30 ?C,隔板下有水蒸氣出現 (D) 若將系統加熱至並保持在 100.0 ?C,隔板下的水將持續沸騰 答案:(B) 解析:

冰塊 100 g 隔板 純水 100.0 mL

(A) 還要更低,應考慮冰的熔化熱。 (B) 冷卻至 -0.2 ?C,水結成冰。故隔板上的空間為 (200.0 – 100.0 / 0.920) – (99.9 / 0.920 – 100.0 ) = 82.7 mL。 (C) 隔板下受到的壓力為 (43 gw / cm2 + 100 gw / 10 cm2),大於蒸氣壓 43 gw cm-2,故不會有水蒸氣氣體出現。 (D) 不會,因為隔板下受到的壓力為 (1 atm + 100 gw / 10 cm2) > 1 atm。
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28. 在 100 mL 重量百分比為 10% 之 H2O2 水溶液內加入濃硫酸 1.0 mL。將此水 溶液置於如同以鉑為電極的電解水實驗裝置中,並以 1.5 V 電池為工作電源。 下列敘述何者正確? (A) 即使未加酸,只用 H2O2 水溶液亦可發生明顯的電化學現象 (B) 一般電解為吸熱反應,故電解槽溫度會逐漸降低 (C) 正、負極產物體積比為 1:1 (D) 氣體產物以氧氣為主 答案:(D) 解析: (A) H2O2 非電解質。 (B) 因電池提供的能量高於所需,故電解槽溫度會逐漸增高。 (C) 和 (D) 此反應為電化學催化反應。產物為 O2(g) 和 H2O(l)。水電解的 標準電位為 1.229 V。電解時尚頇加上過電壓 ~0.6 V。故而 1.5 V 尚不足以 電解水。 29. 為保護臭氧層,世界上先進國家都以氫氟碳化物 (HFC) 代替氟氯碳化物 (CFC) 做為冷媒。最近科學家又對 HFC 的使用提出警告,其主要原因是下列 何者? (A) HFC 有神經毒性,顧慮長期使用上的不安全性 (B) HFC 液體蒸發時所吸的熱較少,故使冷卻成本升高;即浪費較多電能, 造成較大的熱污染 (C) HFC 聚熱能力強,一旦排放出來,有溫室氣體的效果 (D) HFC 比重比 CFC 高,在地表易產生光化學煙霧 答案:(C) 解析: (A) 沒有神經毒性。 (B) 非主要原因。 (D) HFC 比重較低,且不易光解。 30. 硝化甘油 (C3H5N3O9,分子量:227) 在分解後之產物為 O2、N2、CO2 和 H2O。 今有一純硝化甘油樣品在 1.00 atm 及 227 ?C 下完全分解後產生 2.97 公升氣 體,請問該樣品的質量有幾公克? (A) 1.62 (B) 2.27 (C) 4.54 (D) 6.48 答案:(B) 解析: 4 C3H5N3O9 ? 12 CO2 + 6 N2 + 10 H2O + O2
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1 莫耳硝化甘油可得 (12 + 6 +10 +1) ÷ 4 = 29/4 = 7.25 莫耳氣體。500 K 時 2.97 L 相當於 0.0725 莫耳。故樣品有 0.0100 莫耳,即 2.27 g。 31. 標準狀況下二氧化碳之莫耳生成熱為 -393.5 kJ, 又 1.00 莫耳葡萄糖完全氧化 時放熱 2802 kJ。根據這些資料,則若由水與碳直接製得 1.00 莫耳葡萄糖, 該反應的反應熱為下列何者? (A) 2409 kJ (B) 441 kJ (C) -2409 kJ (D) -3196 kJ 答案:(B) 解析: 6 C(s) + 6 O2 (g) ? 6 CO2(s) C6H12O6(s) + 6 O2(g) ? 6 CO2(g) + 6 H2O 上二式相減,得 6 C(s) + 6 H2O(g) ? C6H12O6(s) ΔH1 = 6 × (-393.5) = -2361 kJ ΔH2 = -2802 kJ

ΔH = -2361 – (-2802) = 441 kJ

32. 如果水中有 O2ˉ 存在,則下列敘述何者正確? (A) H3O+是其共軛酸 (B) H2O 是其共軛酸 (C) H2O 是其共軛鹼 (D) OHˉ 是其共軛酸 答案:(D) 解析: O2ˉ + H2O ? 2 OHˉ

33. 下列敘述何者正確? (A) 溶於水中的 HCN,因為它的 H 原子可以和水分子的氧原子產生氫鍵, 它的 N 原子可以和水分子的氫原子產生氫鍵,所以解離度高,屬於強 酸 (B) 已知 HNO2 的 pKa 值為 3.37,HF 的 pKa 值為 3.45,故知在水溶液中 HF 的酸性比 HNO2 強 (C) 在水中 HI 的酸性大於 HF 的酸性 (D) HF 的 pKa 值為 3.45,故知 1.00 M HF 水溶液的 pH 值為 3.45 答案: (C) 解析: (A) HCN 為弱酸。 (B) pKa 較大的,其解離度較低,酸性較弱。 (C) HI 化學鍵較弱,較易解離。
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(D) pH ≈ pKa/2 34. 反應 2 PH3(g) ? 2 P(g) + 3 H2(g) 在某段時間內 PH3 的平均消失速率為 2.6 M s-1。下列關於該段時間內速率的敘述,何者錯誤? (A) 此反應的平均速率為 2.6 M s-1 (B) P 的平均生成速率為 2.6 M s-1 (C) H2 的平均生成速率為 3.9 M s-1 (D) 若磷的產物完全是 P4,則 P4 的平均生成速率為 0.65 M s-1 答案:(A) 解析: (A) 此反應的平均速率 R 為:(PH3 的平均消失速率 / 2) = 1.3 M s-1 (B) P 的平均生成速率為 2 R (C) H2 的平均生成速率為 3 R (D) P4 的平均生成速率為 R / 2 35. 關於 S2O82ˉ(aq) + 3 Iˉ(aq) ? 2 SO42ˉ(aq) + I3ˉ(aq) 反應,有人發現其反應速率 式為 rate (M s-1) = k [S2O82ˉ][Iˉ]。另有人發現當[S2O82ˉ] = 0.200 M,又 [Iˉ] 在 0.00150 M 附近時,其反應速率只與 [Iˉ] 有關,且 rate (M s-1) = 1.82 [Iˉ]。若 兩者都正確,則 k 之數值應為下列何者? (A) 9.10 M-1 s-1 (B) 1.82 M-1 s-1 (C) 6.07 × 103 M-1 s-1 (D) 3.03 × 103 M-1 s-1 答案:(A) 解析:因 [Iˉ] (0.0015 M) 比 [S2O82ˉ] (0.200 M) 小很多,故可將 [S2O82ˉ] 視 為不變,得 1.82 × [Iˉ] = k × 0.200 × [Iˉ]。 k = 9.10 M-1s-1。 36. (CH3)2CHCH2CH2CH3 與 Cl2 混合後,再以紫外線照射,會有氯化反應。此氯 化反應可能產生幾種單氯的結構異構物? (A) 7 (B) 6 (C) 5 (D) 4 答案:(C) 解析:CH3C(CH2Cl)HCH2CH2CH3,(CH3)2CClCH2CH2CH3, (CH3)2CHCHClCH2CH3,(CH3)2CHCH2CHClCH3,(CH3)2CHCH2CH2CH2Cl 37. 下列敘述何者正確? (A) 在真空中氫原子電子從 n = 2 跳至 n = 1 時,所釋放出光的頻率為 2.466 × 1015 Hz,所以在室溫下氫原子可以吸收波長為 121.6 nm 的光
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(B) 波長為 656.3 nm 的光是綠色光 (C) 波長 656.3 nm 的光,相當於電子從 n = 3 跳至 n = 2 所放出的光。它是氫 原子在可見光區所發出的最強的光,也是氫原子在室溫下吸收最強的光 (D) 波長為 121.6 nm 的光在均勻的空氣中傳播時 , 其速度與 656.3 nm 波長的 光相同 答案:(A) 解析: (A) 2.998 × 108 × 109 / (2.466 × 1015) = 121.6 nm (B) 紅色 (C) 室溫下,n = 2 能階幾乎沒電子,所以 656.3 nm 的光不會是吸收最強的 光。 (D) 在介質中,不同波長的光其速度不同。 38. 基態的 Sn4+ 離子中最高能量的電子處於哪一個軌域? (A) 4p (B) 4d (C) 4f (D) 5s 答案:(B) 解析: Sn4+ 所失去的電子為 5s25p2。 39. 在 600 ?C 時,反應 2 HgO(s) ? 2 Hg(l) + O2(g) 的 Kc 為 2.8。在同樣溫度下, 其平衡常數 Kp 為何? (A) (B) (C) (D) 200 138 0.0072 0.005

答案:(A) 解析: Kp = RT × Kc = 0.082 × 873 × 2.8 = 200 40. 將 0.5 莫耳亞硝酸鈉加入 1.0 公升 0.6 M 的 HNO2 水溶液內,下列敘述何者 正確? (A) HNO2 的 Ka 值增加 (B) HNO2 的 Ka 值降低 (C) 溶液 pOH 值增加 (D) 溶液 pH 值增加 答案:(D) 解析: 因共同離子效應,會形成較多 HNO2 而降低 H+ 濃度,故使溶液 pH 值增加。
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41. 下列何者為吸熱反應? (A) 石墨變成鑽石 (B) 鈹原子的電子組態由 1s22s12p1 變為 1s22s2 (C) 氮原子結合形成氮分子 (D) CH3CH2OH 氧化成 CH3COOH 答案: (A) 解析: C (graphite) ? C (diamond) ?H = 2 kJ, 為吸熱反應 42. 下列有關各化合物的沸點比較,何者錯誤? (A) (B) (C) (D) CH3COOH > C2H5OH H2O > H2Se 鄰二氯苯 > 對二氯苯 異丙醇 > 正丙醇

答案: (D) 解析: CH3COOH 分子間會形成比 C2H5OH 分子間強的氫鍵, 故沸點較高; H2O 會形成氫鍵, 而 H2Se 則不會, 故 H2O 沸點較高; 鄰二氯苯具有極性, 分子間 作用力較大, 故沸點比對二氯苯高; 正丙醇和異丙醇均可形成分子間氫鍵, 但正丙醇為直鏈分子, 分子間接觸面積大產生較強的分散力, 所以沸點比異 丙醇高 43. 錯合離子 [Co(NH3)4Cl2]+ 有 q 個異構物,C2H2Cl2 有 r 個可能異構物, C6H14 有 s 個異構物;試問 q + r + s 的總和等於多少? (A) 12 (B) 11 (C) 10 (D) 9 答案: (C) 解析: [Co(NH3)4Cl2]+ 為八面體有兩種異構物;C2H2Cl2 有三種可能異構物; 而 C6H14 有 5 種異構物;故 q = 2, r = 3, s = 5, q + r + s = 10 44. BrF5、XeF4、CCl4、PH3、BF3、OF2 和 SCl2 等 7 個分子中,具有極性的分 子共有幾個? (A) 5 (B) 4
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(C) 3 (D) 2 答案: (B) 解析: BrF5 為四角方錐形, XeF4 為平面四邊形, CCl4 為正四面體, PH3 為角 錐形, BF3 為平面三角形, OF2 為角形, SCl2 為角形; 故為極性分子的有 OF2, PH3, BrF5, SCl2 等四個 45. 於 25 ?C 時,3 A(g) + B2(g) ? 2 C(g) 之初始反應速率如下: A 初始濃度 (M) B2 初始濃度 (M) 反應初始速率 (M s-1) 0.10 0.10 0.20 0.10 0.20 0.20 0.18 0.36 1.44

現若於 25 ?C ,在 1.0 L 的容器內放入 1.0 莫耳 A 及 0.50 莫耳 B2 時,則下 列敘述何者正確? (A) 初始反應速率為 1.8 ? 102 M s-1 (B) A 的初始消耗速率為 9.0 ? 101 M s-1 (C) B2 的初始消耗速率為 2.7 ? 102 M s-1 (D) C 的初始生成速率為 1.8 ? 102 M s-1 答案: (D) 解析: 利用表中數據可得 rate = k[A]2[B2], 且速率常數 k = 180 M-2 s-1; 當 1.0 L 的容器內放入 1.0 莫耳 A 及 0.50 莫耳 B2 時, A 和 B 的初始濃度分別為 1.0 和 0.5 M, 因此反應初始速率為 rate = 180(1.0)2(0.5) = 90 M s-1, 另
1 d[ A] d[ B2 ] 1 d[C ] ?? ? 3 dt dt 2 dt 故 A 的消耗初始速率為 270 M s-1, B2 的消耗初始速率為 90 M s-1, C 的生 rate ? ? ??

成初始速率為 180 M s-1 46. 下列有關酸鹼強度之比較,何者正確? (A) 酸強度 HOI(aq) > HOCl(aq) (B) 鹼強度 Fˉ(aq) > Brˉ(aq) (C) 酸強度 CH3COOH(aq) > CF3COOH(aq) (D) 鹼強度 ClO3ˉ(aq) > BrO3ˉ(aq) 答案: (B) 解析: HOI 和 HOCl 的比較中, 因 Cl 電負度較 I 大, 拉電子能力較強, 使得 H+較易解離故 HOCl 酸性較 HOI 強; 同理 CF3COOH 的酸性比 CH3COOH 強;
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因 HClO3 是比 HBrO3 強的酸, 故其共軛鹼 ClO3ˉ的鹼性比 BrO3ˉ弱, 同理 HF 是比 HBr 弱的酸, 因此其共軛鹼 F-的鹼性較 Br-強 下列兩題 (47-48) 為題組: 在 25 ?C 下, 500 mL 的密閉容器中含有 He 和 Ar,其所佔質量百分比分別為 He 48%,Ar 52%,且此時的容器內總壓力為 2.0 atm,根據這些資訊回答以下兩題: 47. 於 50 ?C 下,容器內 He 和 Ar 的分壓分別為 PHe 和 PAr,則 PHe : PAr 的比值為 何? (A) 9.2 (B) 1.1 (C) 0.92 (D) 0.11 答案: (A) 解析: 根據道耳吞分壓定律, 各氣體的分壓與其莫耳分率呈正比, 故容器中的 各氣體的分壓比亦等於其莫耳數比; PHe : PAr = He 的莫耳數:Ar 的莫耳數 = (48/4) : (52/40) = 9.2 : 1 48. 若將溫度提高至 100 ?C,則總壓力變為多少? (A) (B) (C) (D) 1.6 atm 2.5 atm 3.2 atm 8.0 atm

答案: (B) 解析: 根據查理定律, P1/T1 = P2/T2, (2.0/298) = (P2/373), P2 = 2.5 atm 49. 甲和乙均為揮發性溶劑,混合後之溶液蒸氣壓與個別溶劑蒸氣分壓的關係圖 如下所示,虛線代表混合後溶液之蒸氣壓,X甲 代表甲溶劑在溶液中的莫耳 分率,根據此圖則下列敘述何者正確?

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(A) (B) (C) (D)

甲和乙溶劑混合形成溶液時會大量放熱 甲的揮發性較乙大 甲和乙可以是酒精和正己烷 當溶液中甲和乙的莫耳分率相同時,溶液的蒸氣中乙佔有較高之莫耳分 率

答案: (D) 解析: 由圖可知此溶液為一理想溶液, 甲-乙分子間的作用力與甲-甲分子間和 乙-乙分子間的作用力強度差不多, 故混合時反應熱接近零; 酒精和正己烷的 分子間的作用力小於酒精本身分子間與正己烷本身分子間作用力, 所以不互 溶, 無法形成理想溶液; 另由圖可知甲的揮發性較低, 故當兩者在溶液中的莫 耳分率相同時, 乙在蒸氣中所佔的莫耳分率較高 50. 以下為利用氮氣和氫氣合成氨氣的反應平衡方程式, N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g) + 92 kJ 假設此反應於ㄧ密閉容器中進行,則下列何者可以產生最多的氨氣? (A) 降低反應溫度 (B) 使用催化劑 (C) 將容器的體積增加為兩倍 (D) 於容器中加入 Ar,並維持容器體積不變 答案: (A) 解析: 此反應為一放熱反應, 故降低溫度可使反應平衡向右移動, 增加氨氣的 產率; 使用催化劑只會加速反應, 不會增加氨的產率; 增加反應容器的體積會 使平衡向左移動, 降低氨氣的產率; 加入惰性氣體在總體積不變的情況下, 不 會改變平衡和氨的產率 51. A、B、C、D 和 E 等五種元素,其電子組態分別如下;下列有關這些元素間 所形成之化合物的敘述何者正確? A: 1s22s22p4,B: 1s22s22p63s23p5,C: 1s22s22p2,D: 1s22s22p3,E: 1s22s22p1 (A) A 可與 B 形成 AB2 分子,且 AB2 為一角形分子 (B) B 與 C 可形成 CB4 分子,且形狀為平面四邊形 (C) B 可分別與 D 和 E 形成 DB3 和 EB3 分子,且均為極性分子 (D) A 可與 C 形成 CA2 分子,且 CA2 的路易斯結構中並無孤對電子 答案: (A) 解析: A 為氧(O), B 為氯(Cl), C 為碳(C), D 為氮(N), E 為硼(B); 其中 CB4 (CCl4) 為正四面體; DB3 (NCl3) 為三角錐,具有極性; EB3 (BCl3)為平面三角形, 不具
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極性; AB2 (OCl2) 為角形分子; CA2 (CO2) 的路易斯結構中, 氧原子上有孤對 電子 52. 分子式為 C3H4 的異構物有幾個? (A) (B) (C) (D) 4 3 2 1

答案: (B) 解析: C3H4 的異構物共有以下三個:
H C H3C C CH H2C C CH2 H C H C H

53. 現有濃度為 0.1 M 的 A 和 B 兩種酸之水溶液各 50 mL。若以 0.1 M NaOH 溶 液滴定,會得到以下兩條滴定曲線。下列有關之敘述何者錯誤?

(A) A 為弱酸,而 B 為強酸 (B) 當 A 酸中加入 40 mL NaOH 溶液後,此時的溶液形成一緩衝溶液 (C) 當 B 酸中加入 40 mL NaOH 溶液後,此時的溶液形成一緩衝溶液 (D) 以 NaOH 溶液滴定此二酸時,均可使用酚酞當指示劑 答案: (C) 解析: 由滴定曲線可知, B 的滴定當量點 pH 在 7 左右, 且其 pH 變化非常大; 相 反的, A 的滴定終點在鹼性範圍, 且 pH 變化幅度較小, 故 A 為弱酸 B 為強酸; 因酚酞的變色範圍為 pH 8-10, 可用於這兩種酸滴定的指示劑; 滴定過程中, 未達當量點前弱酸會與其被 NaOH 滴定生成的鹽類形成一緩衝溶液, 強酸則 無此現象, 故在加入 40 mL NaOH 時, 因未達當量點, A 酸溶液中會形成緩衝
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溶液 54. 已知鋅銀電池的標準電位和 Ag+ 標準還原電位分別如下: Zn(s) + 2 Ag+(aq) ? Zn2+(aq) + 2 Ag(s) E? = 1.56 V Ag+(aq) + eˉ ? Ag(s) Ered? = 0.80 V 其中鋅半電池是由鋅電極和 1.0 M 硝酸鋅溶液組成,而銀半電池是由銀電極 和 1.0 M 硝酸銀溶液組成,則有關此一電池之敘述何者正確? (A) Zn2+ 的標準還原電位為 0.76 V (B) 此電池中的鋅電極為正極 (C) 若於硝酸鋅溶液中添加硫酸鋅固體,則電池電位會下降 (D) 若於硝酸銀溶液中添加氯化鈉固體,則電池電位會上升 答案: (C) 解析: Zn2+ 的標準還原電位應為-0.76 V, 鋅電極在此電池中為陽極會產生電 子, 應為負極; 添加硫酸鋅會增加 Zn2+濃度, 使得反應平衡往左移動, 造成電 位下降; 而加入氯化鈉會產生 Clˉ與 Ag+反應生成沈澱, 使溶液中 Ag+濃度降低, 平衡往左移動, 電位降低 55. 在化學課堂中,李同學嘗試著平衡以下的氧化還原反應方程式 MnO4ˉ(aq) + S2ˉ(aq) ? MnS(s) + S(s) 已知此反應是於鹼性溶液中進行。方程式正確平衡後,下列敘述何者正確? (A) 反應式的左邊有 8 個 H2O (B) MnS(s) 的係數為 5 (C) S2ˉ(aq) 的係數為 2 (D) 反應式的左邊有 16 個 OHˉ 答案: (A) 解析: 此反應可利用半反應平衡法來平衡方程式, 因在鹼性溶液, 故反應方程 式中, 主要是用 H2O 和 OHˉ來平衡左右兩邊的 H 及 O 的原子數目, 如下: (1) MnO4ˉ(aq) + S(s) + 4 H2O(l) + 7 eˉ ? MnS(s) + 8 OHˉ(aq) (2) S2ˉ(aq) ? S(s) + 2 eˉ (1) ? 2 + (2) ? 7 得最後的平衡方程式為 2 MnO4ˉ(aq) + 7 S2ˉ(aq) + 8 H2O(l) ? 2 MnS(s) + 5 S(s) + 16 OHˉ(aq) 56. 於實驗室中若想要配製含有 CaF2 (Ksp = 3.2 ? 10-11) 之 1.0 L 水溶液,為使得 CaF2 溶解量達到最大,則該選擇下列何者當溶劑? (A) 純水 (B) 0.1 M HF(aq)
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(C) 0.1 M NaOH(aq) (D) 0.1 M HCl(aq) 答案: (D) 解析: CaF2 溶於水中後會有以下之平衡反應 (1) CaF2(s) ? Ca2+(aq) + 2 Fˉ(aq), (2) Fˉ(aq) + H2O(l) ? HF(aq) + OHˉ(aq) 以 HF(aq)當溶劑會因為 F-所產生的共同離子效應使 CaF2 在水中溶解度降低, 而 NaOH(aq)中的 OH-會使得方程式(2)中的平衡往左移, 並產生較多 Fˉ進而降 低 CaF2 的溶解度, 至於 HCl(aq)為酸性其 H+會與方程式(2)中的 OHˉ反應使得 平衡向右移動, 並造成[Fˉ]降低, 使方程式(1)的平衡往右移動, 因此會使得 CaF2 溶解度比在純水中來的大 57. DDT 為早期廣泛使用的殺蟲劑,因為其會殘留在環境中並對生態造成傷害; 例如在噴灑區域內的許多鳥類體內會累積大量的 DDT , 造成其產下的蛋殼變 薄易碎,使得許多鳥類有瀕臨絕種的危機,因此目前已經禁用。今有一桶 10 L 的 DDT 噴灑到某一湖泊並使湖水內 DDT 的濃度為 2.24 ? 10-6 M,已知 DDT 的分解反應為一級反應且半生期為 56 天,若該湖泊中 DDT 濃度要減 少到對人類安全的 1.40 ? 10-7 M 以下,至少要經過多久? (A) 112 天 (B) 168 天 (C) 224 天 (D) 280 天 答案: (C) 解析: 由題目得知 DDT 安全濃度為原始濃度之 1.40 ? 10-7/2.24 ? 10-6 = 1/16, 需要經過 4 個半生期(t1/2), 因 DDT 衰減為一級反應, 故需要 4 ? 56 = 224 天 58. 下列有關原子和分子的性質比較,哪些正確? I. 第一游離能: Be > B II. 鍵長: H-F > H-Cl III. 原子大小: Al > S IV. 電負度: N > P V. 電子親和力: F > Cl (A) II、 III、 IV (B) I、 III、 IV (C) I、 III、 V (D) III、 IV、 V

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答案: (B) 解析: Be 和 B 最外層電子分別為 2s2 和 2s22p1, 2p 上的電子較易被移去, 故 IE1 大小: Be > B; H-F 的鍵長比 H-Cl 短; 典型元素中, 同一週期中原子半徑由週 期表的左邊往右邊遞減, 故 Al > S; 同一族元素之電負度有往下遞減的趨勢, 故 N > P; 因為 F 的半徑小, 電子間排斥力大, 故電子親和力反而比 Cl 的電子 親和力小 59. 柳酸的結構如下所示,其為合成阿司匹靈的原料之一,下列有關柳酸之敘述 何者錯誤?
OH

COOH

(A) 合成阿司匹靈時,可用乙酸酐將柳酸中的羥基乙醯化得來 (B) 柳酸除了分子間氫鍵外,亦可形成分子內氫鍵 (C) 柳酸的存在可用 FeCl3 溶液檢驗,主要是因為其羧基可與 Fe3+ 鍵結生 成藍紫色的特性化合物 (D) 柳酸可與甲醇進行酯化反應 答案: (C) 解析: FeCl3 溶液可用於檢驗柳酸的存在, 是因為柳酸具有類似酚的結構(酚官 能基)可與 Fe3+形成藍紫色的 Fe(OAr)3 化合物; 在阿斯匹靈中因其酚基已被乙 醯化, 無法與 Fe3+形成藍紫色化合物, 因此 FeCl3 溶液可用於檢測實驗所合成 的阿斯匹靈中是否有柳酸殘留 60. 以下所示為一種胺基酸的結構。根據此結構,下列敘述何者正確?
O H2N CH CH2 C OH

NH

(A) 此胺基酸中只含有一級的胺基 (B) 此分子中共有 4 個 ? 鍵 (C) 此分子中的氧原子均為 sp2 混成軌域 (D) 此分子中具有 sp2 混成軌域的碳原子有 9 個

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答案: (D) 解析: 此胺基酸中除了一級的胺基外, 在支鏈上(五員環)有個二級胺; 分子 中共有 5 個?鍵, 具有 sp2 混成軌域的 O 只有 1 個, 接在 H 上的 O 為 sp3 混成 軌域 61. 下列有機化合物中,何者沒有順反異構物? (A) (CH3)2C=CHCH3 (B) CH3(C2H5)C=CHC2H5 (C) CH3CH=CHCH3 (D) CH3CH=CHC2H5 答案: (A) 解析: (CH3)2C=CHCH3 的結構如下,只有一種異構物。

62. 下圖的有機烯化合物的結構因為很像一隻展翅高飛的鳥,所以被命名為「始 祖鳥烯」 ,其中的 R1(鳥頭)和 R2(鳥尾)為烷基。下列有關始祖鳥烯的敘述何者 正確?

(A) 始祖鳥烯沒有順反異構物 (B) 若 R1 為甲基且 R2 為乙基,則其化學式為 C13H18 (C) 碳-碳雙鍵的鍵能比碳-碳單鍵的鍵能高,以過渡金屬催化開環化學反應 時,會比較難得到由碳-碳雙鍵斷裂而衍生的產物 (D) 始祖鳥烯能使酸性過錳酸鉀水溶液和溴水褪色,其褪色的原因都是因為 發生加成反應 答案: (A) 解析: (A)七環以下的有機烯不會有反式異構物。 (B)當 R1 = CH3,R2 = C2H5 時,其化學式應為 C13H16。 (C) 2005 年諾貝爾化學獎頒給研究┌烯烴複分解反應┘的三位化學家, 此反應中經由碳-碳雙鍵斷裂而產生新的有機化合物。 (D)始祖鳥烯與溴水反應得到加成產物,但與酸性過錳酸鉀反應時,碳 -碳雙鍵會被氧化而裂解。
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63. 下列何者能確實證明甲烷的結構是正四面體而不是平面正方形? (A) 甲烷有四個碳-氫共價鍵 (B) 甲烷的化性非常不活潑,與強酸、強鹼不反應 (C) 甲烷的單氯取代物沒有同分異構物 (D) 甲烷的二氯取代物沒有同分異構物 答案: (D) 解析: 若甲烷的結構為平面正方形,則其二氯取代物會有兩種幾何異構物。 64. 下列實驗操作中,何者會使測定結果偏高? (A) 使用吸量管取樣前,以待測液潤洗吸量管 2~3 次 (B) 酸鹼滴定所使用的錐形瓶加入待測液後,再加入少量蒸餾水稀釋 (C) 測定硫酸銅結晶水含量的實驗中,硫酸銅晶體加熱完全失去結晶水後, 將裝樣品的坩鍋置於空氣中自行冷卻 (D) 在滴定酸的實驗中,於實驗前一週預先配製 0.100 M 氫氧化鈉標準液儲 存於玻璃瓶中 答案: (D) 解析: (A)這是標準程序,所以不會造成偏差。 (B)此稀釋不會造成測定結果的誤差。 (C)若將完全失去結晶水的硫酸銅固體置於空氣中自行冷卻會吸收空氣 中的水氣,所以測定結果會偏低。 (D)氫氧化鈉溶液放置太久會吸收空氣中的二氧化碳並與玻璃瓶起反應 造成濃度偏低,在操作酸鹼滴定時會使用較多的氫氧化鈉溶液而造成 測定結果偏高。 65. 下列何者為 MgCl2· H2O 在 600 ?C 的密閉系統中鍛燒後的主要產物? (A) MgCl2· H2O (B) Mg(OH)2,HCl,H2O (C) Mg,Cl2,H2O (D) MgO,HCl,H2O 答案: (D) 解析: MgCl2· H2O 經加熱時先脫去結晶水,高溫下,水再與 MgCl2 反應產生 MgO 和 HCl。 66. 亞硝酸鹽可與肉品中的肌紅素結合而更安定,所以常在食品加工業被添加在
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香腸、臘肉、培根、火腿和熱狗等食物中做為保色劑,以維持良好外觀還有 防腐作用。當大量的亞硝酸鹽進入人體血液中時,NO2ˉ會將血紅蛋白中的 Fe2+氧化成 Fe3+,正常血紅蛋白轉化為高價鐵血紅蛋白,失去攜帶氧氣功能, 引起中毒,甚至死亡。下列何組試劑無法檢驗 NO2ˉ的存在? (A) FeCl2/KSCN (B) KMnO4/H2SO4 (C) AgNO3/HNO3 (D) KI/澱粉 答案: (C) 解析: (A)FeCl2 可被 NO2ˉ氧化成 Fe3+,Fe3+與 SCNˉ反應產生血紅色的溶液。 (B)在酸性的條件下,紫色的 MnO4ˉ被 NO2ˉ還原成淡粉紅色的 Mn2+。 (C) AgNO3/HNO3 與 NO2ˉ沒有反應。 (D) NO2ˉ氧化 Iˉ成 I2,I2 可與澱粉反應形成藍色的錯合物。 67. 今有 X、Y 和 Z 三種未知溶液。在硫酸銅溶液中加入適量的 X 溶液後可得沉 澱 a,除去 a 之後的溶液再加入適量的 Y 溶液後會產生沉澱 b,已知 a 和 b 均不溶於 Z 溶液中,則下列何者分別是 X、Y 和 Z? (A) (B) (C) (D) 氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液和稀硝酸 氫氧化鋇溶液、硝酸銀溶液和稀鹽酸 氯化鋇溶液、氫氧化鈉溶液和稀硝酸 氯化鋇溶液、硝酸銀溶液和稀硝酸

答案: (D) 解析: (A) (B) (C) (D)

沉澱 a = Cu(OH)2、沉澱 b = BaSO4,但 Cu(OH)2 會溶於稀硝酸。 沉澱 a = Cu(OH)2 + BaSO4、沉澱 b 則不會發生。 沉澱 a = BaSO4、沉澱 b = Cu(OH)2,但 Cu(OH)2 會溶於稀硝酸。 沉澱 a = BaSO4 、 沉澱 b = AgCl 且 BaSO4 和 AgCl 均不溶於稀硝酸 。

68. 下列離子反應方程式中,何者屬於水解反應? (A) HCO3ˉ + H2O ? CO32ˉ + H3O+ (B) HSˉ + H2O ? H2S + OHˉ (C) H2PO4ˉ + H2O ? HPO42ˉ + H3O+ (D) HCO3ˉ + OHˉ ? CO32ˉ + H2O 答案: (B) 解析:(A)酸解離反應。 (B)水解反應。
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(C)酸解離反應。 (D)酸鹼反應。 69. 在某一溫度下,2 A(g) + B(g) ? 2 C(g) 的反應在一可改變容積的容器中達到 平衡時,A、B 和 C 三物質的量分別為 4、2 和 4 莫耳。若溫度和壓力保持不 變,但改變三物質的量,則何者可使平衡向右移動? (A) 三物質的量均減半 (B) 三物質的量均加倍 (C) 三物質均增加 1 莫耳 (D) 三物質均減少 1 莫耳 答案: (C) 解析: (A)因為分壓不變,所以平衡不動。 (B)因為分壓不變,所以平衡不動。 (C)反應物的淨分壓變大,所以平衡會向右移動。 (D)反應物的淨分壓變小,所以平衡會向左移動。 70. E 和 M 為某兩種元素,已知 E 為位於前 3 個週期中的某一元素,且 E2ˉ與 M+的電子數之差為 8,則下列敘述何者正確? (A) E 和 M 的原子序之差為 8 (B) E 和 M 原子的電子總數之和可能是 19 (C) E 和 M 原子的最外層電子總數之差為 5 (D) E 和 M 原子的最外層電子總數之和為 8 答案: (C) 解析: E 最有可能為第 16 族的元素 , 而 M 為鹼金族元素 , 所以(E, M) = (O, Li) 或(S, Na)。 (A) E 和 M 的原子序之差為 5。 (B)因為(E, M)可能為(O, Li)或(S, Na),前者電子總數為 8 + 3 = 11,後 者電子總數為 16 + 11 = 27 , 所以 E 和 M 電子總數之和不可能是 19 。 (C)因位 E 和 M 原子的原子序只差 5,所以 E 和 M 原子為同一週期元 素,因此兩者的最外層電子總數之差為 5。 (D) E 和 M 原子的最外層電子總數之和為 7。 71. 食品安全問題最近成為大家關注的焦點。如蘇丹紅是一種工業合成染色劑, 若被濫用做食品的著色劑,會嚴重危害人們的身體健康。蘇丹紅一號的結構 式如下圖所示,下列有關它的敘述何者錯誤?

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(A) (B) (C) (D)

蘇丹紅一號可與 FeCl3 溶液發生顯色反應 蘇丹紅一號在空氣中完全燃燒後所得的產物為 CO2、H2O 和 NO 蘇丹紅一號的分子式為 C16H12N2O 蘇丹紅一號可進行取代反應

答案: (B) 解析: (A)因為蘇丹紅一號分子有酚的官能基,所以可與 FeCl3 溶液發生顯色 反應---正確。 (B)蘇丹紅一號在空氣中完全燃燒後所得的產物為 CO2 、 H2O 和 NO2--不正確。 (C)蘇丹紅一號的分子式為 C16H12N2O---正確。 (D)蘇丹紅一號分子的芳香環可發生取代反應---正確。 72. 下圖為某一公司所生產的修正液的使用說明及注意事項。結合生活經驗及所 學的知識,下列有關該修正液的敘述何者錯誤? 修 正 液 使用方法: 使用前搖勻修正液 塗於修正處少許 待完全乾後書寫 注意事項: 用完後請立刻蓋上蓋子 嚴禁食用 (A) (B) (C) (D) 該修正液是一種透明的膠體溶液 該修正液中含有的化學物質可能有毒 該修正液的成份對紙張不具腐蝕性 該修正液的溶劑易揮發、易燃

答案: (A) 解析: 修正液不是透明的膠體溶液。 73. 一燃料電池可同時供應電和水蒸氣,其工作溫度為 600 – 700 ?C,所用的燃 料為 H2,電解質為熔融的 K2CO3,已知該燃料電池的淨反應為:
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2 H2(g) + O2(g) ? 2 H2O(g) 則下列有關該電池的敘述何者正確? (A) (B) (C) (D) 正極反應為 O2 + 2 H2O + 4 eˉ ? 4 OHˉ 放電時,CO32ˉ向負極移動 電池供應 1 莫耳水蒸氣時,轉移的電子數為 4 莫耳 放電時,溶液中 CO32ˉ不斷減少

答案: (B) 解析: 在以 KOH 當電解液的鹼性氫氧燃料電池中所發生的兩個半反應: 陽極(負極): H2(g) + OHˉ(aq) ? 2 H2O(l) + 2 eˉ 陰極(正極): O2 + 2 H2O + 4 eˉ? 4 OHˉ 同理,在以熔融的 K2CO3 當電解質時,兩個相對應的半反應: 陽極(負極): H2 + CO32ˉ? H2O + CO2 + 2 eˉ 陰極(正極): O2 + 2 CO2 + 4 eˉ? 2 CO32ˉ

(A)正極反應為 2 CO2 + O2 + 4 eˉ? 2 CO32ˉ。 (B)放電時,CO32ˉ向負極移動。 (C)電池供應 1 莫耳水蒸氣時,轉移的電子數為 2 莫耳。 (D)放電時,CO32ˉ雖然會在陽極消耗,但它會在陰極產生,因此在 淨反應中不會減少。 74. 若欲將密度為 D g/mL (為一定值)、濃度為 18.4 M 的濃硫酸 100 g 稀釋成 9.2 M 的硫酸,則下列有關所加入水的體積的敘述何者最為恰當? (A) 等於 100 mL (B) 小於 100 mL (C) 大於 100 mL (D) 等於 100 g/D

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答案: (B) 解析: 假設稀釋成 9.2 M 的硫酸後的體積為 V mL,則因稀釋前和稀釋後的 溶質莫耳數相等:(100 g ÷ D) × 18.4 = 9.2 × V,V = 200 g/D。如果體積 可以加成,則所加入水的體積應等於 200 g/D – 100 g/D = 100 g/D,但 是實際上體積是無法加成的,所以所加入水的體積應絕不等於 100 g/D。因為 D = 1.84 g/mL,故 100 g/D 會小於 100 mL。所以,選項(B) 是最恰當的敘述。 75. 有兩種不含結晶水的鹽 A 和 B,它們在不同溫度下的溶解度(100 克水中)如 下表資料所示。則下列敘述何者恆為正確? A 的溶解度 B 的溶解度 20 ?C 35.7 克 31.6 克 50 ?C 46.4 克 108.0 克

(A) 若一水溶液同時含有 A 和 B,則可利用再結晶的方法將它們完全分離 (B) 在 50 ?C 下,於 100 克水中同時加入 20.0 克的 A 及 108.0 克的 B,攪拌 並使此二鹽完全溶解後,若將此溶液冷卻到 20 ?C,則會有 76.4 克的 B 析出 (C) 在 20 ?C 時,A 和 B 都可以配成重量百分率濃度為 25%的不飽和溶液 (D) A 和 B 在某一溫度下具有相同的溶解度 答案: (D) 解析: (A)由題意得知欲從同時含有高水溶性的 A 和 B 鹽水溶液中將 A 和 B 鹽完全分離是不可能的。 (B)若 A 鹽和 B 鹽的陰陽離子皆不相同時,則該溶液中最多可能會有 4 種鹽存在,所以不一定會析出 76.4 克的 B。 (C)要配製重量百分率濃度 25% 的 A 和 B 水溶液,必頇在 100 克水中 分別溶有 A 和 B 各 33.3 克;而根據 A 和 B 在 100 克水中的溶解度得 知重量百分率濃度 25% 的 A 和 B 溶液分別為不飽和及超過飽和狀態 。 (D)由提供的數據得知 A 和 B 的溶解曲線在 20 至 50 ?C 之間一定會有 交叉點,此點即代表溶解度相同。 76. 下列有關亨利定律(s = kP)和拉午耳定律(P = XP?)的敘述中,何者正確? (A) 亨利定律的比例常數(k)為溶質的函數但與溶劑無關 (B) 拉午耳定律的比例常數(X)與溶質的種類有關 (C) 亨利定律中的s可適用於重量百分率與體積莫耳濃度的單位 (D) 亨利定律常數與溫度無關

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答案: (C) 解析:亨利定律和拉午耳定律在稀薄溶液時才可以適用。因此,溶質遵守亨 利定律;而溶劑遵守拉午耳定律 (A)亨利定律的比例常數與溶質和溶劑皆有關。 (B)拉午耳定律為一與依數性質相關的定律且僅適用於非揮發性及非 電解質的溶質,故 X 與溶質的種類無關。 (D)亨利定律常數與溫度有關,其值隨溫度而變化。 77. a、b、c、d 和 e 代表週期表前 4 個週期中的五個元素,其相對位置如下圖 所示,則下列有關此五元素的敘述何者正確? a b c e (A) 元素 b 除了元素態之外,只有一種氧化數 (B) 此五種元素中,元素 c 的化性最不活潑 (C) 在相同條件下,b 和 d 的氣態氫化物會溶於水,其水溶液的酸強度: b>d (D) 元素 e 的最高價數的氧化物的水溶液和不同量的氫氧化鈉溶液反應可能 生成三種鹽 答案: (D) 解析: 根據題意得知:a 為 He,b 為 O,c 為 Si,d 為 Cl,e 為 As (A)除元素態外,O 的氧化數可以為-2 (O2ˉ)、-1 (O22ˉ)、-1/2 (O2ˉ) 和 +2 (如 OF2)等。 (B) a(He)最不活潑。 (C) HCl(d)的水溶液會較 H2O(b)酸。 (D)元素 e 是第 15 族的 As,最高價數的氧化物 As4O10 溶於水時產生 H3AsO4。當 H3AsO4 與不同量的氫氧化鈉溶液反應可生成 NaH2AsO4、 Na2HAsO4 和 Na3AsO4。 78. 在汽油中添加甲苯可增加汽油的辛烷值。若要甲苯完全燃燒,則空氣與甲苯 氣體的體積比值,至少為下列何者? (A) 52 (B) 43 (C) 26 (D) 9
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d

答案: (B) 解析: C7H8(g) + 9 O2(g) ? 7 CO2(g) + 4 H2O(g)。若 1 體積的甲苯要完全燃燒 需要 9 倍體積的氧氣,而氧氣約占空氣的 20.95%,所以需要約 43 倍 體積的空氣。 79. 將等重量的氣體 X 和 Y 置於可改變容積的密閉容器中,在一定條件下發生 如下的反應並達到平衡: X(g) + Y(g) ? 2 Z(g),ΔH < 0。當改變某個反應條件 時該反應平衡會移動而達到新平衡,反應條件的改變及新平衡與原平衡的關 係列於下表中,何者正確? 改變的反應條件 (A) (B) (C) (D) 升高溫度 升高壓力 降低壓力 加入一定量的 Z 新平衡與原平衡比較 X 的體積分率變大 Z 的濃度不變 Y 的體積分率變小 X 的體積分率變大

答案:(A) 解析: (A)此反應為放熱反應,升高溫度時,新平衡向左移動,Z 變少,X 和 Y 變多,所以 X 和 Y 的體積分率變大。 (B)升高壓力或容積變小時,原平衡不會移動,但容積變小,Z 的濃度 變大。 (C)降低壓力或容積變大時,原平衡不會移動,所以 Y 的體積分率不變。 (D)因為該反應為放熱且熵沒有改變(K > 1),對生成 Z 較有利,所以再 加入的 Z 非常有可能只有一小部份分解成 X 和 Y。因此,X 的體積分 率會變小。 80. 化學知識廣泛應用於生產和生活中,下列敘述何者錯誤? (A) (B) (C) (D) 食用皮蛋時,蘸些食醋時可以去除氨的氣味 棉花和木材的主要成分為纖維素,蠶絲和蜘蛛絲的主要成分是蛋白質 食用鹽中是否有加碘鹽只要以澱粉溶液測試便可立見分曉 液態氯罐洩漏時,可將其移入水塘中,並同時向水塘中加入生石灰

答案: (C) 解析: (A)醋酸與氨會進行酸鹼中和反應。 (B)植物的棉花和木材的主要成分為纖維素,而動物的蠶絲和蜘蛛絲的 主要成分是蛋白質。 (C)因為澱粉與 I2 作用會產生藍色的錯合物,而食用鹽中含碘的成份為 KIO3,所以若要產生 I2 則還需要加入碘化鉀及幾滴酸: IO3ˉ + 5 Iˉ + 6
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H+ ? 3 I2 + 3 H2O。 (D)氯氣與水可產生如右反應: Cl2 + H2O ? HCl + HClO,加入生石灰 (CaO)可中和 HCl 和 HClO 產生 CaCl2 和 Ca(ClO)2。

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