目錄 單元 O: 基礎化學 P.1 單元一: 化學計量 P.4 單元二: 氣體 P.11 單元三: 溶液 P.19 單元四: 反應速率與平衡 P.8 單元五: 酸鹼鹽 P.4 單元六: 氧化還原 P.53 單元七: 原子結構與週期表 P.67 單元八: 化學鍵 P.76 單元九: 金屬與非金屬 P.

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1 忠明高中總複習叢書 化學總複習精華 近十七年 ( 聯考 指考 ) 試題完全蒐錄 說明 : 下列資料, 可供回答問題之參考 一 元素週期表 (1~36 號元素 ) 1 H Li Be B C N O F 19.0 He Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc 45.0 二 理想氣體常數 Ti V Cr Mn Fe 55.8 R = L atm K mol 7 Co Ni Cu Zn 65.4 = 8.31 J K mol Ga 69.7 c 34 三 E = hv = h, h 為普朗克常數 = 焦耳 秒 λ 8 9 c 為光速 = 米 / 秒, v 為頻率, λ 為波長, 1 奈米 = 10 米 1 ev = J 四 1 法拉第 =96500 庫侖 五 指示劑變色範圍的 (ph 值 ) 指示劑名稱 變色範圍 ph 值 甲基紅 溴瑞香草酚藍 酚酞 三年班號姓名 : 3 Ge As Se Br Kr 83.8

2 目錄 單元 O: 基礎化學 P.1 單元一: 化學計量 P.4 單元二: 氣體 P.11 單元三: 溶液 P.19 單元四: 反應速率與平衡 P.8 單元五: 酸鹼鹽 P.4 單元六: 氧化還原 P.53 單元七: 原子結構與週期表 P.67 單元八: 化學鍵 P.76 單元九: 金屬與非金屬 P.86 單元十: 有機化學 P.95 單元十一: 實驗 P.107 附錄 1:101 指考試題 P.118 附錄 :99 課綱參考試卷 P.16 本書包含 85~101 年大考試題 詳解電子檔刊載於網路 ( 含 80~84 年試題 ): 忠明高中化學老師謹識 013.3

3 單元 O: 基礎化學 1. 氟氯碳化合物會破壞臭氧層, 其短程替代物為氫氟碳化合物 以 HFC nmp 代表其分子式 其中 n 代表分子式中碳的數目減 1 例如 CHF CF 3 為 HFC 15,CF 3 CHFCF 3 為 HFC 7, 根據上列之說明, 試推論下列敘述, 何者不正確? 85 日大 (A) m 代表分子式中氫的數目加 1 (B) p 代表分子式中氟的數目 (C) CH FCHF 為 HFC 143 (D) CF 3 CF CF 3 為 HFC 08. 下列有關大氣性質之敘述, 何者正確? 85 日大 (A) 大氣中的氧氣可經由植物之呼吸作用而產生 (B) 大氣中的對流層及臭氧層之溫度, 隨離地面高度之增加而減少 (C) 閃電可促使大氣中氮氣與氧氣反應, 生成氮的氧化物 (D) 生物腐敗分解時, 一般放出二氧化碳及氧氣至大氣中 (E) 空氣裡的惰性氣體中, 以氦的含量最多 3. 一般核能電廠利用鈾同位素之核分裂產生之能量來發電 下列有關此核反應之敘述, 何者正確? 85 日大 35 (A) 所使用的鈾同位素為 9 U (B) 所使用的鈾同位素需受到質子的撞擊才能分裂 (C) 此核分裂反應中, 反應物之質量大於生成物之質量 (D) 所使用的鈾同位素, 每一莫耳分裂後所產生之能量, 大約為燃燒一莫耳的碳所產生熱能的一萬倍 (E) 此核分裂所放出的能量, 主要來自分裂前後參與反應或所產生原子之電子組態之大幅改變 4. 下列有關臭氧的敘述, 何者正確? 85 日大 (A) 臭氧的分子式為 O 3 (B) 平流層的臭氧吸收陽光, 可進行分解反應 (C) 臭氧及氧氣皆不具毒性 (D) NO 會催化臭氧的分解 (E) 臭氧可使碘化鉀澱粉試紙由無色變為深紅色 5. 下列有關大氣環境的敘述, 何者不正確? 86 日大 (A) 自然界中的 CO 主要是來自於石油和煤的不完全燃燒 (B) 大氣中 SO 的主要來源是石油和煤的燃燒, 以及硫酸製造廠的廢氣 (C) 大氣中氮的氧化物的主要來源是空氣在內燃機中的反應 (D) 汽車所排放之廢氣, 通常包含碳 氮和硫的氧化物及烴類 6. 下列有關水與重水的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 重水也稱為氘水, 其分子式可寫為 D O( 其中 D 是 H) 1 (B) 重水可用於核子反應器中, 作為中子加速劑 (C) 重水的沸點較自然水高 (D) 重水的凝固點較自然水低 (E) 重水較自然水更不易被電解, 故重水可由水電解後的殘液分餾而得 1

4 7. 下列有關水的敘述, 何者正確? 88 日大 (A) 一個水分子共含八個電子 (B) 水可與蔗糖產生氫鍵 (C) 水可與鉀金屬反應產生氫氣 (D) 重水中的每個氘原子有 個中子 (E) 水可與乙醇以任何比例互溶 8. 下列何種方法較不適合用於水的純化? 89 日大 (A) 蒸餾法 (B) 電解法 (C) 離子交換法 (D) 逆滲透法 9. 下列有關水的敘述何者正確? 91 指考 (A) 用碘化銀進行人造雨, 是因為其結構與冰的晶體相似 (B) 在 0 時, 固態的密度較液態的低, 是因為氫鍵的關係 (C) 離子交換樹脂可用於海水淡化 (D) 含有鉀離子及鈉離子的水稱為暫時硬水 (E) 一般雨水的 ph 值為 7 答案與詳解 1. (D) 詳解 氫氟碳化合物 HFC nmp 符號, 根據題意可研判出 : n 代表分子式中碳的數目減 1, m 代表分子式中氫的數目加 1, p 代表分子式中氟的數目, 故 (D) 項 CF 3 CF CF 3 為 HFC 18. (C) 詳解 (A) 大氣中的氧氣可經由植物的 光合作用 產生獲得補充, 至於生物呼吸作用是消耗氧氣的 (B) 大氣中的對流層之溫度, 每升高 1 公里, 溫度降低 6.5 ; 而臭氧層 ( 平流層 ) 之溫度, 每升高 1 公里, 溫度增加 5 (D) 空中的雷電可使氮與氧化合, 生成氮的氧化物 (D) 土壤中的硝酸鹽與腐爛之動植物, 能經由微生物的分解作用產生氮及氨, 而返回大氣中 (E) 空氣裡的惰性氣體, 以氬 Ar( 占 0.934%) 最多, 氦含量甚微 ( %) 3. (A)(C) 詳解 (A) 鈾 35 的 核分裂 反應, 乃係產生核能發電和原子彈爆炸的應用結果 (B) 利用 慢中子 撞擊鈾 35 U 核, 產生核分裂, 例如 : 1 U + 35 U Ba + Kr 3 1 n 36 0 (C) 在核分裂中, 有質量虧損, 反應後轉變為巨大能量放出 ( E= MC )

5 (D) 平均每一莫耳 35 U 的分裂, 產生約 J 的能量, 而燃燒一莫耳的碳, 只能產生 J 的能量, 其相差約 10 7 ~10 8 倍 (E) 核分裂的能量, 主要來自質量虧損, 利用愛因斯坦的質能互換 E = mc 公式, 可得巨大的分裂能 4. (A)(B)(D) 詳解 陽光照射 (B) 平流層的臭氧, 吸收陽光會產生光分解作用 O 3 3O (D) 臭氧具有毒性, 但飲水中加入少量的臭氧, 會有消毒殺菌作用 (D) NO 會和臭氧層起反應而減少臭氧, 造成臭氧層的危機 (E) 臭氧的氧化力非常強, 可使碘化鉀的澱粉試紙由無色變為深藍色 KI + O 3 + H O I + KOH + O, 碘與澱粉作用, 呈藍色反應所致 5. (A) 詳解 石油和煤的不完全燃燒是 CO 來源之一, 但這種人為來源的產生量比其他不明原因的要少 ; 譬如, 在秋天樹葉凋零時, 葉綠素分解就會產生相當大量的 CO 6. (A)(C)(E) 詳解 (B) 重水可用於核子反應器中, 作為中子減速劑 (D) 重水的凝固點較自然水高 7. (B)(C)(E) 詳解 (A) 一個水分子含有 = 10 個電子 (C) K + H O KOH + H (D) H 1 O 中每個氘原子有 1 個中子 8. (B) 詳解 電解法將水分解為氫和氧, 並不能將水純化 9. (A)(B)(C) 詳解 (C) 海水淡化共有五種方法 : 逆滲透法 蒸餾法 電透析法 凝固法及離子交換法, 至今以蒸餾法最為普遍 (D) 含有 Ca + Mg + 之酸式碳酸鹽的水, 才是暫時硬水 (E) 一般雨水中溶有二氧化碳呈弱酸性 CO + H O H CO 3 H + + HCO 3 ph 值約為 5.6 3

6 壹. 化學方程式 & 化學計量 : 一. 化學式 : 單元一 : 化學計量 1. 定義 : 用元素符號來表示物質的組成的式子稱之. 種類 : 分為實驗式 ( 簡式 ) 分子式 結構式 示性式 電子式共五種 3. 以乙酸為例 : 實驗式分子式結構式示性式電子點式 CH O C H 4 O H C C CH 3 COOH 原子種類原子最簡整數比 原子種類原子確實數目 原子種類原子確實數目原子結合方式 原子種類原子確實數目官能基特性 原子種類原子確實數目電子分布情形 二. 化學方程式 : 用化學式扼要表明化學反應進行時所引起的物質組成的改變及參與反應各物質的對應質量 從其中可以看出參與反應之物質的組成 相對量 狀態 及反應條件 平衡化學方程式步驟 書寫順序 1. 寫出反應物與生成物及其相態 CH 4(g) + O (g) H O (l) + CO (g). 平衡各化學式之係數 CH 4(g) + O (g) H O (l) + CO (g) 3. 註明反應條件 CH 4(g) + O (g) H O (l) +CO (g) 4. 若有需要表示為熱化學反應方程式, CH 4(g) + O (g) H O (l) +CO (g) 則需加入反應熱 H= kj 三. 化學計量 : 研究化學反應中之定量關係稱為化學計量 1. 寫出化學反應方程式並且平衡係數. 將已知量 ( 質量 粒子數 體積 ) 換算成莫耳數 3. 依方程式係數求出待求物質的莫耳數 4. 將求得莫耳數換算成所求的量 ( 質量 粒子數 體積 ) H H O O H H : O: : : :.. H.. C.. C.. O.. H :.. H 未知氣體體積 註 : 係數比 = 莫耳數變化量比 ( 莫耳數比 重量比 ) 4

7 貳. 反應熱 一. 反應熱種類 : 1. 莫耳生成熱 :5 1 atm 下,1 莫耳化合物由其成分元素化合而成之能量變化 如 :H (g) +1/O (g) H O (l) H =-86 kj a. 標準狀態 (5 1 atm) 下, 元素之莫耳生成熱訂為 0 b. 以最常見或最重要的同素異形體莫耳生成熱訂為零 例如 : 碳 : 石墨, 硫 : 斜方硫, 磷 : 白磷 ( 黃磷 ), 氧 :O C (S) ( 石墨 ) C (S) ( 金剛石 ) H =+1.88 kj/mol 0 c. 莫耳生成熱可能為吸熱或放熱. 莫耳分解熱 :5 1atm 下,1 莫耳化合物分解為其成分元素時之熱量變化 如 :H O (l) H (g) + 1/O (g) H =+86 kj NaCl (s) Na (s) +1/Cl (g) H = +411 kj 同一種化合物的莫耳分解熱與莫耳生成熱同值異號 3. 莫耳燃燒熱 :5 1 atm 下,1 莫耳純物質完全燃燒所放出的熱量 如 :H (g) +1/O (g) H O (l) H =-86 kj a. 燃燒熱必為放熱反應, 即 H<0 b.h 的莫耳燃燒熱正好是 H O 的莫耳生成熱 c.c 的莫耳燃燒熱正好是 CO 的莫耳生成熱 ( 非 CO) d.co H O O 之燃燒熱為 0 二. 反應熱三大定律 : 1. 反應熱的大小和反應物的莫耳數成正比, 故方程式之 H 隨方程式的係數而變, 係數變為 n 倍, H 值亦變為 n 倍 例 :H (g) +1/O (g) H O (l) H=-85.8 kj H (g) + O (g) H O (l) H=-85.8 kj. 反應以反方向進行時, H 值大小不變, 為同值異號 例 :HgO (s) Hg (l) +1/O (g) H = kj Hg (l) +1/O (g) HgO (s) H = kj 3. 赫士定律 : 若一反應能以數個其他反應的代數和表示時, 此反應之反應熱等於數個相對應方 程式反應熱的代數和 亦即反應熱與變化所經途徑無關, 只與變化的最初與最終狀態有關 例 : 已知 Sn (s) + Cl (g) SnCl (s) 三. 反應熱計算法 : SnCl (s) + Cl (g) SnCl 4(l) 則 Sn (s) + Cl (g) SnCl 4(l) 5 H= kj H= kj H=( kj)+( kj) 1. 利用赫士定律 : 利用已知之方程式拼湊出未知反應之代數和 再利用已知之反應熱的代數和計算未知方程式的反應熱. 利用化合物之莫耳生成熱求方程式之反應熱 H =( 生成物的生成熱總和 )-( 反應物的生成熱總和 ) 口訣 : 3. 利用化合物之莫耳燃燒熱求方程式之反應熱 H= 生生 - 反生 H =( 反應物的燃燒熱總和 )-( 生成物的燃燒熱總和 ) H= 反燃 - 生燃 4. 利用化合物之鍵能求方程式之反應熱 ( 補充 ) H =( 反應物的鍵能總和 )-( 生成物的鍵能總和 )

8 歷屆大考試題 1. 下列各放熱反應, 其釋放能量多寡之順序, 何者正確? 86 日大 (a) 1 0 n U Ba Kr n (b) H O (g) H O (l) (c) He + ( g) + e He (g) (d) H + ( g) + e H (g) (A) c > a > d > b (B) a > b > d > c (C) a > d > c > b (D) a > c > d > b. 液態水的莫耳生成熱為 85.8 kj 莫耳液態過氧化氫分解成氧氣與液態水時 放出 kj 能量 下列敘述何者不正確? 86 日大 (A) 當 1 克液態過氧化氫分解成氧氣和液態水時, 可放出.89 kj 能量 (B) 液態過氧化氫的莫耳生成熱為 kj (C) 當 莫耳氫完全燃燒時, 可放出 85.8 kj 能量 (D) 液態過氧化氫分解為水及氧氣的熱化學方程式中的 ΔH 應為負值 3. 在 5 1 atm 下, 已知下列各熱化學方程式 : H O (l) H O (g) ΔH = + 44 kj H (g) + O (g) H O (l) ΔH = 57 kj C (s) + H (g) CH 4(g) ΔH = 75 kj C (s) + O (g) CO (g) ΔH = 394 kj 則在該溫度及壓力下, 將 1 莫耳甲烷完全氧化, 生成水蒸氣和二氧化碳的反應熱 (ΔH) 為多少 kj? 87 日大 (A) 561 (B) 605 (C) 803 (D) 若化合物 A B 的重量百分組成為 60%A 與 40%B, 則化合物 AB 的重量百分組成, 與下列何組重量百分組成最接近? 88 日大 (A) 7%A 與 73%B (B) 33%A 與 67%B (C) 40%A 與 60%B (D) 50%A 與 50%B 5. 超導體為具有零電阻及反磁性的物質, 以 Y O 3 BaCO 3 及 CuO 為原料, 經研磨燒結可合成一高溫超導物質 YBa Cu 3 O x 現欲合成 0.50 莫耳此高溫超導物, 依化學劑量比例, 需取 Y O 3 BaCO 3 及 CuO 的莫耳數分別為 : 89 日大 (A) 0.50,0.50,0.50 (B) 0.5,1.0,1.5 (C) 0.50,1.0,1.5 (D) 1.0,0.5, 已知硼原子的質量為 amu, 硼原子乃由原子量為 的 10 B 和原子量為 的 11 B 兩種同位素所組成, 則 10 B 所占硼原子的百分率為下列何者? 90 日大 (A) 0% (B) 30% (C) 70% (D) 80% 7. 同溫同壓下, 若 10 毫升的甲烷分子含 x 個原子, 則多少毫升的氮氣亦含有 x 個原子? 90 日大 (A) 5 (B) 10 (C) 5 (D) 有一烷類化合物, 完全燃燒後會產生 9 升的二氧化碳及 10 升的水蒸氣, 則下列何者為此化合物最有可能的分子式? 91 指考 (A) C 7 H 16 (B) C 8 H 18 (C) C 9 H 0 (D) C 10 H 6

9 9. 有一暖暖包內含 100 毫升的水, 暖暖包中另有一塑膠袋子, 內裝有 40 克氯化鈣 使用時稍為 用力敲打暖暖包, 使其中之塑膠袋破裂, 讓水與氯化鈣混合 已知氯化鈣的溶解熱為 8.8 kj / mol, 而水的比熱為 4.0 Jg 1 K 1 假設氯化鈣的比熱甚小可以忽略, 而氯化鈣溶解所釋 出的熱量, 完全由 100 毫升的水所吸收 若在阿里山上, 取出一個 5 的暖暖包打開使用, 試問該暖暖包的溫度最高可升到幾? 91 指考 (A) 36 (B) 51 (C) 76 (D) 已知笑氣 N O 分解生成 N 和 O 為一級反應, 其半衰期為 t 若將 8 大氣壓的 N O 置於一固 定體積及溫度的容器中, 試問經過 t 時間後, 此系統之總壓力變為幾大氣壓? 91 指考 (A) 4 (B) 8 (C) 10 (D) 某元素 X 所形成的五種氣體化合物, 在常溫常壓時, 每 4.5 升的重量及其中所含 X 的重量 百分比如下表 化合物重量 ( 克 ) 含 X 的重量百分比 (%) 甲 乙 44 8 丙 44 7 丁 戊 基於原子學說的模型及本實驗的結果,X 的原子量有多種可能, 試問 X 的原子量可能為何? 91 指考 (A) 3 (B) 6 (C) 8 (D) 1 (E) 已知 C 3 H 8(g) CO (g) 和 H O (l) 之標準莫耳生成熱分別為 3 94 及 68 千卡, 則下列敘述何者正確? 91 指考 (A) 每莫耳丙烷完全燃燒需消耗 5 莫耳氧氣 (B) 石墨之標準莫耳燃燒熱為 + 94 千卡 (C) 氫氣之標準莫耳燃燒熱為 34 千卡 (D) 丙烷之標準莫耳燃燒熱為 531 千卡 (E) 鑽石與石墨之莫耳燃燒熱相同 13. 某金屬之原子量為 w, 若取該三價金屬之氧化物 x 克, 將其完全還原後, 可得 y 克金屬 試問該金屬的原子量 w 可以用下列的哪一式子表示? 93 指考 (A) 8y (B) 16( x y) x y x y (C) (D) (E) 4y x y y 16 x 4 y x y 14. 在標準狀況下, 已知 CO 之標準莫耳生成熱為 kj, 且已知 : 3C + Fe O 4Fe + 3CO H = kj (s) 3(s) (s) (g) 試問 Fe O 3 之標準莫耳生成熱應為多少? 93 指考 (A)70 kj (B) 70 kj (C) 8. kj (D) 857. kj (E) kj 15. 於 5 C, 將 0.1 莫耳丁烷與過量的氧氣在定體積的容器內完全燃燒 燃燒後, 溫度回復至 5 C, 則下列有關此反應之敘述, 哪些是正確的? 94 指考 (A) 需消耗氧氣 0.9 莫耳 (C) 可產生 0.4 莫耳的 CO (E) 燃燒後, 容器內的壓力會降低 (B) 可產生 0.5 莫耳的 H O (D) 燃燒前後, 分子數目不變 7

10 16. 物質 X 燃燒時的化學反應式為 X + O CO + HO ( 注意 : 只有產物的係數尚未平衡 ) 試問下列選項的哪一個, 最有可能是 X? 95 指考 (A)H (B)CO (C)CH 4 (D)CH 3 OH (E)C H 5 OH 17. 綠色化學的概念強調化學製程中原子的使用效率, 若製程中使用很多原子, 最後這些原子卻 成為廢棄物, 就不符合綠色化學的原則 原子的使用效率定義為 : 化學反應式中, 想要獲得 的產物的莫耳質量 ( 分子量 ) 除以所有生成物的莫耳質量 ( 分子量 ) 甲基丙烯酸甲酯是一個製造 壓克力高分子的單體, 以往是由丙酮製造, 完整的製程可以用下列平衡的化學反應式表示 : CH 3 COCH 3 + HCN + CH 3 OH + H SO 4 CH =C(CH 3 )CO CH 3 + NH 4 HSO 4 新的製程則用觸媒催化丙炔 甲醇與一氧化碳反應直接生成產物 : CH 3 C CH + CH 3 OH + CO CH =C(CH 3 )CO CH 3 使用丙炔的新製程, 沒有製造任何廢棄物, 原子使用效率為 100% 試問使用丙酮製程的原子使用效率, 最接近下列哪一項? 95 指考 (A)18% (B)9% (C)47% (D)55% (E)69% 18. 為達到環境保護及永續經營的目的, 化學反應中, 反應物的原子, 應儘可能全部轉化為產物中的原子 若要使下列反應 : x H C CH + y O z H C O CH ( 式中的係數 x,y,z 均為整數 ) 符合環境保護及永續經營的要求, 則 (x+y+z) 的最小數值為何? 96 指考 (A)4 (B)5 (C)6 (D)7 (E)8 19. 已知有關化合物 A (g),b (g) 與 AB (g) 的熱化學反應式如下 : A (g) A (g) + 36 kj B (g) B (g) + 86 kj AB (g) + 70 kj A (g) + B (g) 試問下列反應式中的 Q 值為何? A (g) + B (g) AB (g) + Q kj 96 指考 (A)18 (B)35 (C)43 (D) 35 (E) 某些只含 C H O 三種元素的有機化合物, 當一莫耳的該化合物完全燃燒時, 所需氧的莫耳數及所產生水的莫耳數, 均與一莫耳的甲烷完全燃燒時相同 試問下列化合物中, 哪些能滿足上述條件? 96 指考 (A)HCOOH (B)HCOOCH 3 (C)CH 3 COOH (D)C H 5 COOH (E)H C(COOH) 8

11 1. 統計資料顯示 : 國人去年平均每人消耗汽油 448 公升 假設汽油的主要成分為正辛烷 ( 分子式為 C 8 H 18, 密度為 0.70g/mL, 燃燒熱為 -5430kJ/mol), 且所使用的汽油完全燃燒成水與二氧化碳, 試問 448 公升的汽油完全燃燒所釋放出的熱量約可使多少質量的 0 冰塊 ( 熔化熱為 6.0kJ/mol) 融化成 0 的水? 97 指考 (A)4 公噸 (B)44.8 公噸 (C).4 公噸 (D)448 公斤 (E).4 公斤. 家用的瓦斯有天然氣 ( 主成分 CH 4 ) 或液化石油氣 ( 主成分 C 3 H 8 ) 若在同溫同壓, 分別使同體積的 CH 4 與 C 3 H 8 完全燃燒, 則 C 3 H 8 所需空氣的量是 CH 4 的幾倍? 98 指考 (A) 11 5 (B) 7 3 (C) (D).5 (E)3 3. 在一個體積可變的密閉容器內, 裝入氨氣 公升 若在溫度與壓力不變的條件下使氨分解 : NH 3(g) N (g) + H ( 係數未平衡 ) (g) 試問當容器內氣體的體積由原來的 公升變成 3 公升時, 有多少百分比 (%) 的氨分解? 98 指考 (A)5 (B)50 (C)75 (D)80 (E)90 4. 下列有關反應熱及物質能量轉換的敘述, 何者正確? 98 指考 (A) 一莫耳的純物質, 由液體汽化為氣體所需的熱量, 少於其由氣體凝結為液體所放出的熱量 (B) 有一化學反應, 其生成物的莫耳生成熱比反應物的莫耳生成熱小, 則此反應為吸熱反應 (C) 二氧化碳溶於水的莫耳溶解熱等於二氧化碳的莫耳凝結熱 (D) 二氧化碳的莫耳生成熱等於石墨的莫耳燃燒熱 (E) 二氧化碳的莫耳汽化熱等於乾冰的莫耳昇華熱 5. 四氧化二氮與甲聯胺 (CH 3 NHNH ) 的反應為登月小艇脫離月球返回地球時 所用的動力來源 此二化合物反應的生成物為水 氮氣與二氧化碳 試問此反應的平衡化學反應式中, 水與氮氣的係數比為何? 98 指考 (A)4: 3 (B)3: 4 (C)3: (D)3: 1 (E)1: 3 6. 下列有關化學式的敘述, 哪些正確? 98 指考 (A) 結構式可以表示化合物中原子間的排列情形 (B) 網狀固體因為沒有分子的單位, 所以無法以結構式表示 (C) 使用示性式的主要目的是補足分子式未能表示的官能基結構特性 (D) 從分子式可以得知分子中組成原子的種類 數目與原子連結順序 (E) 分子化合物的簡式 ( 實驗式 ) 可以從其元素分析數據及組成原子的原子量求得 9

12 7. 已知某元素 R 的氧化物 1.00 克中含有 0.40 克的 R 試回答下列問題: 98 指考 1. 列出計算式, 求出 R 的原子量, 並寫出 R 的元素符號 (4 分 ). 寫出該氧化物的分子式 ( 分 ) ( 提示 : 作答時, 需要參考試題本封面的週期表, 由原子量找出 R 所代表的元素 ) 8. 開發能源與維護環境是現代科技所面臨的兩大挑戰 若能利用太陽能來電解水, 產生氫氣與氧氣以供氫氧燃料電池使用, 就可以獲得有用的能量與非常乾淨的水, 這樣就不會造成環境的問題 試問 90 公斤的水, 完全電解可產生幾公斤的氫? 99 指考 (A)0.5 (B)1 (C)5 (D)10 (E)0 9. 碳的原子量為 1.01, 已知碳的同位素有 1 C 13 C 及極微量的 14 C 試問下列哪一選項為 1 C 與 13 C 在自然界中的含量比例? 99 指考 (A)1: 1 (B)9: 1 (C)49: 1 (D)99: 1 (E)199: 稱取含有結晶水的草酸鎂 (MgC O 4 nh O) 樣品 ( 代號 A) 1.00 克後, 由 5 徐徐加熱至 700 在加熱的過程中, 不斷通入一大氣壓的乾燥氬氣, 結果 A 的質量隨溫度的增高而減輕的情況如下表所示 已知 A 在 100 以上才會逐漸失去結晶水, 並約在 30 時完全失去結晶水 溫度 ( ) 質量 (g) 試以溫度為橫軸 ( x ), 質量為縱軸 ( y ), 繪出樣品 A 的質量隨溫度而改變的圖 ( 注意題幹中劃線的敘述 )(4 分 ) 99 指考. 為簡化運算, 試以 Mg 的原子量為 4.0, MgC O 4 的分子量為 11, 列式計算樣品 A 中的 n, 並寫出 A 的化學式 ( 分 ) 99 指考 3. 以完整的化學反應式 ( 包括物質的狀態 ), 表示在 400 至 450 間所發生的化學變化 ( 分 ) 99 指考 10

13 一. 理想氣體方程式 : 單元二 : 氣體 定律名稱定律內容簡單公式 波以耳定律定溫下, 定量氣體體積與壓力成反比 V 1/P (n T 一定 ) 查理定律定壓下, 定量氣體體積與絕對溫度成正比 V T (n P 一定 ) 亞佛加厥定律同溫同壓下, 氣體體積與莫耳數成正比 V n (T P 一定 ) 1. 結合此三定律可得 理想氣體方程式 : PV = nrt. 理想氣體常數 (R): P V n T R 常用單位 atm L(dm 3 ) mol K 0.08 atm L/mol K SI 制 Pa m 3 mol K J/mol K 熱學單位 Pa m 3 mol K cal/mol K 3. 理氣體方程式的應用 : 測量分子量 或求氣體之密度 W W PM = drt ( PV = nrt = RT PM = RT ), 其中 M 為分子量,d 為密度 M V 4. 理想氣體與真實氣體性質之比較 : 理 想 氣 體 真 實 氣 體 (1) 分子本身不佔有體積 () 分子為一質點 (3) 分子間無作用力 (4) 分子為完全彈性體 (5) 分子作獨立快速直線運動 (6) 完全遵守 PV=nRT (1) 氣體分子本身佔有體積 () 分子間有引力存在 (3) 分子為非完全彈性體 (4) 在高溫 低壓下較接近理想氣體 (5) 不完全遵守 PV=nRT (6) 降溫或增壓時體積不會變為 0, 而是液化或固化 二. 道耳頓分壓定律 (Law of partial pressure) 1. 內容 : 混合氣體的總壓力等於各氣體分壓的總和 P t = P 1 + P + P 3 + (P 1 P P 3 表示各氣體分壓 ) 註 : 若不互相反應之氣體混合, 則各氣體之 分壓 即為該氣體單獨佔有容器時之壓力. 分壓定律的證明 : 設容器內有 A B 兩種氣體, 容器體積為 V, 溫度為 T; 氣體總壓為 P t, 總莫耳數為 n, 各別氣體分壓為 P A 和 P B, 莫耳數為 n A 和 n B n t = n A + n B PV t PV A PV B = + RT RT RT 又 V 和 T 一定, 所以 P t = P A + P B 得證 3. 分壓與莫耳分率的關係 : ni 莫耳分率的定義 : xi = ( 總莫耳數 nt =Σ ni = n1+ n + n ) nt ni PV RT P 分壓與莫耳分率 : xi = = i = i nt PV t RT Pt P i = Px t i ( 分壓 = 總壓 莫耳分率 ) 即 : 同溫同體積下, 分壓比 = 莫耳分率比 = 莫耳數比 11

14 三. 逸散與擴散 : 1. 氣體擴散 : 擴散各種不反應的氣體, 在一容器中很快都能充滿該容器, 且彼此均勻混合的現象. 通孔擴散 : 逸散容器內分子經由小孔逃逸之過程稱為通孔擴散 逸散 (effusion) 或針孔擴散 3. 格雷姆擴散定律 : 同溫 同壓下, 不同氣體之擴散速率 ( r ) 和其分子量或密度的平方根成反比 r D M 1 = = r D M 1 1 四. 氣體動力論 ( 補充資料 ) 1. 氣體分子的運動速率分佈曲線 : V( 逸散體積 ) x( 擴散距離 ) r( 速率 ) = = t t 氣體分子的運動速率並非完全相同, 有些分子運動速率較快, 有些分子極慢 氣體分子運動速率與相對分子數的關係如下圖所示 : 相對分子數 速度 (m/s) < 氧氣在 0 和 100 時的速率分佈曲線 >. 平均速率 : 氣體分子有各種不同的運動速率, 一般以 平均速率 來代表氣體的速率, 低溫 (0 ) 時速率分佈曲線較為狹窄, 平均速率較小 ; 高溫 (100 ) 時, 曲線較為寬廣, 但整個曲線會往高速率方向偏移, 使得平均速率變大 3RT v1 M T1 氣體分子平均速率 : v = = M v M T 1 * 氣體分子的平均速率 (v) 與分子量 (M) 平方根成反比, 與絕對溫度 (T) 平方根成正比 3 ( Ek ) 1 T1 3. 氣體分子平均動能 : E k = RT = ( Ek ) T * 氣體分子的平均動能與絕對溫度成正比 Nv 4. 氣體分子對容器器壁的碰撞頻率 : f = 6V * 氣體分子對容器器壁的碰撞頻率 (f) 與 容器體積 (V) 成反比 Key: 氣體分子數 (N)(or 莫耳數 ) 成正比 1 r r T 氣體分子速率 (v) 成正比 M 1

15 歷屆大考試題 1. 同溫等莫耳的 H 及 D 在相同的容器中所呈下列各物理量, 何者 H 為 D 之 倍? ( 假設其為理想氣體 ) 85 日大 (A) 密度 (B) 分子對器壁之碰撞頻率 (C) 分子對器壁碰撞一次的平均動量變化 (D) 分子平均運動速率 (E) 分子平均動能. 在一密閉容器內放入相同莫耳數的氧氣及氦氣 ( 原子量 : 氦 = 4.0, 氧 = 16.0), 氧氣與氦氣碰撞該容器壁的頻率比例為何? 86 日大 (A) 1:.0 (B) 1:.3 (C) 1:.8 (D) 1: 在 1 大氣壓 7 下將 80 克某液體放入一個 10.0 升的容器後密封 當加熱至 17 時, 該密 封容器內的壓力為 9.53 大氣壓 假設在 7 時該液體之蒸氣可忽略, 在 17 時該液體完全 汽化 ; 則該液體分子量為何? 86 日大 (A) 8 (B) 3 (C) 46 (D) 在定體積下, 將 1 莫耳氬氣自 164 加熱至 1475, 則氬氣在上述低溫與高溫條件下 的擴散速率比為何? 87 日大 (A) 1: (B) 1:3 (C) 1:4 (D) 1:9 5. 最能圓滿解釋理想氣體行為的定律或理論為下列何者? 89 日大 (A) 理想氣體定律 (B) 格雷姆擴散定律 (C) 道耳頓分壓定律 (D) 氣體分子動力論 6. 有一種含氫氟碳而不會破壞臭氧層之新冷媒, 其氣體 50 毫升擴散通過多孔素燒圓筒, 需時 150 秒 相同條件下擴散同體積之氦氣需時 30 秒, 則此冷媒可能為下列何者? ( 原子量 :H = 1.0,He = 4.0,C = 1.0,F = 19.04) 90 日大 (A) CH 3 CF 3 (B) CHF CF 3 (C) CH FCH F (D) CH FCF 3 7. 下列有關理想氣體的敘述, 何者正確? 90 日大 (A) 溫度愈低及壓力愈大時, 真實氣體的性質愈接近理想氣體 (B) 同溫同壓下同體積之各種理想氣體含有同數的分子 (C) 當莫耳數與溫度不變時, 理想氣體的壓力減少, 體積亦隨之減小 (D) 在定溫定壓下, 理想氣體中每一分子的運動速率均相同 (E) 在同溫下, 不同壓力且分子量也相異之理想氣體具有相同的分子平均動能 8. 如下圖之玻璃管, 口徑為 0.50 公分 於 5 一大氣壓時, 已知左方玻璃管上方密閉空間中的氣體為氦氣, 其體積為 5 毫升, 此時左右玻璃管中之汞柱高度差為 14 公分 假設氦氣可視同理想氣體, 今在右方開口處加入一些汞, 使得最終左右汞柱高度差為 4 公分 試問此時氦氣的體積為若干毫升? 91 指考 (A).9 (B) 3.5 (C) 4.5 (D)

16 9. 有.0 克由 BaO (s) 及 CaO (s) 所組成的混合物, 將其置於 1.5 升的瓶中, 溫度為 7.0, 且瓶中含有 760 毫米汞柱壓力的二氧化碳氣體 當混合物完全反應之後, 生成 BaCO 3(s) 及 CaCO 3(s), 瓶中二氧化碳氣體的壓力變為 380 毫米汞柱 試問 : 91 指考 (1) 二氧化碳消耗的莫耳數 () 原先該混合物中 BaO (s) 之重量百分比為何? ( 原子量 :Ba = 137) 10. 在 1 公升的真空容器中, 溫度保持 100 C, 逐漸注入 1 克的水, 並測量其內部的壓力, 則下列示意圖, 哪一個最能表示容器內部水的質量 (w) 與壓力 (P) 的關係? 9 指考 11-1 題為題組圖 3 是水的三相圖 圖中 OA OB OC 三條實線表示水以兩態共存時, 溫度和壓力的關係曲線 試以此圖回答 11~1 題 11. 圖中點 a 的壓力為 Pa, 點 b 的壓力為 Pb 若壓力由 Pa 逐漸增大至 Pb, 則下列哪一個圖最能適切地表示壓力 ( 橫軸 ) 與體積 ( 縱軸 ) 的變化關係? 9 指考 圖 3 1. 已知冰的熔解熱為 6.01 kj/mol 水的汽化熱為 40.7 kj/mol 若溫度 T 由圖 3 的點 Y 逐漸增溫到點 X, 則下列哪一個圖最能適切地表示所供給的累積熱量 Q( 橫軸 ) 和溫度變化 ( 縱軸 ) 的關係? 9 指考 14

17 13. 已知甲烷的擴散速率為 X 氣體之 倍, 但為 Y 氣體之.5 倍 取兩個完全相同之真空容器, 一個通入 3. 克之 X 氣體, 並保持在 7 C 另一個通入.5 克之 Y 氣體, 如欲使此二容器 具有相同之壓力, 則含 Y 氣體之容器, 其溫度應控制在幾度? 93 指考 (A)7 C (B)17 C (C)150 C (D)37 C (E)600 C 14. 金屬鎂與鹽酸反應會生成氫氣, 在 5 C 1 大氣壓的情況下, 過量的鎂與 5.00M 的鹽酸 100 ml 完全反應時, 則可產生多少升的氫氣? 93 指考補 (A)4.4 (B)18.3 (C)1. (D) 圖 1 為水蒸氣 氧氣及氦氣在同溫時, 其分子數目對分子速率的分布示意圖 : 試問圖 1 中, 甲 乙及丙三曲線依序為何種氣體? 94 指考 (A) 氧 水蒸氣 氦 (B) 氧 氦 水蒸氣 (C) 水蒸氣 氧 氦 (D) 水蒸氣 氦 氧 (E) 氦 水蒸氣 氧 16. 將某氣體裝入 0 升的玻璃容器中, 測其總重量為.80kg, 壓力為 7.95atm 若將部分氣體放出, 容器的總重量變為.50kg, 氣體的壓力變為 19.60atm 假設氣體放出前後, 容器溫度均維持在 7 C, 且此氣體為一理想氣體, 則此氣體一莫耳的質量為何 ( 克 )? 94 指考 (A)16 (B)8 (C)30 (D)3 (E) 題為題組 市售光纖的內部多呈中空, 內徑約數微米 李同學小心將光纖插入軟木塞中, 並讓光纖穿透出軟木塞底部 之後, 他將軟木塞緊塞在一個有刻度的圓柱管頂端, 再將圓柱管固定在一大燒杯中, 並在燒杯內盛入水, 整個裝置如圖 1 所示 李同學發現若將氣體灌入圓柱管內後, 管中的水會被所充入的氣體排開, 但若停止充氣, 氣體可從光纖中逸出, 因此管內的水面會因而緩慢回復至原位置 李同學於是對多種氣體進行實驗, 記錄水面回復至原處所需的時間 試根據以上所述, 回答問題 圖 1 氣體逸出裝置 17. 若將氫氣充入圓柱管後, 水面從刻度 0 ml 處上升至 10 ml 處需 40 秒 試預測在相同實驗條件下, 氧氣充入圓柱管後, 水面從刻度 0 ml 處上升至 10 ml 處約需要多少時間? 95 指考 (A)0 秒 (B)40 秒 (C)160 秒 (D)30 秒 (E)640 秒 15

18 18. 在相同實驗條件下, 李同學發現氯化氫從 0 ml 上升至 10 ml 時所耗費的時間比氫氣的長, 卻比氧氣的短 試問這一差異主要是下列哪一項因素造成的? 95 指考 (A) 氫氣易被液化 (B) 氧氣的密度較大 (C) 氫氣的平均動能較高 (D) 氯化氫在水中的溶解度較高 (E) 氯化氫易分解成氫氣與氯氣 19. 圖 1 為三個分別裝有相同理想氣體的定容器, 開始時各活栓關閉, 各容器內的氣體體積及壓力 如圖 1 所示 定溫下, 將各活栓打開, 當容器內 氣體達到平衡後, 若忽略各活栓的體積, 則容器內的壓力應變為多少大氣壓 (atm)? 96 指考 (A)3.60 (B)3.98 (C)4.17 (D)4.80 (E) atm 3.00 L 4.00 atm 4.00 L 圖 atm 5.00 L 0. 室溫下, 將一大氣壓的 NO (g) 充滿於一體積固定的容器內, 當加入 O (g) 時, 容器內立即產生赤褐色的氣體 NO (g) 若在加入 O (g) 的過程中, 維持容器的體積與溫度不變, 且加入 O (g) 的速率比 NO (g) 與 O (g) 的反應速率慢, 則下列圖中, 哪一個最適合表示容器內混合氣體的總壓力 (P) 與所加入 O (g) 體積 (V) 的關係? 96 指考 ( A ) ( B ) ( C ) ( D ) ( E ) 氣體總壓力 ( P ) 氣體總壓力 ( P ) 氣體總壓力 ( P ) 氣體總壓力 ( P ) 氣體總壓力 ( P ) O 體積 ( V ) O 體積 ( V ) O 體積 ( V ) O 體積 ( V ) O 體積 ( V ) 1. 圖 3 為一個容器內的液體與其蒸氣所形成平衡系統的示意圖 在定溫下, 將活塞緩慢往上拉, 整個過程中, 一直使系統處於平衡狀態, 當系統的體積達到 V 1 時, 液體全部消失 試問下列哪一個最能表示此系統的壓力隨體積變化的關係圖? 96 指考 圖 3 (A) (B) (C) (D) (E) P P P P P 活塞 蒸氣液體 V 1 V V 1 V V 1 V V 1 V V 1 V. 已知三個相同材質的汽球, 分別裝有等莫耳數的 H He CH 4 等三種氣體 假設這些氣體均為理想氣體, 則在標準狀態下, 對汽球內三種氣體的敘述, 哪些是正確的? 96 指考 (A)H 的壓力為 He 的 4 倍 (B)H 汽球內的原子數為 He 汽球內原子數的 倍 (C) 當 H 汽球內的 H 逸散出 50% 時, 則在同一時間, 約有 35% 的 He 從 He 汽球內逸散出來 (D)He 的逸散速率為 CH 4 的 倍 (E)CH 4 的密度 ( 克 / 升 ) 為 He 的 4 倍 16

19 3. 下列哪一個圖最接近.0 莫耳的理想氣體在 3.0 大氣壓下, 其體積 (L) 與絕對溫度 (K) 的關係? 97 指考 (A) (B) (C) 體積 (L) 斜率 = 體積 (L) 斜率 = 體積 (L) 斜率 = (D) 溫度 (K) (E) 0 溫度 (K) 0 溫度 (K) 體積 (L) 斜率 = 體積 (L) 斜率 = 溫度 (K) 0 溫度 (K) 4. 圖 3 是氧的三相圖 圖中實線表示氧以兩種狀態共存時, 溫度和壓力的關係線 下列有關此相圖的敘述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 一大氣壓下, 液態氧的沸點約為 90K (B) 一大氣壓下, 固態氧的熔點約為 80K (C) 液態氧在 74K 時, 其蒸氣壓約為 300mmHg (D) 當壓力為 100mmHg 溫度為 60K 時, 氧為液態 壓力 (mm Hg) (E) 當壓力為 400mmHg 溫度為 95K 時, 氧為液態 溫度 (K) 圖 3 5. 小華將 8.4 克的某液態化合物置於 8. 升體積固定的密閉容器中, 自 80K 開始加熱, 溫度逐漸升至 360K 小華記錄容器內氣體壓力隨溫度的變化如圖 P (mmhg) T (K) 圖 試問此化合物之分子量 (g/mol) 最接近下列哪一數值? 98 指考 (A)60 (B)7 (C)84 (D)96 (E)108 17

20 6. 氣體燃燒時非常劇烈, 若控制不當常引致爆炸, 稱為氣爆 下列 (A) 至 (E) 選項中數字比值分 別代表五支試管中混合均勻的天然氣與空氣的體積比 若將混合氣體點火, 試問哪一個混合比的爆炸最劇烈? 99 指考 (A) 1:1 (B) 1: (C) 1:10 (D) 1:15 (E) 1:0 7. 容器 A 和 B 含有不同數量的氦原子 ( He ) 和氫分子 ( H ), 其數量如示意圖 1 所示 若容器 B 的體積為容器 A 的 倍, 且兩容器之溫度相同, 而所有的氣體均可視為理想氣體, 則下列哪些敘述正確? 99 指考 A B H He 圖 1 (A) 容器 A 中之氫與氦的分壓相同 (B) 容器 B 之氣體密度較容器 A 大 (C) 容器 B 之氣體總壓力較容器 A 大 (D) 容器 B 之氣體平均動能較容器 A 大 (E) 容器 A 中, 氫分子的平均速率比氦大 8. 已知丙烷熱裂解後產生丙烯與氫氣, 其平衡反應式如下 : CH CH + H 3 8(g) 3 6(g) (g) 今將 1.0 莫耳的丙烷置於一個.4 升的密閉容器中, 並使容器溫度維持在 47 經一段時間, 反應達平衡後, 測得容器內的總壓力為 3.0 大氣壓 假設容器內每一氣體均可視為理想氣體, 試列出計算式, 求出該反應達平衡後, 下列各項數值 99 指考 1. 容器內丙烯的莫耳數 ( 分 ). 容器內氫氣的質量 ( 分 ) 3. 容器內氫氣的分壓 ( 分 ) 9. 若壓力不變, 溫度由 7 升高為 37 時, 理想氣體分子間的平均距離會增為原來的幾倍? 100 指考 (A)1.6 (B)1.41 (C)1.73 (D)1.85 (E).00 18

21 一. 濃度表示法 : 1. 重量濃度 單元三 : 溶液 表示法定義公式單位註 重量百分率濃度 (W%) 重量莫耳濃度 (C m ) 莫耳分率 (X) 百萬分濃度 (ppm). 體積濃度 100 克溶液中 所含溶質克數 W W % = W + W 克溶劑中 n C m = 所含溶質莫耳數 W 100% % m (mol/kg) 1 莫耳溶液 n1 x = 無所含溶質莫耳數 n1 + n 10 6 克溶液中 所含溶質的克數 W 6 ppm ppm 1 = 10 W + W 1 (mg / L) W 1 為溶質重 W 為溶劑重 n 1 為溶質莫耳數 W 的單位為 kg n 1 為溶質莫耳數 n 為溶劑莫耳數 W 1 為溶質重 W 為溶劑重 表示法定義公式單位註體積莫耳濃度 1 升溶液中 n M n 為溶質莫耳數 C M = (C M ) 所含溶質莫耳數 V (mol/ L) V 為溶液體積當量濃度 1 升溶液中 E C (C N ) 所含溶質當量數 = s N V N E s =n a C N =C M a * 重量濃度與體積無關, 故不受溫度影響 ; 體積濃度與體積有關, 故受溫度的影響 ( 溫度只影響體積大小, 不改變重量 ) 3. 濃度互換 體積濃度與重量濃度之間的換算, 要知道溶液之密度或比重 C M 互換時需 W% 溶液密度 C N C m P% 與 C M 互換 : 需要知道分子量 V(mL) d(g/ml) W% =C M V(L) 分子量 Key: 溶液配製使用容量瓶! 兩溶液重量莫耳濃度 (C m ) 相同時, 莫耳分率 (X) 亦相同 1M>1m, 極稀薄時 C M C m 互換技巧 :15% 設溶質 15g 溶劑 85g 1.0M 設溶質 1mol 溶液 1.0L 再依定義換算 1.0m 設溶質 1mol 溶劑 1000g 其他濃度表示法 X=0. 設溶質 0.mol 溶劑 0.8mol 思考 : 二. 影響溶解度因素 : Why 定溫下, 定量 1. 本性 : 同類互溶原則 : 溶質和溶劑有相似性質時, 會有較大的溶解度 溶劑所能溶解氣體極性分子溶於極性分子, 非極性分子溶於非極性分子 體積為定值?. 溫度 : 溶解為吸熱反應 溶解度隨著溫度升高而增加 Ex: 大部分鹽類 溶解為放熱反應 溶解度隨著溫度升高而降低 Ex: 硫酸鹽 所有氣體 3. 壓力 : 亨利定律 : 定溫下, 定量溶劑所溶解之氣體質量與其液面上氣體分壓成正比 公式 :m = kp (m 為溶解之氣體質量,p 為氣體之分壓,k 為比例常數 ) 適用 : 高溫低壓下之 難 溶性氣體

22 三. 溶解度規則 : 1. 沉澱表 :( 重要!!) 可 溶 大 部 分 可 溶 大 部 分 難 溶 IA + NH 4 + H + NO 3 ClO 4 CH 3 COO (Ag + 除外 ) 陰離子例外口訣 Cl Br I Hg + Cu + Pb + Ag + Tl + SO 4 CrO 4 C O 4 (Ca + ) Sr + Ba + Pb + Ba + Pb + Ag + Ca + Sr + Ba + Pb + Ag + S IIA + OH IA + (Ca + ) Sr + Ba + SO 3 CO 3 PO 4 3. 溶於強酸之難溶鹽 : NH 4 + H + 呂秀蓮 共同牽迎他 硫磺溫泉 蓋 S PA 錢 被牽迎 上面兩個加起來 劉鶚 槍 ( 羥 ) 死唄 種類實例備註 硫化物 鉻酸鹽 弱酸鹽 ZnS+H + Zn + +H S *CuS 不溶於強酸 CrO 4 +H + Cr O 7 +H O BaCrO 4 +H + Ba + +Cr O 7 +H O CaCO 3 +H + Ca + +CO +H O CaSO 3 +H + Ca + +SO +H O Ca 3 (PO 4 ) +4H + 3Ca + +H PO 4 同流合污 (CuS 仍是黑色沉澱 ) CrO + H 4( aq ) CrO 7( aq ) ( 黃色 ) OH ( 橙色 ) CaCO 3 +CO ( 過量 )+H O Ca + +HCO 3 ( 暫時硬水 ) 氫氧 化物 BaC O 4 +H + Ba + +H C O 4 H + +OH H O Fe(OH) 3 +3H + Fe 3+ +3H O 3. 兩性氫氧化物 : 可溶於強酸或強鹼中 Be Cr Al Bi Pb Sn Zn Ga Pig 你必遷徙新家 Al OH 強鹼 Al OH 強酸 H Al OH 4. 週期表右上角過渡元素 : 可溶於過量氨水 Co + Ni + Cu + Zn + Ag + Cd + 姑娘同心贏哥 ( 安啦!) ( 藍色 ) ( 深藍色 ) Cu Cu( OH ) Cu( NH ) Ag 3+ ( aq) ( ) 3( s) ( ) + 4( aq) + + ( aq) NH3 ( s) NH3 3 4( aq) + 適量過量 + + H H + Ag ( aq) O( s) Ag( NH3) ( aq) *AgCl( 可溶 ) AgBr( 微溶 ) AgI( 難溶 ) *PbCl 溶於熱水 5. 常見沉澱物顏色 : 如右表 顏色陰離子 實例 特例 白 Cl SO 4 C O 4 CO 3 OH AgCl BaSO 4 CaC O 4 CaCO 3 Mg(OH) Cr(OH) 3 ( 綠 ) Fe(OH) 3 ( 褐 ) Fe(OH) ( 白綠 ) Cu(OH) ( 藍綠 ) Ni(OH) ( 綠 ) 淡黃 Br AgBr 黃 I AgI Ag CrO 4 ( 磚紅 ) CrO 4 PbCrO 4 黑 S Ag S ZnS( 白 ) CdS( 黃 ) MnS( 粉紅 ) 0

23 四. 溶液種類 : 分類真溶液 ( 溶液 ) 膠體溶液 ( 分散系 ) 溶質粒子直徑 溶質粒子 名詞差異 約 公尺約 10 9 ~10 7 公尺 分子或離子 溶劑 溶質 高分子或離子吸附溶劑分子 所構成的原子團 分散媒 分散質 1 個溶質粒子所含原子數約 10 3 個以下約 10 3 ~10 9 個 實例 1. 廷得耳效應 (Tyndall effect): 鹽水 糖水 酒精溶液 硫酸銅溶液 牛奶 咖啡 豆漿 漿糊 醬油 當光線通過膠體溶液時, 產生一條明亮光帶 * 原因 : 膠體粒子較大會散射光線之故. 布朗運動 (Brownian movement): 當光線通過膠體溶液, 以顯微鏡在垂直於光線的方向觀察時, 可見膠體粒子成無數光點, 並且不停的作不規則的快速運動 * 原因 : 分散質受分散媒不平衡碰撞之故 3. 膠體粒子帶有電荷 : 金屬的氫氧化物常帶正電荷金屬的硫化物常帶負電荷 * 原因 : 膠體粒子吸附溶液中已有的離子 五. 溶液的性質 :( 重要!!) 性質公式適用常數 ( 水 ) 蒸氣壓下降 ( P) P = P 0 劑 X質 i 非揮發性溶質 0 P劑 =1atm(100 ) 沸點上升 ( T b ) T b = K b C m i 非揮發性溶質 K b =0.5 /m 凝固點下降 ( T f ) T f = K f C m i 揮發性溶質非揮發性溶質 K f =1.86 /m 滲透壓 (π) π = i C M R T 揮發性溶質 R=0.08 非揮發性溶質 (atm L / K mol) 註 1: 有效濃度 (C i) P T b T f π ( 小心! 難溶鹽 C 0) 註 :K b ( 沸點上升常數 ) K f ( 凝固點下降常數 ) 只與溶劑本性有關 1. 理想溶液 : 各物質的分壓與其莫耳分率成正比, 總壓 ( 溶液之蒸汽壓 ) 為分壓合 P=P A X A + P B X B ; 若 B 為非揮發性溶質 (P B =0) P=P A X A 或 P=P A X B ( X A +X B =1) 拉午耳定律 溶液中粒子總莫耳數. 凡特荷夫因子 :i= 解離前溶質莫耳數 例 :NaCl 的 i,k SO 4 的 i 3 [ 濃度 ] i ( 離子距離遠 α ) 離子電荷 i ( 離子引力小 α ) 1

24 歷屆大考試題 1. 某碳氫化合物, 沸點為 80, 凝固點為 5 下列何種方法較適合用以測定其分子量? 85 日大 (A) 沸點上昇法 (B) 凝固點下降法 (C) 蒸氣密度測定法 (D) 元素分析法. 非揮發性非電解質的稀薄溶液的沸點上升度數與該溶質的重量莫耳濃度成正比, 此實驗結果和下列何者的關係最為密切? 85 日大 (A) 勒沙特列原理 (B) 亨利定律 (C) 拉午耳定律 (D) 滲透作用 3. 在 a b c d 四個相同試管中, 分別加入.0 毫升的下列溶液 (0.1 M); Cu(NH 3 ) 4 (NO 3 ) 於 a,ch 3 COOH 於 b,hcl 於 c, 蔗糖於 d 將此四試管置於一密閉的空間內, 待其達成平衡後, 四個試管中溶液的相對高度為 : 85 日大 (A) d > b > a > c (B) b > d > c > a (C) a > c > b > d (D) c > a > b > d 4. 將 Ba(NO 3 ) 溶液 (0.1 M) 分別滴入下列各溶液, 何者產生沉澱? 85 日大 (A) 含 K CrO 4 溶液 (0.1 M)10 滴及 NaOH 溶液 (1 M) 滴 (B) 含 K Cr O 7 溶液 (0.1 M)10 滴及 HCl 溶液 (1 M) 滴 (C) 含 K CrO 4 溶液 (0.1 M)10 滴及 HCl 溶液 (1 M)10 滴 (D) 含 K Cr O 7 溶液 (0.1 M)10 滴 5. 在某定溫下, 甲乙兩種純溶劑之蒸氣壓分別為 50 及 150 mmhg, 甲與乙混合形成理想溶液 取 0.3 莫耳之甲與一未知量之乙混合, 結果與該溶液達平衡之蒸氣中, 甲與乙之分壓正好相等 則該溶液所取用之乙的莫耳數為 : 85 日大 (A) 0.18 (B) 0.36 (C) 0.4 (D) 直徑在 10 7 ~10 9 公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液 下列有關膠體溶液性質的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 膠質粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B) 膠體溶液通電可促使膠質凝聚 (C) 在膠體溶液中加入少許電解質, 可防止膠質凝聚 (D) 廷得耳效應是因膠質粒子散射光線造成 (E) 通常膠質粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷, 故而易分散於水溶液中 7. 血液的平均滲透壓約為 7.7 大氣壓 下列相關的敘述何者正確? 86 日大 (A) 為病患靜脈注射純葡萄糖水溶液時, 葡萄糖濃度最好約為 0.3 M (B) 若靜脈點滴水溶液中, 只含等莫耳數的葡萄糖及食鹽, 食鹽濃度最好約為 0.15 M (C) 將人的紅血球置入 0. M NaCl 水溶液中 (37 ), 紅血球會皺縮 (D) 剛吃飽時, 血液的平均滲透壓會略升高, 隨後會再降低 (E) 靜脈注射時, 注射溶液之滲透壓若小於血球的滲透壓, 血球會吸收水分 8. 比重 1.16, 含 1.0% 的 HCl 水溶液 150 毫升和 6.00 M 的 HCl 水溶液 350 毫升混合, 假設體積有加成性, 則混合後的鹽酸溶液濃度為多少 M? 87 日大 ( 原子量 H:1.0,Cl:35.5) (A) 5. (B) 5.7 (C) 6. (D) 6.7

25 9. 取 1.80 克葡萄糖溶於 克水中, 測得溶液的凝固點為 ; 若取 克氯化鈉溶於 克水中, 測得溶液的凝固點為 日大 (a) 此二溶液沸點較高者為 (1) ; 同溫下, 此二溶液蒸氣壓較高者為 (), 導電度較高者為 (3), 滲透壓較高者為 (4) (b) 此葡萄糖溶液的重量莫耳濃度為 (5), 氯化鈉溶液的重量莫耳濃度為 (6) 在相同重量莫耳濃度之此二稀溶液, 假設不是實驗誤差, 為何氯化鈉水溶液的凝固點降低度數 (ΔT f ) 不是葡萄糖水溶液的凝固點降低度數的二倍? (7) ( 原子量 :H = 1.0,C = 1.0,O = 16.0,Na = 3.0,Cl = 35.5) 10. 將含鎂 鈣 鋇三種陽離子 ([Mg + ] = [Ca + ] = [Ba + ] = 0.01 M) 的混合水溶液 10 毫升, 置於試管中, 再以下列試劑逐滴滴入試管, 作沉澱反應實驗時, 下列敘述, 何者正確? 88 日大 (A) 滴入 Na SO 4(aq) (0.00 M) 時,BaSO 4(s) 最後沉澱 (B) 滴入 Na C O 4(aq) (0.00 M) 時,MgC O 4(s) 最先沉澱 (C) 滴入 NaOH (aq) (0.00 M) 時,Mg(OH) (s) 最先沉澱 (D) 滴入 Na CrO 4(aq) (0.00 M) 時,BaCrO 4(s) 最後沉澱 11. 有 A B C 三種水溶液, 溶液 A 含 0.04 m 葡萄糖 (C 6 H 1 O 6 ), 溶液 B 含 0.03 m 硫酸鎂 (MgSO 4 ), 溶液 C 含 0.01 m 硫酸鉀 (K SO 4 ) 下列有關此三溶液的沸點高低順序之排列, 何者正確? 88 日大 (A) B > A > C (B) A > B > C (C) C > B > A (D) C > A > B 1. 在 7 時, 含某化合物 0.40 克的 毫升溶液, 其滲透壓為 0.30 atm, 則該化合物的分子量為多少 g / mol?( 氣體常數 R = 0.08 atm L / mol K) 88 日大 (A) 10 (B) 133 (C) 46 (D) 分離硫酸銅與硝酸鉀混合物 ( 重量比約為 1:1) 的實驗步驟如下 : (A) 將混合物 6.5 克置於裝有水 10 毫升的燒杯中, 加熱攪拌使固體溶解 (B) 待固體溶解後, 趁熱將澄清液傾倒入錐形瓶中 (C) 將錐形瓶浸入冰水浴中, 待結晶生成後, 過濾收集晶體, 濾液則收集於試管中 (D) 以冰水沖洗晶體數次, 完成分離 請回答下列問題 : 88 日大 (1) 純化之晶體為何? () 試管濾液中的主要成分為何? (3) 若取試管濾液加入硫化鈉溶液, 則有沉澱物產生, 此沉澱物的化學式為何? (4) 若取試管濾液加入過量的氨水溶液時, 溶液呈深藍色, 則此反應的主要產物為何? 14. 下列何者與氣體在水中的溶解度較無關係? 89 日大 (A) 水的溫度 (B) 氣體的壓力 (C) 氣體的種類 (D) 氣體的體積 15. 在 100 時,4.0 莫耳甲苯和 1.0 莫耳環己烷混合成一理想溶液 達平衡狀態時, 溶液的蒸氣壓為 700 mmhg, 並測得蒸氣中甲苯及環己烷的莫耳分率皆為 0.5 在該條件下, 下列敘述何者正確? 89 日大 (A) 此理想溶液中甲苯的莫耳分率為 0.8 (B) 溶液的蒸氣中甲苯的分壓為 350 mmhg (C) 溶液的蒸氣中環己烷的分壓為 350 mmhg (D) 純甲苯在 100 時的蒸氣壓為 438 mmhg (E) 純環己烷在 100 時的蒸氣壓為 1750 mmhg 3

26 16. 某一混合液含有 Ag + Fe 3+ 和 Al 3+, 可以下列流程圖加以分離和鑑定 89 日大 (a) 寫出濾液 A 中主要之金屬離子或金屬錯離子的化學式 (b) 寫出沉澱 F 的化學式 (c) 寫出步驟 () 中生成沉澱 B 的反應方程式 (d) 寫出步驟 (4) 中生成沉澱 E 的反應方程式 (e) 根據步驟 (6) 中, 如何鑑定溶液 G 中含有何種金屬離子? 17. 某溶劑的蒸氣壓與溫度的關係為右圖之 a 線, 若加入不揮發性的溶質, 其溶液之蒸氣壓與溫度的關係最可能為下列何者? 90 日大 (A) a 線 (B) b 線 (C) c 線 (D) d 線 18. 豆漿是一種膠體溶液, 當加入下列何種物質時, 可使膠質凝聚析出? 90 日大 (A) 水 (B) 蔗糖 (C) 鹽 (D) 食醋 (E) 石膏 19. 將各為 1.0 莫耳的 Ba(OH) NaOH BaSO 4 及 Na SO 4 固體, 分別置入 1.0 升的水中 試問那一個溶液之蒸氣壓最高? 91 指考 (A) Ba(OH) (B) NaOH (C) BaSO 4 (D) Na SO 4 0. 在溶液凝固點下降的測定實驗中, 選用了環己烷當作溶劑, 並分成三組進行實驗 實驗數據如下表所示 : 組別化合物稱取重量環己烷重量溶液凝固點第一組萘 1.9 克 100 克 3.4 第二組樟腦 1.5 克 100 克 4.4 第三組碘 1.91 克 100 克 4.9 ( 分子量 : 環己烷 84; 萘 18; 樟腦 15; 碘 54 環己烷的比重為 0.78) 試根據這些實驗數據回答下列問題 91 指考 (1) 求出萘溶液的重量莫耳濃度 ( 分 ) () 利用上述三組實驗數據, 經過適當計算處理, 將其結果, 以濃度為橫座標, 溫度為縱座標, 繪入答案卷的方格紙中 ( 分 ) (3) 在上圖中, 標示出環己烷的正常凝固點的位置, 並寫出其溫度為幾?( 分 ) (4) 求出環己烷的凝固點下降常數 K f?( 分 ) 4

27 1- 題為題組 光合作用使植物持續生長, 實驗證實植物利用根部細胞的滲透膜, 將土壤中的水分吸入根 部再傳送至樹梢, 以便樹梢的葉子得以順利進行光合作用 假設熱帶雨林區內的氣壓與溫度經年保持在 1 atm 與 7 C, 試回答 1~ 題 3 1. 植物細胞內的電解質總濃度, 相當於 0.1 M 的 KCl 水溶液, 密度約為 g cm 若土壤中的電解質濃度極低, 則熱帶雨林區內的植物高度最高可達幾公尺? 9 指考 (A) 0 (B) 50 (C) 100 (D) 150 (E) 00. 土壤中若溶有電解質, 而其濃度均為 0.01 M, 則在含有下列哪一種電解質的土壤中, 植物生長高度最高?( 土壤中的 ph 值可以不考慮 ) 9 指考 (A) 硫酸鈣 (B) 硫酸銨 (C) 硫酸鈉 (D) 硝酸鈣 (E) 氯化鈣 3. 某水溶液含有甲 乙 丙三種金屬離子 若進行圖 1 所示的實驗操作, 即可分離這些離子 試問該水溶液中的甲 乙 丙各為何種離子?( 從下面的選項中擇一正確的組合 ) 9 指考 選項甲離子乙離子丙離子 (A) Ag + Fe + Zn + (B) Ag + Fe + Cu + (C) Pb + Fe 3+ Cu + (D) Pb + Fe 3+ Zn + (E) Pb + Fe + Zn + 含有甲乙丙三種金屬離子的水溶液加入稀鹽酸含甲的白色沉澱濾液 1 加入過量的氨水含乙的紅褐色沉澱濾液 通入硫化氫氣體 含丙的白色沉澱 濾液 3 4. 在室溫, 下列水溶液中, 何者的滲透壓最高? 93 指考 圖 1 (A) M HCl (B) M NaCl (C) M CaCl (D) M CH 3 COOH (E) M C 6 H 1 O 6 5. 在常溫下, 下列四種 1 升的水溶液, 何者具有最高的滲透壓? 93 指考補 (A)0.05 莫耳 Ba(NO 3 ) (B)0.06 莫耳蔗糖 (C)0.06 莫耳 NaCl (D)0.05 莫耳 PbI 6. 下列哪些鹽類的溶解度會因 ph 值下降而增加? 93 指考補 (A)AgCl (B)ZnS (C)CaCO 3 (D)PbI (E)Ag 3 PO 4 7. 某深紅色固體化合物 0.35 克溶於 1. 克的二溴乙烷中, 測得此溶液之凝固點為 7.97 o C 二溴乙烷的正常凝固點為 9.80 o C, 其凝固點下降常數為 11.8 o C/m, 根據上述資料回答 下列兩小題 93 指考補 (1) 此深紅色固體的分子量為何? () 若此深紅色固體含 3.5%( 重量百分比 ) 的鐵, 則每分子的此化合物中含有幾個鐵原子? ( 原子量 :Fe=55.9) 5

28 溫8. 在一大氣壓下, 將 100 克的某固態物質 ( 分子量為 80), 用一穩定熱源加熱時, 所得之溫度 與熱量曲線關係圖如下圖所示 試根據此曲線之資料回答第 1-3 小題 93 指考補 氣態 60 度( C) 液態 0 固態 熱量 ( 千卡 ) (1) 此物質的正常沸點為多少 C? () 此物質在液態時之比熱為多少卡 /( 克 - C)? (3) 此物質之莫耳汽化熱為多少千卡 / 莫耳? 9. 將 5.3 克的碳酸鈉溶於水後, 調配成 50mL 的水溶液, 試問溶液中, 鈉離子的體積莫耳濃度 (M) 為何? 94 指考 (A)0.6 (B)0.47 (C)0.96 (D)1.56 (E) 濃度均為 0.1M 的下列水溶液, 何者的導電度最大? 94 指考 (A)H 3 PO 4 (B)NaH PO 4 (C)Na HPO 4 (D)Na 3 PO 4 (E)Na HPO 晶體試樣甲 乙 丙三種, 假定在小溫度的範圍內, 其溶解度 ( 克 /100 克水 ) 曲線可簡化為如右圖 今在 室溫 0, 配製甲 乙 丙三種試樣的飽和溶液, 分別過濾得到澄清溶液後, 做了下列實驗 試問下列 敘述哪些正確? 95 指考 (A) 升溫或降溫, 丙溶液都不會有晶體析出來 (B) 若將各溶液分別降溫至 15, 則甲晶體會析出來 (C) 若將各溶液的溫度, 從 0 升溫至 35, 則只有乙晶體會析出來 (D) 若將各溶液升溫至 30 後過濾, 所得澄清溶液在 30 蒸發 溶解度( 克) 溫度 ( ) 甲 圖溶解度與溫度的關係 當蒸發到溶液的體積變為原體積的約十分之九時, 甲與乙的晶體會析出來 (E) 若將各溶液升溫至 35 後過濾, 所得澄清溶液在 35 蒸發 當蒸發到溶液的體積變為原體積的約十分之九時, 乙與丙的晶體會析出來 乙 丙 6

29 3. 水溶液的沸點與其所含溶質的性質及其濃度有關 試問濃度均為 1.0m 的葡萄糖 果糖及蔗糖水溶液, 三者沸點高低順序符合下列哪一項敘述? 97 指考 (A) 葡萄糖溶液 > 果糖溶液 > 蔗糖溶液 (B) 蔗糖溶液 > 葡萄糖溶液 > 果糖溶液 (C) 蔗糖溶液 > 葡萄糖溶液 = 果糖溶液 (D) 葡萄糖溶液 > 果糖溶液 = 蔗糖溶液 (E) 葡萄糖溶液 = 果糖溶液 = 蔗糖溶液 33. 在室溫, 將 1.17 克氯化鈉加入於一裝有 400 克水的燒杯中, 充分攪拌, 俟完全溶解後, 置燒杯於溫度為 0.46 的冰箱中 試問經長時間後, 此溶液最多能析出約幾克的冰? ( 已知水的莫耳凝固點下降常數為 1.86 /m) 98 指考 (A)80 (B)160 (C)40 (D)30 (E)360 7

30 單元四 : 反應速率與平衡 壹 反應速率 : 一. 活化能 : 1. 活化錯合物 (activated complex): 當粒子具有足夠的動能互相碰撞而發生反應時, 彼此先結合形成一種高能量且化性極不穩定的暫時性複合體, 稱之 : 活化錯合物. 活化能 (E a ): 活化錯合物與反應物或生成物之間的位能差稱為活化能 正反應活化能 (E af )= 活化錯合物位能 - 反應物之位能 逆反應活化能 (E ar )= 活化錯合物位能 - 生成物之位能 3. 反應熱與活化能之關係 : 反應熱 ( H)= 正反應活化能 (E af )- 逆反應活化能 (E ar ) 反應熱的大小與活化錯合物之位能無關, 亦即與活化能大小無關 吸熱反應 ( H>0):E af > E ar, 故逆反應較正反應容易進行 放熱反應 ( H<0):E af < E ar, 故正反應較逆反應容易進行 4. 活化能與低限能之關係 : 低限能 : 發生有效碰撞所需之最低能量, 稱之為低限能 活化能 ( 位能 ) 與低限能 ( 動能 ) 兩者大小相等, 但定義上不同 二. 反應速率 : 1. 定義 : 單位時間內反應物的消耗量 or 單位時間內生成物的生成量 8

31 . 反應速率的表示法 : 若反應 aa+bb cc+dd, 則反應速率可以 A B C D 任一物質來表示 : [ A] [ B] + [ C] + [ D] ra = rb = rc = rd = t t t t 其關係為 r A : r B : r C : r D = a:b:c:d [ H ] [Cl ] [HCl] 例 :H + Cl HCl 之速率關係 : = = + 1 t 1 t t 單位 : 濃度 / 時間 (M/sec 或 M/min;atm/sec 或 atm/min) 3. 反應速率定律式 : 若 aa + bb cc + dd m n 反應速率定律式為 : r = k[a] [B] 對 A 而言, 為 m 級 ; 對 B 而言, 為 n 級 ; 反應總級數為 (m+n) 級 其中 m,n 值由實驗決定與 a,b 係數無關, 其值可為整數或分數 速率常數 k 與反應物種類 溫度 活化能 催化劑有關, 而與反應物濃度無關 速率常數 k 之單位 : 並不固定, 隨濃度之冪次方改變 r=k[ 濃度 ] n 1 n 1, 則 k 單位為 : M t 三. 影響反應速率因素 : 1. 從反應速率定律式, r = k [ 反應物 ] n 分析得知 r 的變因註 : 阿瑞尼士方程式 : 反應物濃度 ( 亦可為壓力或固體接觸面積 ) E a / RT k = Ae 溫度 r = (A: 常數,e: 自然對數常數 ) 反應速率常數 k 反應物本性或溶劑種類 (k: 速率常數,R: 氣體常數 ) 活化能 催化劑 (E a : 活化能,T: 溫度 ) 反應速率 有效碰撞頻率 總碰撞頻率 有效碰撞分率有效碰撞頻率總碰撞頻率有效碰撞分率 T 濃度 >T 1 催化劑 溫度. 溫度 原則 : 溫度增高時, 不論吸熱或放熱反應, 其反應速率必增加 反之, 降低溫度, 則反應速率都變小 原因 : a. 主因 : 溫度增高, 分子動能變大, 超越低限能之分子數增加 即有效碰撞頻率大增 b. 次因 : 溫度增高, 分子運動速率變快, 碰撞次數增多 3. 催化劑 : 定義 : 凡能增快化學變化速率, 而本身在反應最後並未改變的物質, 稱為催化劑 原理 : 加入催化劑, 與反應物形成位能較低的活化錯合物, 提供一條能量較低的反應途徑, 降低活化能, 所以發生反應所需的最低能量之分子數增加 ( 分子動能分布不變 ), 有效碰撞頻率增加, 反應速率加快 9

32 4. 比較活化能動能分布反應熱速率常數反應速率平衡常數平衡濃度 ( 低限能 ) 曲線催化劑 溫度 貳 化學平衡 : 一. 平衡常數 1. 定義 : 平衡常數, 又稱為平衡定律式 aa (g) + bb (g) cc (g) + dd (g) c d c d [C] [D] PC PD 平衡時 : K c = K [A] a [B] b p = a b PA PB K c : 表濃度平衡常數 K p : 表壓力平衡常數, 僅適用於氣體. 平衡常數的寫法 : 均勻系中, 所有反應物及生成物均須列出 N O 4(g) NO (g) CH 3 COOH (aq) CH 3 COO (aq) + H + (aq) + [NO ] [CH3COO ][H ] Kc = Kc = [NO 4] [CH3COOH] [H O] 之取捨 : 若為水溶液, 則水不列出 ; 若非水溶液, 則水須列出 固體濃度幾近為常數, 故將固體濃度併入平衡常數中 [Cu ] Cu + Ag Cu + Ag K = [Ag ] (s) (aq) (aq) (s) 30 c + CaCO 3(s) CaO (s) +CO (g) Kp = PCO 3. K c 與 K p 的關係 : Δ n Kp = K c (RT) ( Δ n = (c+d)-(a+b) ) 二. 平衡常數的特性 1. 平衡常數值, 只受溫度之影響 ; 濃度, 壓力, 催化劑不能改變平衡常數. 溫度的效應 : 升溫時, 吸熱反應平衡常數值變大, 放熱反應平衡常數值變小 ; 降溫則相反 3. 平衡常數與反應方程式的關係 : 平衡常數值越大, 表示反應越完全, 生成物量越多, 但並不表示反應速率越快 若將方程式顛倒, 則新的平衡常數為原平衡常數的倒數, 正逆反應之平衡常數恰為倒數 [HI] [H ][I ] H (g) + I (g) HI (g) K c = ; HI (g) H (g) + I (g) Kc = [H ][I ] [HI] 方程式平衡係數改變, 則平衡常數值依其乘冪次方改變 4 [HI] [HI] H (g) + I (g) HI (g) K c = ; H (g) + I (g) 4HI (g) K = [H ][I ] [H ] [I ] 方程式相加所得之新方程式其平衡常數為原方程式平衡常數之積 方程式相減所得之新方程式其平衡常數為原方程式平衡常數之商 三. 濃度商 (Q) 與平衡常數 (K c ) 若反應為 : aa + bb cc + dd c [C] [D] 在任意狀態下, 將各物質濃度代入 a [A] [B] c [C] [D] 在平衡狀態下, 將各物質濃度代入 a [A] [B] d b d b 得 Q( 濃度商 ) 得 K c c

33 1. 若 Q=K c, 達平衡. 若 Q<K c 平衡尚未達成, 反應向右進行 3. 若 Q>K c 超過平衡狀態, 反應向左進行 四. 影響平衡的因素 : 1. 勒沙特列原理 : 施一種因素 ( 濃度, 壓力, 溫度 ) 於一個平衡狀態, 則平衡狀態會往減小此因素之方向移動. 濃度 : 增加反應物濃度或減少生成物濃度, 則平衡向生成物方向移動 增加生成物濃度或減少反應物濃度, 則平衡向反應物方向移動 加入固體物質, 平衡不移動 3. 壓力 ( 體積 ): 縮小容器體積, 將增加反應系壓力, 則平衡向氣體係數和較少的一方移動 擴大容器體積, 將減少反應系壓力, 則平衡向氣體係數和較多的一方移動 若反應系兩邊氣體總莫耳數相等, 則改變壓力無法使平衡移動 加入惰性氣體之影響 a. 定容下, 物系總壓雖增加, 但各物種的分壓未變, 故平衡不移動 b. 定壓下, 容器體積變大, 各物種濃度均變小, 故平衡向氣體係數和較多的一方移動 4. 溫度 : 升溫會使平衡向吸熱反應的一方移動 降溫會使平衡向放熱反應的一方移動 不論吸熱或放熱反應, 升高溫度, 正逆反應速率均增加 5. 催化劑 : 在一可逆反應中, 加入催化劑, 僅會使正逆反應速率等量增加, 縮短到達平衡所需的時間, 但不影響平衡狀態, 平衡常數亦不改變 參 溶度積常數一. 溶解度積常數之表示 1. 溶解度積常數 (K sp ): 微溶或難溶的離子固體於定溫下在水中溶解時, 最後離子固體的溶解速率會和溶液中離子的沈澱速率達成一動態平衡 A m B n(s) ma n+ (aq) + nb m n+ m m n (aq) K sp = [A ] [B ]. 溶解度積常數 K sp 僅隨物質種類及溫度而改變 二. 溶解度與 K sp 的關係 1. 需以濃度 mol/l( 即 M) 表示溶解度. 若 A m B n(s) 的溶解度為 S (M), 則 K sp =(ms) m (ns) n 如 :AgCl K sp =S PbCl K sp =4S 3 Al(OH) 3 K sp =7S 4 3. 由 K sp 判別溶解度大小 : K sp 之數學式濃度次方相同, 則 K sp 越大, 溶解度越大 K sp 之數學式濃度次方不同, 則不能由 K sp 大小判別溶解度大小, 必須由 K sp 計算出溶解度大小, 再決定之 三. 離子積與 K sp 1. 離子積 : 在一般離子固體的水溶液中, 離子莫耳濃度的乘積, 稱為離子積. 可利用 K sp 預測溶液混合是否會發生沉澱 : 若離子積 <K sp, 則為未飽和溶液, 不生成沉澱 若離子積 =K sp, 恰為飽和溶液, 不生成沉澱 若離子積 >K sp, 則為過飽和溶液, 生成沉澱 四. 同離子效應在微溶性離子固體溶液中, 加入共同離子時, 會造成該微溶性離子固體的溶解度下降 31

34 歷屆大考試題 1. 某化學反應 A + B C + D,ΔH < 0, 則下列敘述何者正確? 85 日大 [C] [D] (A) 達平衡時, 平衡常數 K = [A] [B] (B) 降低溫度會促使平衡向右移 (C) 此反應的反應速率必為 r = k[a] [B],k 為速率常數 (D) 該放熱反應之反應速率隨溫度之降低而增加 (E) 若 E a 為此反應的活化能, 則其逆反應的活化能為 E a ΔH. 下列有關催化劑的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 可藉催化劑以改變化學反應的平衡常數 (B) 可藉催化劑以改變化學反應進行的路徑 (C) 催化劑可提高正反應的速率, 並降低逆反應的速率 (D) 使用不溶於液態反應物之固態催化劑時, 反應速率與催化劑的表面積無關 + 3. 已知 AgCl (s) + NH 3(aq) Ag(NH 3 ) + (aq) + Cl [Ag(NH3) ][Cl ( aq),k c = [NH ] AgCl 的 K sp = ,NH 3 的 K b = 計算氯化銀在下列各水溶液中的溶解度 ( 以莫耳 / 升表示 ) 86 日大 (a) 0.5 M 氯化鈉溶液 (b) 5.0 M NH 3 溶液 4. 在常溫常壓下, 將 莫耳氫氣和 1 莫耳氧氣混合, 並無化學反應發生, 其主要原因為何? 87 日大 3 3 ] = (A) 平衡常數太小 (B) 反應活化能太高 (C) 反應物濃度過低 (D) 壓力太低 5. 若 PbCl 在 M Pb(NO 3 ) 溶液中的溶解度為 s( 莫耳 / 升 ), 則 PbCl 的溶度積 K sp 等於多少? 87 日大 (A) 4s 3 (B) 0.04s (C) 0.01s 3 (D) 0.04s + 4s 3 6. 在 5, 方程式 CO (g) CO (aq) 的平衡常數 K = 0.034, 其中 CO (aq) 之單位為 M, CO (g) 之單位為 atm 下列敘述何者正確? 87 日大 (A) 5 1 atm 的二氧化碳在水中的溶解度為 M (B) 5 1 atm 的二氧化碳在 ph = 8 之 NaOH 水溶液中的溶解度大於 M (C) 5 1 atm 的空氣溶在水中二氧化碳的濃度小於 M (D) 若二氧化碳壓力不變, 溫度增高, 則二氧化碳在水中的溶解度減少,K 值變小 (E) 若溫度不變, 二氧化碳壓力加大, 則二氧化碳在水中溶解度增加,K 值變大 7. 常溫下, 密閉容器內的理想氣體平衡反應 A (g) + B (g) C (g) + 熱, 其濃度 (mol / L) 平衡常數為 K c, 壓力 (atm) 平衡常數為 K p, 若置定量之 A 及 B 氣體於該容器中, 則下列敘述, 何者正確? 88 日大 (A) 若容器體積增大, 則 C 的產量增加 (C) 若溫度升高, 則 K p 增大 (B) 若容器體積縮小, 則 K c 增大 (D) 反應溫度若高於常溫時,K c 恆大於 K p

35 8. 有一反應 :X (aq) + Y (aq) Z (aq) 當溶液中 M 的 X 與 1 M 的 Y 反應, 達平衡後, 可得 0.5 M 的 Z; 若欲由 1 M 的 Y 製備 0.9 M 的 Z, 則溶液中所需 X 的最低初始濃度, 與下列何者最接近? 88 日大 (A) 5 M (B) 7 M (C) 9 M (D) 11 M 9. 在 7 下,4.6 升的 N O 4 與 NO 混合氣體平衡時, 壓力為 1.0 atm, 若 x 為 N O 4 與 NO 的莫耳數比值, 則下列敘述何者正確? 88 日大 ( 假設 7 時, 平衡反應 N O 4(g) NO (g) 的平衡常數 K p = 1.6) (A) x 1.0 (B) 1.0 > x 0.70 (C) 0.70 > x 0.40 (D) 0.40 > x 10. 以溴酸根離子與溴離子在酸中的反應, 來探討初始濃度與初始反應速率關係的實驗中, 其方程式及實驗數據如下 : 88 日大 + BrO3(aq) + 5Br(aq) + 6H(aq) 3Br(aq) + 3H O(l) 反應物始濃度 (M) 實驗次數 [BrO 3 ] [Br ] [H + ] 初始反應速率 (Ms 1 ) R (1) 此一反應的反應總級數為多少? () 計算此反應的速率常數 (3) 預測實驗第 5 次的初始反應速率 R 11. 將濃 AgNO 3 溶液慢慢滴入某一含 0.10 M Cl 及 0.10 M CrO 4 之溶液中, 假設體積的變化可忽略, 當達平衡時, 溶液內 Ag + 的濃度為 M, 此時所得的沉澱為下列何者? ( AgCl 的 K sp = ,Ag CrO 4 的 K sp = ) 89 日大 (A) AgCl (B) Ag CrO 4 (C) AgCl 與 Ag CrO 4 的混合物 (D) 無沉澱生成 1. 反應 PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl (g), 在 337 時的平衡常數 K p = 10.0(atm) 在一 500 毫升的真空容器內, 導入.085 克的 PCl 5, 然後加熱至 337 ( 原子量 :P = 31.0;Cl = 35.5) 89 日大 (1) 求 PCl 5 在尚未分解前之壓力為多少大氣壓? () 達平衡後, 容器內 Cl 的分壓為多少大氣壓? (3) 若 PCl 5(g) PCl 3(g) 的莫耳生成熱分別為 375 kj 及 87 kj, 求此反應的反應熱 (4) 達平衡後, 若將容器溫度降為 50, 對平衡常數有何影響? 13. 若及早發現一氧化碳中毒者, 以高壓氧治療, 可恢復其血液攜帶氧氣之功能, 此現象可由下列何者來解釋? 90 日大 (A) 勒沙特列原理 (B) 離子交換法 (C) 廷得耳效應 (D) 亞佛加厥定律 14. 在某一溫度下, 將 1 莫耳氨放到 1 升密閉容器內, 達平衡時有 40% 的氨分解, 則此分解反應 : NH 3(g) N (g) + 3H (g) 在該溫度的平衡常數 K c 為下列何者? 90 日大 (A) (B) 0.1 (C) 0.80 (D) 17 33

36 15. 將 0.1 莫耳 AgCl (s) 加到 1 升水中, 當反應 : AgCl (s) Ag + ( aq) + Cl ( aq) 達平衡後, 下列何者能使 AgCl (s) 的重量減少? 90 日大 ( 已知 AgCl 的 K sp = ,AgI 的 K sp = ) (A) 加入 1 升水 (B) 加入 0.01 莫耳 AgNO 3(s) (C) 加入 10 滴濃 NH 3(aq) (D) 加入 0.01 莫耳 NaI (s) (E) 加入 0.01 莫耳 Ag (s) 16. 反應 IO 3 (aq) + 3HSO 3 (aq) I ( aq) + 3SO 4 (aq) + 3H + ( aq) 的反應速率測定實驗如下 : 步驟 1: 取 0.48 克 KIO 3(s) 加水配成 毫升之溶液 A 另取 克 Na S O 5(s) 0.5 毫升 0.10 M H SO 4(aq) 及 克澱粉加水配成 毫升之溶液 B 步驟 : 在常溫下, 將 10.0 毫升溶液 A 和 10.0 毫升溶液 B 同時倒入一燒杯, 並迅速 搖動溶液使之瞬間混合均勻, 再經過 10.0 秒後, 溶液恰好變成藍色 ( 原子量 :O = 16.0,Na = 3.0,S = 3.0,K = 39.0,I = 17 ) 90 日大 (1) 寫出 Na S O 5 固體與水作用之方程式 () 求步驟 1 之溶液 A 中 IO 3 - 的濃度 (3) 在步驟 中, 為何溶液會出現藍色? (4) 根據上面之實驗數據, 計算 HSO 3 - 在步驟 混合後的消失速率 17. 哈柏法製氨 :N (g) + 3H (g) NH 3(g) + 9 kj 反應中, 用催化劑 Fe O 3 在約 500 下進行反應 有關此一反應, 下列敘述何者正確? 91 指考 (A) 反應中, 催化劑會使向右反應的反應速率增加 (B) 反應中, 催化劑會使向左反應的反應速率增加 (C) 反應中, 催化劑會使向右及向左反應的活化能皆降低 (D) 在高溫反應的主要目的是為使平衡向右移動 (E) 反應達平衡時, 加高壓力會使平衡向右移動 18. 假設 A B C 為三種理想氣體, 在一密閉容器中, 此三種氣體在 5 時之初濃度及平衡濃度 值如下表 試問下列敘述何者正確? 91 指考 化合物 A B C 初濃度 (mol / L) 平衡濃度 (mol / L) (A) 若有 1 莫耳 A 與 3 莫耳 B 完全反應, 則可生成 莫耳 C (B) 若平衡反應式為 1 3 A + B C, 則其在 5 之濃度平衡常數為 40 (C) 此一反應平衡時,B 氣體之分壓為 A 之 3 倍 (D) 此一反應平衡時, 氣體 C 之莫耳分率為 1 / 3 (E) 此一反應平衡時, 系統之總壓力為 4.9 大氣壓 19. 在某溫度,PbI 之 K sp 為 在此溫度, 取 M 之 NaI 溶液, 與同體積的未知濃度之 Pb(NO 3 ) 溶液充分混合, 若欲使之生成 PbI 沈澱, 則此 Pb(NO 3 ) 溶液之最低濃度應為多少? 93 指考 (A) M (B) M (C) M (D) M (E) M 34

37 0. 在室温, 將無色的 N O 4 密封於玻璃容器 若將其浸沒於 35 C 的水中, 則見其逐漸變成褐色 若換成浸沒於 45 C 的水中, 則出現深褐色 下列敍述何者正確? 93 指考 (A) 此一增高温度時的反應, 為放熱反應 (B) 若將容器重新浸沒於冰水, 則其深褐色會褪去 (C) 因容器為密封, 變色不會改變容器內之總分子數 (D) 與增高温度時的顏色變化最相關的, 是反應速率的改變 (E) 與增高温度時的顏色變化最相關的, 是化學平衡的移動 1. 生物體內的許多反應都需要靠酵素的催化才能順利進行, 其神奇的催化效果遠非一般人造催化劑所能比擬 下列有關酵素催化反應的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 可提高總產率 (B) 溫度愈高其催化效果愈好 (C) 可同時催化正反應及逆反應 (D) 在任何酸鹼度下都具有催化效果. 某一工業製程將 SO Cl 加熱分解可生成二氧化硫與氯氣 若在 173 o C 下, 於 100 升反應器中放置 0.03 莫耳的 SO Cl.0 莫耳的二氧化硫和 1.0 莫耳的氯氣, 則此反應的 K p 值為 3.0 下列有關此反應的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 反應中二氧化硫是氧化劑 (B) 此反應的平衡常數 (K c ) 為 0.08 (C) 化合物 SO Cl 的起始濃度為 M (D) 最初混合時, 反應向增加 SO Cl 濃度的方向移動 (E) 反應達平衡時, 壓縮反應系統的體積, 反應會向增加 SO 和 Cl 濃度的方向移動 3-4 題為題組 3. 已知 HCl (g) 分解產生 H (g) 和 Cl (g) 為一吸熱反應, 其反應式如下 : HCl (g) H (g) + Cl (g) 於 500 C 的平衡常數 (K c ) 為 0.01 若將 1.0 莫耳 HCl (g) 放入體積為 1.0 升, 溫度為 500 C 的容器中, 當反應達到平衡時,HCl (g) 的分解百分率 (%) 最接近下列哪一選項? 94 指考 (A)5 (B)17 (C)5 (D)33 (E)40 4. 承上題, 下列哪一個因素會使 HCl (g) 的分解百分率增高? 94 指考 (A) 升溫 (B) 加壓 (C) 減壓 (D) 降溫 (E) 添加催化劑 5. 將 0.05g 的磷酸銀粉末加入體積都是 0mL, 濃度均為 0.01M 的下列各水溶液中, 試問磷酸銀在何者的溶解度最小?(Ag 3 PO 4 的 K sp = ) 94 指考 (A)NaCl (B)Na 3 PO 4 (C)AgNO 3 (D)HNO 3 (E)H 3 PO 4 6. 大理石的主要成分是碳酸鈣, 下列哪些因素可以影響大理石在水中的溶解度? 94 指考 (A)pH 值 (B) 攪拌 (C) 水溫 (D) 水的體積 (E) 大理石顆粒的大小 7. 下列反應已達平衡, 哪些會在溫度固定, 反應容器的體積減半時, 向右移動? 94 指考 (A)H S (g) H (g) +S (g) (C)CaO (s) +3C (s) CaC (s) +CO (g) (E)CO (g) +NaOH (s) NaHCO 3(s) (B)CO (g) +Cl (g) COCl (g) (D)SO (g) +NO (g) SO 3(g) +NO (g) 35

38 8. 鋁粉與過氯酸銨的混合物可用為太空梭火箭推進器的燃料, 其反應式如下 : 3 Al (s) + 3 NH 4 ClO 4 (s) Al O 3 (s) + AlCl 3 (s) + 3 NO (g) + 6 H O (g) kj 將鋁粉與過氯酸銨各 1.0 莫耳, 放入一個體積為 1.0 升 溫度為 400K 的定體積恆溫反應槽內反應, 並測量槽內氣體總壓力隨時間的變化, 得二者的關係如圖 ( 假設其氣體為理想氣體 ) 圖 試根據圖, 回答下列問題 : 94 指考 (1) 求出鋁粉之消耗速率 (mol/min) () 計算鋁粉在 5 分鐘內的消耗量 (mol) (3) 此反應在 5 分鐘內放出多少熱量 (kj) 9-31 題為題組 報載少數商人用一氧化碳處理生魚片, 使其色澤紅潤, 看起來比較 新鮮, 實際上卻未必 如此 生魚片與許多肉類的顏色主要來自肌肉纖維中的肌紅蛋白 (Mb) 與殘存的血紅蛋白 (Hb)( 亦即血紅素 ) 肌紅蛋白與血紅蛋白的主要功能在輸送氧氣與排除二氧化碳 肌紅蛋白 分子可以與小分子 X ( 如氧或一氧化碳 ) 結合 此結合反應式可寫為 [Mb X ] Mb(aq) + X( g ) MbX( aq), 平衡常數 K = [Mb] p/ p0 p 表示分子 X 的壓力 ; p 0 表示標準狀態壓力 ( p 0 = 1 atm) 9. 若用附著率 f [Mb X ] = 來描述小分子 X 吸附到肌紅蛋白分子上的比率, 則下列何者正確 [Mb] + [Mb X ] 表示附著率與小分子 X 的壓力關係? 95 指考 K p/ p0 K + p/ p0 p/ p0 (A) f = (B) f = (C) f = 1 + K p/ p p/ p K + p/ p 1 + K p/ p0 (D) f = K p/ p 0 0 (E) f = K p/ p

39 30. 在常溫, 肌紅蛋白與一氧化碳結合反應的平衡常數 (K CO ) 遠大於與氧結合的平衡常數 ( K ) 試問下列哪一個圖最能代表附著率與此兩種氣體壓力的關係? 95 指考 (A) (B) (C) O (D) (E) 31. 在常溫, 一氧化碳的壓力為 10-4 atm 時, 會有半數肌紅蛋白附著有一氧化碳分子 試問一氧化碳與肌紅蛋白結合的平衡常數為何? 95 指考 (A) 10-4 (B) 10 - (C)1 (D) 10 (E) 化合物 A (g) 與 B (g) 反應生成 AB (g), 其反應式如下 : A (g) + B (g) AB (g) 將 0.30 莫耳的化合物 A (g) 與 0.15 莫耳的化合物 B (g) 混合在一溫度為 60, 體積為 V 升的容器內, 當反應達到平衡時, 得 0.0 莫耳的化合物 AB (g) 試問 60 時, 此反應的平衡常數為何? 96 指考 (A)0.0 (B)1.0 (C).0 (D)4.0 (E) 化合物 A (g) 與 B (g) 反應生成 C (g), 其反應式如下 : A (g) + B (g) 3C (g) ( 已知此反應的反應速率式可表示為 r=k[a] [B]) 王同學做了兩次實驗 第一次將化合物 A (g) 及 B (g) 各 0.1 莫耳置於一個 500 毫升的容器中反 應 在相同的溫度下, 做第二次實驗, 將 0. 莫耳的化合物 A (g) 及 0.1 莫耳的化合物 B (g) 置於 一個 1000 毫升的容器中反應 試問第二次實驗的反應初速率為第一次的幾倍? 96 指考 (A)1/8 (B)1/4 (C)1/ (D) 不變 (E) 34. 常溫下, 已知硫酸鈣與硫酸鋇的溶度積常數 (K sp ) 分別為 和 則下列有關溶液的敘述, 哪些是正確的? 96 指考 (A) 硫酸鈣在純水中的溶解度為 M (B) 硫酸鈣在 0.10 M 氯化鈣溶液的溶解度為 M (C) 硫酸鋇在 0.01 M 氯化鋇溶液的溶解度為硫酸鋇在純水中溶解度的一半 (D) 將 50 毫升 0.01 M 氯化鋇溶液, 加入 50 毫升 0.01 M 硫酸鉀溶液, 會有沉澱產生 (E) 若將 0.05 M 硫酸鉀溶液, 逐滴加入一 100 ml 含 0.01 M 氯化鋇及 0.01 M 氯化鈣 的混合水溶液中, 則會先產生硫酸鋇沉澱 37

40 9 35. 將 PbI (s) ( K sp = ) 溶於 0.1 公升水中, 直至溶液飽和時, 其 Pb + (aq) 與 I (aq) 離子濃度隨時間變化的關係如圖 5 若在 T 時間時, 將上述飽和溶液加入一 0.1 公升, 1.0 M 的 NaI (aq) 溶液中 試問 : 下列哪一個最適合表示 T 時間後,[Pb + ] 與 [I ] 隨時間改變的關係圖? 96 指考 圖 5 (A) (B) (C) (D) (E) T T T T T 36. CaCO 3(s) 分解為 CaO (s) 與 CO (g) 的平衡反應式如右 :CaCO 3(s) CaO (s) +CO (g) 已知 850 C 時, 此反應的平衡常數 K p = 1.1( 以 atm 表示 ) 試回答下列問題: 96 指考 (1) 取 1.0 莫耳的 CaCO 3(s) 置入一體積為 10.0 公升的容器後, 將容器抽至真空, 並將容器加熱到 850 C 在此溫度下, 當反應達平衡時, 容器內氣體的壓力應為幾大氣壓 (atm)? () 承上題, 定溫下 (850 C), 將容器體積減為 5.0 公升, 並加入 1.35 atm 的氮氣, 當反應再度 平衡時, 容器內氣體的壓力應為幾大氣壓 (atm)? (3) 承第 1 小題, 定溫下 (850 C), 再加入 0.1 莫耳的 CaO (s) 於容器中, 當反應再度平衡時, 容器中的 CaCO 3(s) 與 CO (g) 莫耳數應如何變化?( 以增加 減少 不變的方式表示 ) 37. 環丙烷在高溫時可轉變成丙烯, 反應熱為 -33kJ/mol, 活化能約為 70kJ/mol 若同溫時, 環丙烷與丙烯之動能分布曲線幾近相同, 試問下列哪一圖示可定性描述上述反應中, 正向與逆向反應在不同溫度下的動能分布曲線?( 垂直虛線為反應所需之低限能值 ) 97 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 38

41 38. 已知醋酸 醋酸根離子與水在常溫下會進行下述反應, 其平衡常數分別為 K 1 K 與 K w : CH COOH + H O CH COO + H O K = (aq) (l) 3 (aq) 3 (aq) 1 CH COO + H O CH COOH + OH K 3 (aq) (l) 3 (aq) (aq) H O H O + OH K + (l) 3 (aq) (aq) w 今以 50mL 0.50M 的醋酸水溶液與等體積 等濃度的醋酸鈉溶液混合製得溶液甲, 試問下列敘述, 哪一項是正確的? 97 指考 (A) K 1小於 K (B) 於溶液甲中加入少量 0.10M 的 HCl (aq), 則溶液的 ph 值會大幅下降 (C) 若在溶液甲中加入 5.0mL 0.10M 的 HCl (aq), 則溶液中醋酸的 K 1會變大 (D) 溶液甲的 ph 值大於 5 (E) K w 等於 K 1與 K 的乘積 39. 將反應物 A 和 B 各 0.040M 置於一密閉容器中, 使其反應生成 C, 反應過程中各物種濃度隨時 間的變化如圖 4 所示 濃度 (M) C B A C B 下列有關此反應之敘述何者正確? 98 指考 (A) 此反應可表示為 A + 3B C 時間 ( 時 ) 圖 4 (B) 當 B 和 C 的濃度相同時,A 的濃度約為 0.03M (C) 此反應初速率的絕對值大小順序為 B>C>A 4 (D) 此反應之平衡常數約為 ( 係數為最簡單整數者 ) (E) 在圖中 B 和 C 的交點處,B 的消耗速率與 C 的形成速率相同 39

42 40. 光合作用是大自然節能減碳的重要程序, 其熱化學反應式如下 : 6CO (g) + 6H O (l) C6H1O 6(s) + 6O (g) H = 801 kj 下列關於光合作用的敘述, 何者正確? 98 指考 (A) 降低溫度有利於此反應的平衡往產物的方向移動 (B) 由此反應式可知, 葡萄糖的莫耳生成熱為 801 千焦 (C) 此反應每產生一個葡萄糖分子, 至少需要 6 個二氧化碳分子共獲得 4 個電子 (D) 此反應的平衡常數等於葡萄糖與氧氣反應的反應速率常數 (k 逆向 ) 和二氧化碳與水的反應速率常數 (k 正向 ) 的商值 (E) 葉綠素未出現在此反應式中, 是因其不是反應物也不是生成物, 但是葉綠素實際上, 確有參與光化學氧化還原反應 41-4 題為題組 在某固定溫度, 化學反應 I (aq) + OCl (aq) OI (aq) + Cl (aq) 的反應物初始濃度 溶液中的氫氧根離子初始濃度及初始速率間的關係如下表所示 : 實驗編號 I 的初始濃度 ( M) OCl 的初始濃度 ( M) 41. 上述化學反應的速率常數 ( k ) 為何 ( s 1 )? 99 指考 OH 的初始濃度 ( M) 初始速率 ( mol/l s) (A) k = 0.1 (B) k = 6 (C) k = 10 (D) k = 60 (E) k = 若實驗編號 1 的其他濃度不變, 僅將溶液的酸鹼值變更為 ph=13, 反應的初始速率為何 (mol/l s)? 99 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 血紅素 (Hb) 在血液中扮演輸送氧氣的重要角色, 其與氧氣的結合會受血液中 ph 值與溶氧量 的影響 下式為血紅素 氧氣和氫離子間的平衡關係 : HbH + O HbO + H + + (aq) (aq) (aq) (aq) 下列有關血紅素攜氧量的敘述, 哪些正確? 99 指考 (A) 在高壓氧氣下, 血紅素的攜氧量會下降 (B) 由上式可知, 在氧分壓高的情況下, 血紅素的攜氧量較高 (C) 某人登上玉山頂時, 血液中血紅素的攜氧量, 會比在平地時高 40

43 (D) 若血液 ph 值為 7.4, 則血紅素的攜氧量, 會比 ph 值為 7.0 時高 (E) 運動時, 血液中的二氧化碳會增加, 此時血紅素的攜氧量, 會比運動前低 44. 在固定溫度與體積時, 於密閉系統中進行下列反應且也達到平衡 : H + I HI ( g) ( g) ( g) 若所有的氣體均符合理想氣體的條件, 而加入少量的 Ar (g) 使系統的總壓力增大, 則下列敘述何者正確? 100 指考 (A) 加入 Ar (g) 後, 各反應物的濃度不變 (B) 當再加入更多的 Ar (g) 後, 達到平衡時會產生更多的 HI (g) (C) 反應會向左進行而達到平衡 (D) 反應的平衡常數會變大 (E)Ar (g) 會參與反應 45. 過氧化氫的分解反應如式 (1), 其反應的活化能 ( E a ) 為 17.9 kcal/ mol, 反應熱 ( H ) 為 3.4 kcal/ mol H O O + H O (1) ( aq) ( g ) ( l) 實驗發現加入碘離子可有效加速過氧化氫的分解, 其反應機構如下 : ( aq) ( aq) ( l ) ( aq) ( ) H O + I H O + IO 慢 () ( aq) ( aq) ( g ) ( l ) ( aq) ( ) IO + H O O + H O + I 快 (3) 而此時的活化能為 E ', 反應熱為 H ' a 試問下列有關此反應的敘述, 哪些正確? 100 指考 (A) 速率決定步驟的反應速率 = k[ho ][I ] (B) 加入催化劑的總反應式與反應式 (1) 相同 (C) E a ' = 17.9 kcal/mol H ' = 3.4 kcal/mol (D) E a ' < 17.9 kcal/mol H ' = 3.4 kcal/mol (E) E a ' = 17.9 kcal/mol H ' < 3.4 kcal/mol 41

44 單元五 : 酸鹼鹽 一. 酸鹼學說 : 1. 酸鹼學說比較 : 酸鹼學說 定義 限制 實例 阿瑞尼斯 布忍司特 - 洛瑞 酸 : 在水中解離出 H + 鹼 : 在水中解離出 OH 酸 : 提供質子 (H + ) 者 鹼 : 接受質子 (H + ) 者 4 水溶液 含有 H + HCl (aq) NaOH H (aq) + (aq) Na NH 3 +H O + Cl + (aq) (aq) + OH (aq) NH 4 + +OH 鹼酸酸鹼 酸 : 接受電子對者 H 3 N: + BF 3 H 3 N-BF 3 路易斯 ( 參考 ) 無限制鹼 : 提供電子對者鹼 ( 電子對 ) 酸 ( 空軌域 ). 共軛酸鹼對 : 以布 - 洛觀點, 所有酸 - 鹼反應都是一種酸和一種鹼反應, 產生另一種鹼和另一種酸 所產生的鹼和酸與原來的酸和鹼共軛, 稱為 共軛酸鹼對 例 : HA+B A + HB 正反應的布 - 洛酸為 HA, 布 - 洛鹼為 B ; 逆反應的布 - 洛酸為 HB, 布 - 洛鹼為 A HA A 和 HB B 為共軛酸鹼對 共軛酸鹼對判斷要領 只相差一個質子 (H + ) 3. 反應傾向 : 強酸 + 強鹼 弱酸 + 弱鹼 若反應向右酸性 :HA>HB 鹼性 :A <B 若反應向左酸性 :HB>HA 鹼性 :B <A 例 :HNO 3(aq) +F (aq) HF (aq) +NO 3 (aq) ( 酸性 :HNO 3 >HF; 鹼性 :F >NO 3 ) 越強的酸 共軛鹼越弱 ; 越弱的酸 共軛鹼越強 4. 酸鹼中和 :H + (aq) + OH (aq) H O (l) + 14 二. ph poh pk w : K w = [H ][OH ] = 定義 :ph =-log[h + ] 或 [H + ] = 10 ph + H poh =-log[oh ] 或 [OH ] = 10 poh O H + OH H>0 T K pk w =-log K w 或 K w = 10 Kw w pk w. 計算 :[H + ] = a 10 b (1 a<10) 則 ph = b log a; 3. 關係 :ph + poh = pk w =14(at 5, 不論溶液酸鹼性 ) 4. 酸鹼性與溫度 : 5 >5 <5 K w >10 14 <10 14 ph + poh 14 <14 >14 中性水溶液 [H + ] = [OH ] = K w =10 7 [H + ] = [OH ]>10 7 [H + ] = [OH ]< ph = poh = pkw =7 ph = poh < 7 ph = poh > 7 酸性水溶液 [H + ] > 10 7 > [OH ] [H + ] > [OH ] ph < 7 < poh ph < poh 鹼性水溶液 [H + ] <10 7 < [OH ] [H + ] < [OH ] ph > 7 > poh ph > poh

45 三. 當量 當量數 : 1. 當量 (E): 供應 1 莫耳 H + (OH ) 所需酸 ( 鹼 ) 的重量 M E = M: 分子量 (or 式量 ),a: 酸解離出的 H + 數目 (or 鹼解離出的 OH - 數目 ) a 例 :HCl 的當量 = 36.5 / 1 = 36.5 ; H SO 4 的當量 = 98 / = 49 想得到 1 莫耳 H + 需要 36.5gHCl 或 49g H SO 4. 當量數 (E s ):Wg 的酸 (or 鹼 ) 有 " 多少個當量 " W W W E s = = = a E s = n a W: 酸 ( or 鹼 ) 的重量,n: 莫耳數 E M / a M 例 :98g 的 H SO 4 的當量數 = 98 / 49 = 意義 :Wg 的酸 (or 鹼 ) 可供應 " 多少莫耳 H + (OH - )" 98g H SO 4 可供應 莫耳 H + 3. 當量濃度 (C N ): 每升溶液所含溶質的當量數 E C = s n a n N = = V V V a C N = CM a C M : 體積莫耳濃度,V: 溶液體積 (L) 4. 當量點 : 滴定時酸鹼恰巧完全中和 E = E ( 即 :H + 莫耳數 =OH 莫耳數 ) s酸 s 鹼 C N 酸 V 酸 = C N 鹼 V 鹼 C M 酸 V 酸 a 酸 = C M 鹼 V 鹼 a 鹼 四. 滴定曲線 : 滴定類型滴定曲線 強酸與強鹼 (HCl- NaOH) 強酸與弱鹼 (HCl-NH 3 ) 弱酸與強鹼 (CH 3 COOH -NaOH) 終點 ph 變化範圍 當量點 所生鹽類 之性質 NaCl 1A-4B 4A-1B 3.5~10.5 ph=7 不水解呈中性 A-4B 4A-B 3.5~6.5 ph 5 NH 4 Cl 會水解 呈弱酸性 CH3COONa 1A-3B 3A-1B 7.5~10.5 ph 9 會水解呈弱鹼性 指示劑 甲基橙, 甲基紅 石蕊, 溴瑞香草 酚藍, 酚酞 酸性指示劑 甲基橙 甲基紅 鹼性指示劑 酚酞 五. 酸 ( 鹼 ) 的解離 : 1. 游離常數 (K a ): HA (aq) H + (aq) + A + [H ][A ] (aq) K a = [HA] K a 越大,HA 酸性越強 ;K a 越小,HA 酸性越弱. 單質子酸之解離 : HA (aq) H + (aq) + A (aq) 初...C o 平衡..C o x x x + [H ][A ] x x K a = = [HA] Co x x x Co [H ] C K + = 0 a ( if C o >1000K a C o x C o ) 43 x 解離度 α= C = 0 Ka C 0

46 3. 雙質子酸之解離 : 第一次游離常數 (K a1 ) 第二次游離常數 (K a ) H A (aq) H + (aq) + HA (aq) 初 C o 平衡 C o x x+y x-y HA (aq) H + (aq) + A (aq) 初 x x 平衡 x-y x+y y + + [ H ][ HA ] ( x y)( x + y) [ H ][ A ] ( x + y) y K a1 = =, K a = = [ H A] ( C0 x) [ HA ] x y - K a1 K a 極小 (H C O 4 H SO 3 HSO 4 不適用 ) Co x, x y x K a1 C,K a y [H + ] =[HA - ]= C 0 K a1,[a - ]=K a 0 K a1 K a, 因此 [H + ] 由 K a1 決定 4. 三質子酸之解離 :( 有興趣的人可以自己練習證明 ) H 3 PO 4(aq) H + (aq) + H PO 4 (aq) H PO 4 (aq) H + (aq) + HPO 4 (aq) HPO 4 (aq) H + (aq) + PO 4 3 (aq) K K a1 K + [H ][HPO 4] = [H PO ] a 3 4 [H ][HPO ] = [H PO ] [H ][PO ] a = 3 [HPO 4 ] [H + ] =[H A - ]= C 0 K a1,[ha - ]=K a,,[a 3- K a K ]= C K 六. 緩衝溶液 ( 同離子效應 ): 1. 定義 : 緩衝液是由弱酸與其鹽 ( 即共軛鹼 ) 或由弱鹼與其鹽 ( 即共軛酸 ) 的混合液. 舉例 : 以弱酸 HA 與強電解質 NaA 形成的緩衝液 HA (aq) H + (aq) + A (aq) 初 C HA 0 C NaA 平衡 C HA x x C NaA +x C HA x C NaA + [H ][A ] K a = [H + [HA] ] = K a [HA] [A ] K C a C [H + n ] = K a n HA NaA HA NaA o a3 a1 (n HA :HA 莫耳數,n NaA :NaA 莫耳數 ) ( 同一溶液中, 濃度比 = 莫耳數比 ) 3. 特性 : 加入少量 H + : 可與 A 反應, 使得 [A ] 減少,[HA] 增加, [HA] 但的比值變化不大, 則 [H + ] 增加量很少 [H + n + x ] = K a HA [A ] nnaa x 加入少量 OH : 可與 HA 反應, 使得 [HA] 減少,[A ] 增加, [HA] 但的比值變化不大, 則 [H + ] 下降量很少 [H + n x ] = K a HA [A ] nnaa + x 加入少量 H O: 因 [HA] 與 [A [HA] ] 同時被稀釋, 所以比值不變, 故 [H + ] 維持不變 [A ] [HA] 弱酸及弱酸鹽的濃度愈高, 且比值介於 0.1~10 之間, 溶液的緩衝能力較佳 [A ] 44

47 七. 鹽的水解 : 1. 陰陽離子的酸鹼性 : 強酸陰離子 (ClO 4 I Br Cl NO 3 SO 4 ) 強鹼陽離子 (Na + K + Rb + Cs + Ca + Sr + Ba + ) 中性 ( 不水解 ) H PO 4 H PO 3 HC O 4 HSO 4 HSO 3 酸性 (K a >K h ) 口訣 : 淋呀淋草流呀流 其他 : 陰離子 鹼性 ( 水解產生 OH ), 陽離子 酸性 ( 水解產生 H + ) 電荷守恆 : 帶負電生成帶負電, 帶正電生成帶正電. 鹽類水解之 ph 計算 + [HA][OH ] [H ] 弱酸根水解 Kh = + [A ] [H ] A + H O HA + OH [HA] + 初 C o 0 0 = [H ][OH ] + [H ][A ] x + x + x 平衡 C o x x x 1 K w = K w = [HA][OH ] x x x x K Ka Ka w K( h 水解常數 ) = = = [A ] C x C K K w [OH ] = CoKh = Co Ka 弱鹼陽離子水解 B + + H O BOH + H + 初 C o 0 0 x + x + x 平衡 C o x x x + [BOH][H ] x x x x Kw K( h 水解常數 ) = = = + [B ] C x C K + K w [H ] = CoK h = Co Kb 八. 強鹼滴定弱酸 : ( 以 0.1 M NaOH 滴定 50 ml 0.1 M CH 3 COOH 溶液為例 ) 編說明 NaOH [H + ] 的計算式 ph 酚酞甲基橙號 僅酸溶液 0.0mL [H + ] = CK o a.87 無紅 達當量點 1/5 10.0mL 酸過量 ( 緩衝溶液 ) 4.14 無橙 達當量點 1/ 5.0mL [H + CV CV 4.74 無黃 ] =K a A A B B 99.8% 中和 49.9mL CV 7.45 無黃 當量點 50.0 [OH ] = CK o h 8.7 粉紅黃 50.1mL 鹼過量 紅黃 鹼過量 60.0mL [OH CV CV 紅黃 ] = B B A A 80.0mL V + V 1.36 紅黃 半當量點 時 ph = pk a = -log ( ) = 4.74 o o A B 45 B B o o a b

48 歷屆大考試題 1. 以 HCl 溶液 (0.10 M) 滴定 5 毫升 NaHCO 3 溶液 (0.10 M), 下列何圖最能代表其滴定曲線? ( 橫軸為添加 HCl 溶液之毫升數 ) 85 日大 (A) (B) (C) (D). 四種水溶液分別含 0.1 M 之 (a) Na(CH 3 COO) (b) NH 4 Cl (c) NH 4 (CH 3 COO) (d) NH 4 (HSO 4 ), 則溶液之 ph 值大小排列順序, 何者正確? 86 日大 (NH + 4 的 K a = ,CH 3 COO 的 K b = ,HSO 4 的 K a = ) (A) c > a > b > d (B) c > a > d > b (C) a > c > d > b (D) a > c > b > d 3. 將 0.01 莫耳的 HCl 氣體完全溶入 1 升的下列各水溶液中, 何者的 ph 值變化最小? 87 日大 (A) 0.01 M CH 3 COOH (C) 0.5 M CH 3 COONa (B) 含有 0.01 M CH 3 COOH 和 0.01 M CH 3 COONa (D) 含有 0.5 M CH 3 COOH 和 0.5 M CH 3 COONa 4. 酸和鹼混合會產生中和反應 下列三組為含 1 莫耳酸的稀釋水溶液與含 1 莫耳鹼 的稀釋水溶液混合在一起, 其所放出熱量之比較, 何者正確? 87 日大 a: 鹽酸 + 氫氧化鈉 b: 醋酸 + 氫氧化鈉 c: 醋酸 + 氨水 (A) a > b > c (B) c > b > a (C) b > c > a (D) a = b = c 5. 比較 0.10 M 的醋酸分別在 0.10 M 醋酸鈉水溶液與 M 醋酸鈉水溶液中, 其游離百分率的比約為下列何者?( 醋酸 :K a = ) 87 日大 (A) 1:3 (B) 1:10 (C) 3:1 (D) 10:1 6. 常溫下, 某酸溶液 35.0 毫升, 其中含此酸 0.51 克, 以 M 的氫氧化鈉溶液滴定 至當量點時, 用去 40.0 毫升的氫氧化鈉溶液, 則此酸最可能為下列何種酸? 88 日大 (A) 氫硫酸 (B) 鹽酸 (C) 氫碘酸 (D) 氫氰酸 7. 定溫 5 下, 將 50.0 毫升 0.40 M 氫氧化鈉水溶液與 50.0 毫升 0.40 M 醋酸水溶液混合, 則混 合溶液的 ph 值與下列數值何者最接近?( 在 5 時, 醋酸的游離常數為 ) 88 日大 (A) 6.0 (B) 7.5 (C) 9.0 (D) 純水加熱至某一溫度時,pH 值變為 6.5, 下列敘述, 何者錯誤? 88 日大 (A) 此時水呈酸性 (B) 此時 poh 為 7.5 (C) 水的解離常數變大 (D) 水的離子積變小 (E) 水的游離百分率不變 9. 下列那一種液體的 ph 值最大? 89 日大 (A) 純水 (B) 氯化鈉水溶液 (C) 氯化銨水溶液 (D) 醋酸鈉水溶液 10. 已知草酸 ( H C O 4 ) 的 K a1 和 K a 分別為 和 , 在 0.10 M 的草酸溶液中, 下列有關各物種的濃度之表示, 何者最正確? 89 日大 (A) [H C O 4 ] = 0.10 M (B) [H + ] = 0.0 M (C) [HC O ] = M (D) [C O ] = M 46

49 11. 將 克的某單質子酸 HA( 分子量為 69) 溶於 50.0 克水中, 所形成水溶液的密度為 1.0 g / ml, 若測得其凝固點為 0.056, 則此酸的 K a 則為下列何者? ( 已知水的 K f = 1.86 / m) 89 日大 (A) (B) (C) (D) 將下列各溶液混合, 何者可以形成緩衝溶液? 89 日大 (A) 100 毫升 0.1 M NH 4 Cl 和 100 毫升 0.1 M NaOH (B) 100 毫升 0.1 M NH 4 Cl 和 50 毫升 0.1 M HCl (C) 100 毫升 0.1 M NH 4 Cl 和 75 毫升 0.1 M NaOH (D) 100 毫升 0.1 M NH 4 Cl 和 00 毫升 0.1 M HCl (E) 100 毫升 0.1 M NH 4 Cl 和 00 毫升 0.1 M NaOH 13. 假設某一胃藥片之制酸劑為碳酸鈣, 其中所含之制酸劑的測定步驟如下 : 取一粒 克的此種胃藥片, 磨碎後加入 50.0 毫升蒸餾水 加入過量之 80.0 毫升 M HCl 溶液, 煮沸後並冷卻 以酚酞為指示劑, 用 M NaOH 滴定, 需 44.0 毫升始達滴定終點 ( 原子量 :C = 1.0;O = 16.0;Ca = 40.0) 89 日大 (1) 寫出步驟 相關反應之方程式 () 步驟 達滴定終點時, 溶液呈何種顏色? (3) 胃藥片中含碳酸鈣多少克? (4) 為什麼不直接用鹽酸來滴定此胃藥片內的鹼含量? 14. 若將下列各物質當作酸, 則何者之共軛鹼的鹼性最強? 90 日大 (A) H O (B) HCl (C) CH 3 CO H (D) NH 胺基乙酸之羧基的 K a = , 胺基的 K b = 若將少量胺基乙酸溶於 ph = 1.0 的水溶液, 則下列各結構之物種, 何者濃度最大? 90 日大 (A) H N-CH -COOH (B) H 3 N + -CH -COOH (C) H 3 N + -CH -COO (D) H N-CH -COO 16. 人體血液的 ph 值可利用 H CO 3 與 HCO 3 的平衡系統控制, 當 ph 值維持在 7.4, 即 [H 3 O + ] = [H CO3 ] M 時, 血液中的比值最接近下列何者? 90 日大 [HCO ] ( 已知 H CO 3 的 K 1 = ,K = ) (A) (B) (C) 11 (D) 有 ph 值均為 3.0 之鹽酸及醋酸二溶液各 1.0 升, 則下列敘述何者正確? 90 日大 (A) HCl 為強電解質,CH 3 COOH 為弱電解質 (B) 二溶液所含 H + 的濃度均為 M (C) 如果將此二溶液分別用水稀釋至.0 升, 溶液所含 H + 的濃度均為 M (D) 以 M NaOH (aq) 分別滴定此二溶液, 達當量點時, 溶液均呈中性 (E) 以 M NaOH (aq) 分別滴定此二溶液, 達滴定終點時, 用去 NaOH 的體積均相同 3 47

50 18. 某單質子酸 HA, 在不同比例之 [A ] / [HA] 水溶液中的 ph 值如下圖所示, 則此酸之 K a 值為何? 91 指考 (A) (B) 10 5 (C) 10 4 (D) 下列那個化合物, 在 ph = 4 之水中的溶解度, 明顯高於其在中性之水中的溶解度? 91 指考 (A) BaF (B) PbSO 4 (C) AgI (D) Hg Cl 0. 將 1.0 莫耳的醋酸溶於 10 毫升的重水中, 試問在此溶液中會有那些化合物存在? 91 指考 (A) CH 3 COOH (B) CH 3 COOD (C) D O (D) H O (E) HOD 1. 於氫氧化鈉溶液中通入了足夠的二氧化硫, 所得產物經過純化結晶後, 可得下列哪一種化合物 ( 未表明結晶水 )? 9 指考 (A) NaHSO (B) Na SO 3 (C) Na SO 4 (D) Na SO 5 (E) Na S O 3. 將上一題所得化合物溶於水, 配成 0.1M 的濃度, 所得溶液的 ph 值為何? 9 指考 (A) 0 (B) 1 (C) 等於 7 (D) 小於 7 (E) 大於 7 3. 若以 0.01 M 的鹽酸滴定 NaQ 的水溶液 50.0 ml 時, 溶液的 ph 值變化如圖 4 求 HQ 的 K a 值應接近於 下列的哪一個選項? + [H ] aq[q ] (NaQ 是 HQ 的共軛鹼, Ka = [HQ] aq aq ph ) 9 指考 (A) M (B) M (C) M (D) M (E) M 4. 下列氧化物中, 何者溶於水即成為酸性溶液? 93 指考 圖 4 (A)CaO (B)MgO (C)N O 5 (D)P 4 O 10 (E)ZnO 5. 在室溫, 將 0.10 M 的 HCl 水溶液逐漸滴入 0.10 M 的 NH 3 水溶液 50 ml 中, 並經混合均勻 下列有關溶液之敍述, 何者正確?(NH 3 水溶液的 K b = ) 93 指考 (A) 初始 0.10 M 的 NH 3 水溶液, 其 [H + ] 值約為 M (B) 加入 0mL 的 HCl 水溶液後, 可成為緩衝溶液 (C) 加入 60mL 的 HCl 水溶液後, 溶液的 [H + ] 值約為 M (D) 加入 HCl 水溶液到達當量點時, 溶液的 ph 值為 7.0 (E) 加入 HCl 水溶液, 無指示劑狀況下, 溶液中的離子濃度, 必遵守 [NH + 4 ]+[H + ]=[Cl - ]+[OH - ] 48

51 6. 銨離子及磷酸二氫根離子的酸解離常數如下所示 93 指考補 NH 4 + (aq) NH 3(aq) +H + (aq),k a = H PO 4 - (aq) HPO 4 - (aq) + H + (aq), K a = 根據上述的反應, 試問下列何者的鹼性最強? + - (A) NH 4 (B) NH 3 (C) H PO 4 (D) HPO 4-7. 取四份 50 毫升 0.1 M 的弱酸 HA (K a = 1.0 x 10-4 ), 以 0.1 M NaOH 滴定, 在分別加入 ( 甲 ) 0 毫升 ;( 乙 ) 5 毫升 ;( 丙 ) 50 毫升 ;( 丁 ) 60 毫升的 0.1 M NaOH 後, 停止滴定 下列有關此四種滴定後水溶液的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 溶液丙呈弱鹼性 (B) 溶液乙的 ph 值為 4 (C) 此四種溶液中, 溶液丙所含 HA 的平衡濃度最小 (D) 將溶液甲與溶液丙混合, 其 ph 值等於溶液乙的 ph 值 (E) 將此四種溶液分別以純水稀釋 10 倍, 其 ph 值變化最小的是溶液乙 8. 表 1 列出各反應的平衡常數值 表 1 反應 平衡常數 Mn(OH) (s) + Cd + (aq) Mn + (aq) + Cd(OH) (s) 44 Cu(OH) (s) + Ni + (aq) Cu + (aq) + Ni(OH) (s) Mg(OH) (s) + Mn + (aq) Mg + (aq) + Mn(OH) (s) 36 Cd(OH) (s) + Ni + (aq) Cd + (aq) + Ni(OH) (s) 7.5 試問下列化合物之飽和水溶液, 哪一個的 ph 值最小? 94 指考 (A)Ni(OH) (B)Mg(OH) (C)Mn(OH) (D)Cu(OH) (E)Cd(OH) 4 9. 弱酸 (HA) 與弱酸鹽 (NaA) 可配製成緩衝溶液 有一弱酸的解離常數 K a = , 若配製成 ph5.0 的緩衝溶液, 則溶液中的弱酸與弱酸鹽濃度的比值為何?( 即 [HA]/[NaA]) 94 指考 (A)1/1000 (B)1/100 (C)1/10 (D)1 (E) 有甲 乙 丙 丁 戊 己 庚等七杯各含 100 毫升濃度不等的鹽酸溶液, 各溶液的 ph 值分別為 今將濃鹽酸逐滴滴入各溶液中, 使各溶液的 ph 值, 分別降為 若用各溶液所需加入濃鹽酸的滴數對各溶液的編號作圖, 則所形成的曲線, 應接近下列哪一個? 96 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 49

52 31-35 為題組實驗課後王同學發現實驗桌上有六瓶試劑未予歸位, 可能為醋酸 鹽酸 硫酸 氫氧化鉀 氫氧化鈣以及氨水 王同學取出其中兩瓶, 進行簡易分析實驗以辨識二者成分 以下為其實驗記錄 : 95 指考 實驗 I 從第一瓶溶液中取出 5.00 ml, 以標準 NaOH 溶液滴定, 滴定結果列於表 1 中 表 1 體積 (NaOH)/ ml ph 圖 4 滴定曲線 實驗 II 從第一瓶溶液中取 5.00 ml 後, 加入 ml 0.01 M 的硫酸, 再以同一標準 NaOH 溶液滴定, 滴定結果繪於圖 4 中 實驗 III 從第一瓶與第二瓶溶液中分別取出 5.00 ml 與 ml, 相互混合之後, 再以標準 NaOH 溶液滴定 滴定結果也繪於圖 4 中 實驗 IV 完成實驗 III 後, 再加入數滴 BaCl, 溶液並無沈澱出現, 但若改加草酸鈉, 則溶液出現白色沈澱 31. 在答案紙上, 比照圖 4 的繪圖方式, 將實驗 I 的滴定結果繪於方格紙內, 並以平滑曲線連接各點 注意 : 繪圖可以先用鉛筆, 但最後要在鉛筆所繪的點與線上, 再用原子筆 鋼珠筆或中性筆描繪 ( 包括縱座標與橫座標 ) (4 分 ) 3. 計算標準 NaOH 溶液的濃度 ( 單位 :M) (3 分 ) 33. 若在 1.50 ml 標準 NaOH 溶液中加入 1.50 ml 0.01 M 的鹽酸溶液, 則最後溶液的 ph 值為何?(3 分 ) 34. 寫出第一瓶所含成分的正確中文名稱與化學式, 並計算其濃度 ( 單位 :M) (3 分 ) 35. 寫出第二瓶所含成分的正確中文名稱與化學式, 並計算其濃度 ( 單位 :M) (3 分 ) 50

53 3 36. 室溫時, 若將 0mL 的 M HCl 溶液與 40mL 的 M NaOH 溶液, 均勻混合, 則混合後溶液的 ph 值最接近下列哪一個數值? 97 指考 (A).0 (B)3.5 (C)7.0 (D)8.0 (E) 在 7 一大氣壓下, 將 0.0g 的 MgCO 3 加入 500mL 的純水中 經充分攪拌, 並靜置一段時間後, 取出上層澄清液, 並測得其滲透壓為 11mmHg 試問在一大氣壓 7 時,MgCO 3 的溶度積常數 ( K sp ) 最接近下列哪一個數值? 97 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 下列哪一圖中的曲線可以定性描述 : 苯甲酸 ( 甲, K a = ) 與氫氟酸 4 ( 乙, K a = ), 在水中的解離度與其濃度的關係? 97 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 題為題組 本題組與下述酸鹼實驗有關 步驟 : 一. 在五個 150mL 的燒杯中, 依表 1 分別滴入試劑 ( 示意如圖 1) 表 1 各杯溶液的配備 杯號 試劑 滴數 備註 1 NaOH 1 1.NaOH 與 HCl 均為 3.0M 的水溶液 HCl.BTB 是 0.4% 的溴瑞香草酚藍溶液 3 BTB 3 3.PP 是 0.4% 的酚酞溶液 4 NaOH 4 4. 每滴體積相等, 均為 0.10mL 5 PP 5 NaOH HCl BTB NaOH PP 純水 No.1 No. No.3 No.4 No.5 圖 1 51

54 二. 三. 四. 在各杯內滴入試劑後, 倒 80mL 的蒸餾水於 5 號杯, 得無色溶液 將 5 號杯的無色溶液, 全部倒入 1 號杯, 則溶液立即呈現粉紅色 將 1 號杯的粉紅色溶液倒 60mL 於 號杯, 結果溶液褪為無色 五. 將 號杯的無色溶液 60mL 全部倒入 3 號杯, 結果溶液變為 x 色 六. 將 3 號杯的 x 色溶液倒 0mL 於 4 號杯, 結果溶液變為紫色 參考表 指示劑的顯色, 回答第 題 表 指示劑的顯色指示劑酸性中性鹼性 39. 試問 x 是什麼顏色? 98 指考 BTB 黃綠藍 酚酞無無粉紅 (A) 黃 (B) 綠 (C) 藍 (D) 紫 (E) 粉紅 40. 將作完步驟六後的所有杯中溶液倒在一起, 結果溶液會呈現什麼顏色? 98 指考 (A) 黃 (B) 綠 (C) 藍 (D) 紫 (E) 粉紅 41. 濃度均為 0.1M 的下列五種物質的水溶液 : ( 甲 ) NH 3 ( 乙 ) NH 4 Cl ( 丙 ) CH 3 COOH ( 丁 ) CH 3 COONa ( 戊 ) CH 3 COONH 4 試問其 ph 值由低至高的排列順序, 下列哪一選項正確? 98 指考 (A) 乙丙戊甲丁 (B) 丙乙丁戊甲 (C) 乙丙丁甲戊 (D) 戊丙乙甲丁 (E) 丙乙戊丁甲 4. 下列哪一選項中的各個化合物, 溶於水後皆呈鹼性? 100 指考 (A) NH 4Cl Cu(NO 3) C H 5 OH (B) NH 4Cl KCl NaHCO 3 (C) Cu(NO 3) NaF C H 5 OH (D) NaF K CO 3 NaHCO 3 (E) KCl Cu(NO 3) K CO 3 5

55 一. 氧化還原 : 狹義 廣義 單元六 : 氧化還原 氧化 (Hg+O HgO) 還原 (HgO Hg+O ) 與氧化合 or 失去氫 失去氧 or 與氫化合 Zn + O ZnO 失去電子 Zn Zn + + e CuO + H Cu + H O 53 得到電子 Cu + + e Cu 實用氧化數增加氧化數減少 作為還原劑氧化劑 氧化 還原反應必同時發生 例如 :Zn + Cu + Cu + Zn + Zn 為還原劑 ( 把 Cu + 還原 ) 本身被氧化,Cu + 為氧化劑 ( 把 Zn 氧化 ) 本身被還原 二. 氧化數 : 1. 定義 : 氧化數係極端地將鍵結的電子對完全分配給電負度較大的元素, 對分子化合物而言, 氧化數僅表示該原子的形式電荷, 未必是實際電荷數 ( 註 :MnO 4 離子中 Mn 氧化數為 +7, 但不代表 Mn +7 存在 ). 電負度 : 元素拉電子的能力 ( 週期表扣除鈍氣, 越右上方越大 ) 3. 規則 : 元素狀態時原子的氧化數為零 Ex:O N P 4 S 8 單原子離子的氧化數等於所帶電荷數 Ex:Na + = +1 Cl = 1 化合物中鹼金屬必為 +1, 鹼土金屬必為 +,F 必為 1 Ex:NaCl CaF 大部分化合物中 H 為 +1,O 為 Ex:H O HF CaO 金屬氫化物 1, 過氧化物 1, 超氧化物 1/, 氟化物 Ex:NaH( 1) H O ( 1) CsO ( 1/) O F (+1) OF (+) 分子化合物中各組成原子的氧化數總合為零 Ex:CH 4 中 H = +1,C = 4 離子化合物或離子團中, 各組成原子的氧化數總合等於其所帶電荷數 Ex:KMnO 4 中 K= +1,Mn = +7,O = 化合物若可解離, 則先解離成離子後, 再判斷各原子氧化數 NH NO NH + NO Ex: ⅠA 族 ⅡA 族 ⅢA 族 ⅣA 族 ⅤA 族 ⅥA 族 ⅦA 族 H.1 Li 1.0 Be 1.5 B.0 C.5 N 3.0 O 3.5 F 4.0 Na 0.9 Mg 1. Al 1.5 Si 1.8 P.1 S.5 Cl 3.0 K Ca Ga Ge As Se Br.8 Rb Sr In Sn Sb Te I.5 4. 氧化數範圍 : ⅠA 族 ⅡA 族 ⅢA 族 ⅣA 族 ⅤA 族 ⅥA 族 ⅦA 族 最大 最小 註 : 第一列過渡元素在化合物中常見之氧化數 Sc(+3) Cr(+,+3,+6) Mn(+,+3,+4,+6,+7) Fe(+,+3) Cu(+1,+) Zn(+)

56 三. 當量 當量數 :( 與酸鹼幾乎相同 ) 1. 當量 (E): M E = a: 氧化數改變量 a. 當量數 (E s ): W W W E s = = = a E s = n a E M / a M 意義 :Wg 的氧化劑 ( 還原劑 ) 會得到 ( 失去 )" 多少莫耳電子 " 3. 當量濃度 (C N ): Es n a n C N = = = a C N = CM a V V V 4. 當量點 : 氧化劑與還原劑完全反應 Es 氧化劑 = Es 還原劑 ( 即 : 氧化劑得到 e - 莫耳數 = 還原劑失去 e - 莫耳數 ) C N 氧化劑 V 氧化劑 =C N 還原劑 V 還原劑 C M 氧化劑 V 氧化劑 a 氧化劑 =C M 還原劑 V 還原劑 a 還原劑四. 氧化劑 還原劑及其產物 :( 重要! 記!) 氧化劑反應條件產物 a 還原劑產物 a H O H O H O O O 3 O H O X X 1 Cr O 7 Cr 3+ 6 C O 4 CO 酸性 PbO Pb + H S S S MnO MnO 4 HNO 3 Mn + SO HSO 3 5 S O 3 中性 微鹼 MnO 3 S O 3 ( 遇 I ) S 4 O 6 強鹼 濃 Cu Hg Ag 非金屬 稀 MnO 4 Zn( 活性 >H 之金屬 ) NH NO SO 4 8 NO 3 NO 1 IA M + 1 NO 3 IIA M + 8 Al Al 3+ 3 H SO 4 濃 Cu Hg Ag 非金屬 SO Mn Mn + Zn( 活性 >H 之金屬 ) S 6 Fe + Fe 3+ 1 XO 3 還原劑少量 X 5 Sn + Sn 4+ 還原劑過量 X 6 Ce 3+ Ce 4+ 1 X CO CO 五. 自身氧化還原 : 1. 定義 : 當一個反應物中, 具有相同氧化數之同一元素, 同時有增也有減時. 舉例 : 方程式倒寫, 則不是自身氧化還原反應 鹵素在強鹼中 : 3 I + 6 OH - - I (s) I (aq) I3(aq) 5 I + I O (0) H O + (-1) ( + 5) 紫無黃褐 ( 酸中發生逆反應 ) Cl + OH Cl + Cl O + H O (0) (-1) ( + 1) 雙氧水之分解反應 : H + O ( 1) H O ( ) O (O) 黃磷與強鹼共熱 : P + 3OH +3H O P H P 4 (0) (-3) H O ( + 1) 1

57 六. 電化學 : 研究產生電能或利用電能產生物質的氧化還原反應 電化電池 (electric cell) 電解裝置 (electrolytic cell) 利用化學變化產生電流的裝置 利用電能產生化學變化的裝置 定 ( 由化學能轉變成電能 ) ( 由電能轉變成化學能 ) 義屬於自發性反應 (ΔE >0) 屬於非自發性反應 (ΔE <0) 電極 陽極 : 發生氧化反應, 電子流出 負極陰極 : 發生還原反應, 電子流入 正極 陽極 : 發生氧化反應, 接於電源正極 正極陰極 : 發生還原反應, 接於電源負極 負極 七. 半電池電位 : 1. 定義 : 氧化或還原半反應中, 失去電子或獲得電子的傾向 氧化電位 還原電位 金屬原子失去電子生成陽離子, 陽離子溶於水溶液之中, 此反應的電位稱為氧化半電位 如 :Cu (s) Cu + (aq)+e E (Cu-Cu + ) 溶液中的金屬離子獲得電子, 而析出金屬原子附著於金屬板上, 此反應的電位稱為還原半電位 如 :Cu + (aq)+e Cu (s) E (Cu + -Cu) 1 H (g)(1atm) H + (aq)(1.0m) + e E =0.00V. 標準電位大小 : 氧化電位越大者, 愈容易失去電子 ( 本身氧化 ), 為愈強的還原劑 例 : 金屬氧化電位順序 ( 金屬還原力大小 ; 金屬活性大小 ): 你如假設被撕開那美女們心若鐵 Li Rb K Cs Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe 姑娘惜錢輕同公贏薄金 Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au Cu>I >Fe + >Hg>Ag>Br >Cl >Pt>Au 還原電位越大者, 愈容易獲得電子 ( 本身還原 ), 為愈強的氧化劑 例 : 還原電位 :F >MnO 4 >Cl >Cr O 7 >MnO >Br >NO 3 >Ag + >Fe 3+ >I 3. 電位的性質 : 逆反應電位大小不變, 符號相反 E 值大小與係數無關, 兩邊同乘以 n 倍,E 值不變 方程式相加消去電子時,E 可以相加 方程式相加, 但是電子並未消去時,E 不可直接相加 4. 電位的應用 : 電化電池的電動勢為兩極電位之和 E = 陽極 E ox + 陰極 E re E >0: 表示反應可自然發生 E <0: 表示反應不能自然發生 相加相減 + - E=0, 表示氧化還原反應已達平衡, 電化電池沒有電流流動 當 E 值越大, 電池反應發生趨勢越大, 但反應速率不一定快 55 方程式 H K E n n H K n 不變 n H/n K 1/n 不變 逆寫 - H 1/K - E 0

58 5. 影響電位 ( E) 的因素 : 電池電動勢 E 值與反應種類, 溫度 ( 壓力 ) 有關, 但與電極的粗細無關 反應向生成物方向進行的趨勢變大, 電壓變大 反應向反應物方向進行的趨勢變大, 電壓變小 達平衡時 ( 正逆反應爭取或釋放電子能力相當時 ), E=0 電化電池產生電能為放熱反應, 故溫度升高, 電池電壓降低 八. 電解質水溶液的電解 : 1. 陰極 ( 陽離子還原 ): 電解含 IA + IIA + Al 3+ Mn + 等活性較大之金屬離子水溶液時, 產生 H H O + e OH + H (g) E = 0.83V 電解含 H + ( 酸性 ) 溶液, 產生 H H + + e H E =0.00V 電解含活性較小的金屬陽離子 (Zn + ~Au 3+ ), 產生該金屬 M n+ + ne M. 陽極 ( 陰離子氧化 ): 電解含 SO 4 ² NO 3 CO 3 PO 4 3 ClO 4 MnO 4 等含氧酸根水溶液 以及 F,Cl ( 稀 ) 時, 產生 O H O H + + 1/O + e E = 1.3V 電解含 OH ( 鹼性 ) 溶液, 產生 O OH H O + 1/O + e E = 0.40V 電解 Cl ( 濃 ),Br,I 時, 產生該鹵素 X X + e 若以非惰性金屬當作電極 (Au Pt C 除外 ) 電解時, 則上述反應均不發生, 發生該金屬之氧化反應 : M M n+ + ne 除了三種情形以外, 都相當於電解水 陰 ( 負 ) 極還原產生氫, 陽 ( 正 ) 極氧化產生氧 負氫正氧 陰氫陽氧九. 電解計算 : 1. 法拉第 (Faraday) 電解定律 第一定律 : 電解任何物質時, 所析出的物質質量 (W) 恆與所通入的總電量 (Q) 成正比 W Q=It(I: 電流強度 ( 安培 ),t: 電解時間 ( 秒 )) 第二定律 : 通入相同電量時, 所析出各物質的質量 (W) 與各物質的當量 (E) 成正比. 電解原理 通 1mol e (1F=96500 庫侖 ) 恰析出任何物質 1 克當量數 W I t 通相同電量於不同電解槽中, 析出各物質之當量數相同 = E 通入 e mol 數 = 析出物質當量數 = 析出物質 mol 數 價數 通電相同時, 析出金屬之莫耳數與其所帶電荷數 ( 價數 ) 成反比 E s =F s 析出同莫耳數金屬時, 所需電量與其所代電荷數 ( 價數 ) 成正比 56

59 歷屆大考試題 1. 工業上電解濃食鹽水, 為何常在陽極及陰極間, 放置陽離子交換膜? 85 日大 (A) 防止陰極的 NaOH 與陽極的 Cl 起作用 (B) 保持溶液之 ph 值不變 (C) 做為鹽橋 (D) 只允許鈉離子進入陰極, 增加鈉金屬之產率. 滴定 30.0 毫升某 Sn + 酸性溶液, 達滴定終點時共消耗了 10.0 毫升 KMnO 4 溶液 (0.10 M), 此溶液中 Sn + 之起始濃度為何? 85 日大 (A) M (B) 0.00 M (C) M (D) M 3. 有一含 Fe + 離子之水溶液, 取相同體積且分別以 0.1 M KMnO 4 或 0.1 M K Cr O 7 溶液在酸性條件下滴定, 達當量點時所用滴定液之體積分別為 X 毫升及 Y 毫升, 則 X 與 Y X 之比值 ( ) 為何? 86 日大 Y (A) 3 5 (B) 5 3 (C) 5 6 (D) 使用過錳酸鉀的氧化還原滴定, 通常都是在酸性條件下進行 下列那種酸最適合該類實驗使用? 86 日大 (A) 硝酸 HNO 3 (B) 鹽酸 HCl (C) 硫酸 H SO 4 (D) 草酸 (COOH) 5. 氫 氧燃料電池的反應方程式可寫為 H (g) + O (g) H O (l), 下列有關氫 氧燃料電池之敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 燃料電池把化學能轉換成電能的效率比傳統火力發電的能量轉換功率高 (B) 每消耗 1 莫耳氧氣, 可產生 法拉第電量 (C) 放電時, 電池中之 OH 濃度漸增 (D) 放電時, 氧氣在陰極反應 (E) 可用高濃度之 KOH 溶液作電解質 6. 欲除去衣服上的鐵鏽, 以下列何種物質的水溶液最適當? 87 日大 (A) KMnO 4 (B) NaCl (C) NaOH (D) H C O 4 7. 下列何者是氧化還原反應? 87 日大 (A) 3O (g) O 3(g) (B) CaC (s) + H O (l) C H (g) + Ca(OH) (C) N O 4(g) NO (g) (D) PCl 3(g) + Cl (g) PCl 5(g) (E) AgCl (s) + NH 3(aq) Ag(NH 3 ) + (aq)+ Cl (aq) 57

60 8. 於 5 下, 有四個半電池 A D, 其中 A 與 B C 與 D 分別以裝滿 1.0 M NH 4 NO 3 溶液 的鹽橋聯接如下圖, 各半電池的標準還原電位如下 : 87 日大 A:Zn + (aq) + e Zn (s) E = 0.76 伏特 B:Ag + (aq) + e Ag (s) E = 伏特 C:Cu + (aq) + e Cu (s) E = 伏特 D:Ni + (aq) + e Ni (s) E = 0.3 伏特 a. 若將伏特計用導線聯接於 C 與 D 二半電池的電極所形成之電池, 理論上伏特計的讀數為 (1) 伏特, 鎳片上所發生的半反應方程式為 (), 若 C 燒杯中銅離子的濃度由 1 M 減低為 0.1 M 時, 伏特計讀數有何種變化? (3) b. 若將伏特計用導線聯接於 A D 二半電池的鋅片與鎳片間, 且以導線聯接銀片與銅片形成一電池組, 理論上伏特計的讀數為 (4) 伏特, 此時鎳片上所發生的半反應方程式為 (5), 若使電池連續作用 50 分鐘, 則伏特計的電壓隨著時間增加有何變化? (6) 9. 已知下列半反應的標準還原電位 (E ): Na + (aq) + e Na (s) E =.71 伏特 H O (l) + e H (g) + OH (aq) E = 0.83 伏特則反應 Na (s) + H O (l) Na + (aq)+ OH (aq)+ H (g) 的 ΔE 為多少伏特? 88 日大 (A) 4.59 (B) 1.88 (C) 1.88 (D) 下列何者為氧化還原反應? 88 日大 (A) 漂白作用 (B) 光合作用 (C) 鞭炮爆炸 (D) 乳化作用 (E) 酸鹼中和 11. 葡萄未成熟時具有酸味, 因其含有酒石酸 (C 4 H 6 O 6 ) 之故 當葡萄成熟時酒石酸則 轉變成葡萄糖 (C 6 H 1 O 6 ), 在此轉換過程中酒石酸 : 89 日大 (A) 被還原 (B) 被氧化 (C) 被催化 (D) 被燃燒 1. 以 10.0 安培電流電解一熔融鉻鹽 96.5 分鐘, 在陰極獲得 15.6 克的金屬鉻, 則此鉻鹽中 鉻的氧化數為下列何者?(1 法拉第 = 庫侖, 原子量 :Cr = 5.0) 89 日大 (A) + (B) + 3 (C) + 4 (D) 在下列酸性 中性或鹼性條件下, 各個未經平衡之化學方程式中, 何者的主要反應生成物不正確? 89 日大 (A) MnO + C 4 O OH 4 MnO + CO (B) IO + 3 I H + H + (C) Cr O 7 I CrO 4 (D) Fe + + Fe(CN) 3 中性 6 (E) Ca + + C 17 H 35 COO 中性 Fe 3 [Fe(CN) 6 ] Ca(C 17 H 35 COO) 58

61 14. 銀戒指在含硫化氫的空氣中, 會產生反應而生成黑褐色的硫化銀與水 90 日大 (1) 寫出此反應的方程式 () 若 克銀戒指在含 克硫化氫和 0.30 克氧的空氣中完全反應後, 可得硫化銀若干克? (3) 在不損失任何銀成分的情況下, 欲恢復成原來的色澤, 可將此黑褐色銀戒指放在含小蘇打水的鋁鍋內加熱, 產生下列反應, 則何者為氧化劑? 該反應 Ag S 的克當量數為何? 3Ag S (s) + Al (s) + 6OH (aq) 6Ag (s) + 3S (aq) + Al(OH) 3(s) ΔE = 1.6 V (4) 已知 Al(OH) 3(s) + 3e Al (s) + 3OH (aq) E =.31 V 則半反應 :Ag S (s) + e Ag (s) + S (aq) 的 E 值為多少伏特? ( 原子量 :H = 1.0,O = 16.0,S = 3.0,Ag = 108) 15. 下圖是鹼氯工業中電解氯化鈉水溶液的一種裝置示意圖 : 91 指考 (1) 寫出在甲電極發生的平衡半反應式 ( 分 ) () 電解槽中乙電極一邊產生的氣體 A 為何? 電解後, 乙電極附近之水溶液會呈現酸性或鹼性?( 分 ) (3) 氣體 A 之水溶液可形成漂白水, 寫出其平衡化學反應式 ( 分 ) 16. 在不同濃度的硝酸溶液中通入硫化氫, 會產生不同的反應如下 : 甲 HNO3(aq) + HS(g) S(s) + NO(g) + HO( ) 乙 HNO3 ( aq) 3HS( g) 3S ( s) NO( g) 4HO( ) 丙 HNO3 ( aq) 4HS() g 4S() s NH4NO3 ( aq) 3HO( ) 丁 HNO3 ( aq) 5HS() g 5S() s N( g) 6HO( ) 上列氧化還原反應, 若只針對硝酸, 氮的氧化數有改變的, 將其單一氮原子的氧化數改變的差距, 由大至小依序排列, 則下列哪一選項是正確的? 9 指考 (A) 甲乙丙丁 (B) 乙丙丁甲 (C) 丙丁乙甲 (D) 丁丙乙甲 (E) 丁丙甲乙 17. 工廠的廢氣以及汽機車的排氣是空氣污染的主要來源, 但廢氣中的氮與氧的化合物可藉由適量的氨氣及催化劑, 將其還原成無毒的 N 和 H O 今有 NO 與 NO 的混合氣體 ( 簡稱為 NO x )3.0 升, 若用與 NO x 同溫同壓的氨氣 3.0 升, 恰好可使該 NO x 完全反應變成 N 與 H O 試問該混合氣體 NO x 中,NO 與 NO 的莫耳比為何? 9 指考 (A) 1:1 (B) 1: (C) 1:3 (D) 3:1 (E) :1 59

62 18-19 題為題組近來 SARS 疫情影響許多人的生活, 衛生署建議大家勤洗手 戴口罩, 也建議使用稀釋的漂白水來消毒環境 媒體也出現以光觸媒消毒大樓以及光觸媒口罩新產品的廣告, 試依下列所提供的條件, 回答 18~19 題 18. 試問為什麼要使用可能造成環境污染的漂白水, 而不選用較環保的雙氧水或直接用氧氣來消毒? 已知次氯酸根 雙氧水及氧氣的還原電位大小如下 : 9 指考 ClO (aq) + H O (l) + e Cl (aq) + OH (aq) E = 0.89 V O (g) + 4H + (aq) + 4e H O (l) E = 1.3 V H O (l) + H + (aq) + e H O (l) E = 1.77 V (A) 漂白水的氧化力最強 (B) 雙氧水只能在鹼性環境中反應 (C) 空氣含氧量太低, 不適宜消毒 (D) 雙氧水和氧氣因活化能過高, 無法在室溫進行消毒 (E) 漂白水雖會造成環境污染, 但對人體無害 19. 已知坊間所賣的光觸媒, 其主要成分是奈米級的二氧化鈦, 而其接受光 ( 吸收光 ) 之波長至少需低於 400 nm 吸收光能後的二氧化鈦具有相當強之氧化力, 可以直接將吸附在物質表面之污染物直接氧化, 使其分解, 或者將吸附於物質表面之水分子氧化為氫氧根自由基 ( OH+H + + e H O E =.79 V) 進而分解污染物 試問下列敘述何者正確? 9 指考 (A) OH 為強還原劑可以分解污染物 (B) 奈米級的顆粒大小, 是比本土的蓬萊米略大 (C) 二氧化鈦的基態和激發態之能階差約為 3. ev (D) 光觸媒處理過的場所, 在黑暗中仍具有消毒效果 (E) 氫氧根自由基中的氧原子之電子恰好是八隅體組態 0-1 題為題組有一光電池組成如圖 5, 其中的一個半電池內裝有 1 M 的氯化鉀及一支銀棒 ( 棒上鑲有一片氯化銀 ), 另一半電池內則裝有氯化亞銅及一支白金絲 當此電池受光照射時, 氯化銀會立即轉變成銀原子與氯原子, 而氯原子會暫時吸附在氯化銀上 ( 簡記為 Cl (AgCl) ) 若將光源移除, 電池會立即回復至初始的氯化銀狀態 已知部分還原半反應如下所示 : AgCl (s) + e Ag (s) + Cl (aq) Cu + (aq) + e Cu + (aq) Cl (AgCl) + e Cl (aq) Cu + (aq) + e Cu (s) Ag + (aq) + e Ag (s) 試依這些數據回答 0~1 題 E = 0. V E = 0.15 V E = 3.80 V E = 0.5 V E = 0.79 V 60 圖 5

63 0. 當電池受光照射時, 下列敘述中何者不正確? 9 指考 (A) 電池會產生電壓 (B) 銀棒可作為陰極 (C) 氯化銀會被還原 (D) 電池內會產生 Cu + 離子 (E) 電子會由 A 點流向 B 點 1. 若將奈米級氯化銀與氯化亞銅粒子同置於玻璃鏡片中, 便可利用類似反應製得一新型太陽眼鏡 ( 受到陽光照射時, 鏡片會立即變成黑褐色 ) 這種智慧型太陽眼鏡從室外移入室內時, 鏡片會自動由黑褐色回復澄清, 其主要原因是因為鏡片內進行下列的哪一反應? 9 指考 (A) AgCl Ag + + Cl (B) Ag + Cu + Ag + + Cu (C) Cl + Cu + Cl + Cu + (D) Ag + Cu + + Cl AgCl + Cu + (E) AgCl + Cu + Ag + + Cl + Cu + + Cu -4 題為題組下列敘述一個實驗, 你或許未曾見過, 但不用擔心 試題設計的主要用意, 在於測驗考生是否會應用曾經做過的化學實驗, 由其觀察 推理與判斷所得的經驗, 找出正確的答案 取約 5 克的草酸鐵 (FeC O 4 H O) 放入試管, 用酒精燈加熱 結果黃色粉末的草酸鐵逐漸變灰黑色 試管移出火焰, 冷後塞緊試管, 以磁鐵靠近試管, 可看見試管內有些微細粉末會隨磁鐵移動, 有的不會 打開試管塞, 高舉試管, 使粉末從試管口落下, 可看到閃閃火花. 用酒精燈加熱草酸鐵時, 下列中的哪些物質, 有可能以氣體的狀態從試管口逸出? 9 指考 (A) C (B) C H (C) CO (D) H O (E) H O 3. 試管內的黑色粉末, 有可能含有下列中的哪些物質? 9 指考 (A) Fe (B) FeO (C) FeO (D) Fe O 3 (E) Fe 3 O 4 4. 下列中的哪一種物質, 從試管口落下時最有可能發出火花?( 只選一項 ) 9 指考 (A) Fe (B) FeO (C) FeO (D) Fe O 3 (E) Fe 3 O 題為題組這個實驗與你在 反應速率 或 秒錶反應 所做的實驗有關 實驗過程如下 ( 參見圖 6): (1) 用一透明杯子取蒸餾水 80 毫升, 並滴入碘酒至溶液呈黃褐色後, 分成約兩等量的兩杯 () 在其中的一杯溶液中滴入 0.1M 的亞硫酸氫鈉 x 滴, 攪拌後黃褐色消失, 溶液變成無色, 稱此溶液為甲液 (3) 在另一杯的溶液中, 加 1M 的氫氧化鈉溶液 y 滴, 攪拌後黃褐色同樣消失, 而稱此溶液為乙液 (4) 將無色的甲液再分成約等量的兩杯 在其中的一杯加入 3% 的雙氧水 x 滴, 攪拌後靜置數分鐘, 無色溶液逐漸呈色, 稱此溶液為丙液 另一杯則加入 1M 的鹽酸 y 滴, 攪拌後得丁液 (5) 同樣將乙液分成約等量的兩杯 在其中的一杯加入 3% 的雙氧水 x 滴, 攪拌後得戊液, 而另一杯則加入 1M 的鹽酸 y 滴, 攪拌後得己液 上面敘述的實驗流程, 用簡略的示意圖表示如下 : 61

64 碘酒水溶液 黃褐色 加 NaHSO 3 加 NaOH 圖 6 5. 試問下列哪些溶液呈現黃褐色? 9 指考 (A) 乙 (B) 丙 (C) 丁 (D) 戊 (E) 己 6. 在碘酒的水溶液, 加入亞硫酸氫鈉溶液後, 反應所得的生成物中含有下列哪些粒子? ( 只選兩項 ) 9 指考 (A) I (B) I (C) IO 3 (D) SO 3 (E) SO 4 甲 乙 加 HO 加 HCl 加 HO 加 HCl 丙 丁 戊 己 7. 試問乙液中含有下列哪些粒子?( 只選兩項 ) 9 指考 (A) I (B) I (C) IO 3 (D) SO 3 (E) SO 4 8. 在室溫電解.0M 的 Au(NO 3 ) 3 水溶液, 在電解時, 和電源供應器的正極相連電極 ( 甲電極 ) 的最主要產物, 及電解槽陰極的最主要產物, 分別是什麼? 93 指考 (A) 氫氣及金 (B) 氧氣及金 (C) 兩者均為金 (D) 氧氣及氫氣 (E) 金及一氧化氮 9. 下列金屬中, 何者不會與熱稀硫酸溶液反應產生氫氣? 93 指考 (A)Mg (B)Al (C)Fe (D)Cu (E)Zn 30. 添加碘的食鹽中, 碘係以碘酸鉀 (KIO 3 ) 的形式存在, 可用一些常見的物質來檢驗 試問需要同時使用下列哪兩個選項的物質, 較易檢驗出食鹽中的碘酸鉀? 93 指考 (A) 食醋 (B) 米酒 (C) 澱粉 (D) 藍色石蕊試紙 (E) 碘化鉀澱粉試紙 31. 在室溫, 取藍色的 0.1M 硫酸銅溶液 ml, 置於試管中, 加入無色的 0.1M 碘化鉀溶液 5mL, 即見試管內溶液變成混濁 靜置數分鐘後, 管內呈現黃褐色澄清溶液, 而管底則有一層灰白色沉澱 取黃褐色溶液數滴並加水稀釋後, 再滴入澱粉液數滴, 則呈現藍色 在上述實驗中, 下列敍述何者正確? 93 指考 (A) 銅離子發生了還原反應 (B) 試管底灰白色的沉澱是硫酸鉀 (C) 碘離子發生了自身氧化還原反應 (D) 滴入澱粉液後呈現藍色是銅離子的表現 (E) 管內呈現黃褐色是酸鹼中和反應的表現 6

65 3. 雙氧水易受特定金屬離子所催化而分解 急救箱的雙氧水滴在乾淨皮膚上, 不見得有明顯變化, 但若滴在傷口上, 立即產生泡沫 下列選項何者正確? 93 指考 (A) 雙氧水中, 氧原子的氧化數是 - (B) 題幹所述現象的差異, 是因為化學平衡常數不同所致 (C) 題幹所述現象的差異, 是因為化學反應速率不同所致 (D) 立即產生泡沫, 是因為傷口含有鐵金屬的離子物質存在 (E) 傷口的泡沫, 是因為雙氧水發生自身氧化還原反應而分解的 33. 利用下表的電解實驗條件, 可分別將四種金屬離子溶液中的金屬全部析出 試問何種金屬離子溶液的原始濃度最高? 93 指考補 (A) Ag + 金屬離子溶液原始體積 ( 升 ) 通電時間 ( 分鐘 ) 電流 ( 安培 ) (B) Cu + Ag (C) Al 3+ Cu (D) Pt 4+ Al Pt 鋅 - 氫電化學電池之反應式 半電池反應式及標準還原電位如下所示 93 指考補 Zn (s) + H + (aq) Zn + (aq) + H (g) Zn + (aq) + e Zn (s) Eº = 伏特 H + (aq) + e H (g) Eº = 0.00 伏特下列有關此電池的敘述, 何者正確? (A) 鋅是比氫氣強的氧化劑 (B) 電池電動勢會隨著時間增加而遞減 (C) 標準狀態時, 此電池之反應向右進行 (D) 降低陰極溶液的 ph 值, 可提高此電池之電動勢 (E) 此電池之標準電動勢是在 5 C H 壓力 1 atm [Zn + ] =1.0 M [H + ] =.0 M 時測得 35. 以白金為正負兩電極, 分別電解下列各種水溶液, 試問於電解初始, 下列哪些溶液中, 陰極的主要產物為氫氣? 93 指考補 (A) 硫酸銅水溶液 (B) 硝酸銀水溶液 (C) 碘化鉀水溶液 (D) 食鹽水溶液 (E) 稀硫酸溶液 36. 下列元素與其它元素反應, 形成各種穩定化合物時, 何者能以最多種氧化數與其它元素鍵結? 94 指考 (A) 鈉 (B) 氧 (C) 氟 (D) 銅 (E) 氯 37. 將一銅線放入裝有硝酸銀溶液的燒杯中, 杯口以塑膠膜封住後, 靜置一天 試問下列有關此 實驗之敘述, 哪些是正確的? 94 指考 (A) 銅線為氧化劑 (B) 溶液顏色逐漸變深 (C) 銀離子為還原劑 (D) 溶液中液體的質量逐漸減少 (E) 析出的銀和溶解的銅質量相等 63

66 38. 在標準狀態下, 已知 Zn-Ag 電池電壓為 1.56 伏特,Zn-Cu 電池電壓為 1.10 伏特 若定 Cu + (aq) + e Cu (s), E* = 0.00 伏特為參考點, 則 Ag + (aq) + e Ag (s) 之 E* 為幾伏特? 95 指考 (A)0.3 (B)0.46 (C)0.80 (D)1.10 (E) 若用金絲作為負極, 而用與高一化學的 簡易電解實驗 相同的方法, 電解 1M 的氯化鋅水溶液, 則在負極會有鋅沉積在金絲電極上 試問實驗後要清洗沾有鋅的金絲電極, 可以採用下列哪些方法? 95 指考 (A) 作為正極, 電解 0.1M 的 Na SO 4 溶液 (B) 浸泡於 3M 的氫氧化鈉溶液 (C) 浸泡於 3M 的食鹽水溶液 (D) 浸泡於 3M 的鹽酸溶液 (E) 浸泡於王水 題為題組化石燃料是現今地球上最主要的能源, 一般火力發電廠利用燃燒反應, 將化學能轉變為熱能, 用來推動發電機以產生電能 但是使用這種方式, 最有效率的發電廠也僅能轉換約 40% 的化學能為電能 若能利用電化學方法, 直接將化學能轉變為電能, 將更有效率, 燃料電池即以此種方式產生電能 氫 氧燃料電池與甲烷燃料電池所需半反應的標準還原電位如下 : O (g) + 4H + (aq) + 4e H O (l) CO (g) + 8H e CH 4(g) + H O (l) H + (aq) + e H (g) E = 1.3 V E = 0.17 V E = 0.0 V 燃料電池對外所能做的最大電功為 : W = nfe, 其中 : W 為電功, 單位焦耳 F 為法拉第常數, 等於 庫倫 / 莫耳 E 為電動勢, 單位伏特 (V) n 為燃燒一莫耳氫或甲烷所轉移的電子莫耳數 40. 下列有關氫 氧與甲烷燃料電池的敘述, 哪些是正確的? 96 指考 (A) 每產生 1.0 莫耳的水, 兩種電池都需要轉移.0 莫耳的電子 (B) 甲烷燃料電池的電動勢為 1.40 V (C) 氫 氧燃料電池的電動勢為 1.3 V (D) 甲烷燃料電池每消耗 1.0 莫耳的甲烷, 可以產生 W = 409 kj 的電功 (E) 氫 氧燃料電池每消耗 1.0 莫耳的氫氣, 可以產生 W = 37 kj 的電功 64

67 41. 燃料電池能量轉換的最大可能效率為 W/ΔH, 其中 ΔH 是燃料的莫耳燃燒熱 已知氫氣與甲 烷的莫耳燃燒熱分別是 86 kj/mol 與 890 kj/mol, 則下列有關氫 氧與甲烷燃料電池的能量 轉換與其效率的敘述, 哪些是正確的? 96 指考 (A) 燃料電池的能量轉換效率比傳統發電機高 (B) 氫 氧燃料電池的最大可能效率為 83% (C) 甲烷燃料電池的最大可能效率為 9% (D) 兩種燃料電池的最大可能效率均超過 90% (E) 每單位質量的氫 氧燃料電池的最大可能效率比甲烷燃料電池高 4. 鎳鎘電池是市售蓄電池之一, 電池電壓為 1.3 伏特, 充放電時會伴隨下列反應 : 放電 Cd + NiO(OH) + H O Cd(OH) + Ni(OH) (s) (s) (l) 充電 (s) (s) 假設某一鎳鎘電池, 經使用一段時間後, 消耗了 5.0 克的鎘 今欲以.0 安培的電流為之充電, 試問理論上至少約需多少小時始能完成充電? ( 已知鎘的原子量為 11.4,1 法拉第 =96500 庫侖 ) 97 指考 (A)0.6 (B)1.0 (C)1. (D).4 (E) 下列氧化物, 哪一個無法和氧氣反應? 99 指考 (A) CO (B) NO (C) AsO 3 (D) PO 4 6 (E) SO 甲醇燃料電池是以甲醇與氧反應, 得到電能, 並產生二氧化碳與水 陽極端是以甲醇為反應物, 而陰極端的反應物是氧氣 試問陽極反應所產生的二氧化碳與陰極反應所產生的水二者的莫 耳數比 ( CO : H O ) 為何? 99 指考 (A)1:1 (B)1: (C)1:3 (D):3 (E)3:1 45. 下列有關化學電鍍 ( 非電解電鍍 ) 的敘述, 哪一個正確? 99 指考 (A) 電鍍液中需要有還原劑的存在 (B) 塑膠物質不適用此種方法進行電鍍 (C) 將待鍍物置於陰極, 通入直流電流, 使欲鍍金屬離子還原於待鍍物表面 (D) 將待鍍物置於陰極, 通入交流電流, 使欲鍍金屬離子還原於待鍍物表面 (E) 將待鍍物置於陽極, 通入交流電流, 使欲鍍金屬離子氧化於待鍍物表面 46. 汽車排氣中的 NO 已造成嚴重空氣污染, 因此盼望化學家能找到適合的化合物 G 與適當的反應條件, 以進行下列反應, 而將 NO 變成無害的 N : NO + G N + H O + n X ( 未平衡的反應式 ) 觸媒 上式中 n 是係數, 但也可以為 0, 而 X 必須為任何無害的物質 試問下列化合物中, 哪些可以滿足上述反應式中的 G? 99 指考 (A) NH 3 (B) CO (C) SO (D) HO (E) CH3CHOH 65

68 47-48 題為題組黑火藥爆炸的反應式 ( 係數未平衡 ) 如下 : 點燃 KNO + C + S K S + N + 3X ( 1) 3( s) ( s) ( s) ( s) ( g) ( g) 47. 試問下列哪一化合物是式 (1) 中的 X? 100 指考 (A) CO (B) CO (C) NO (D) NO (E) SO 48. 式 (1) 中的物質, 哪一原子扮演還原劑的角色? 100 指考 (A)K (B)N (C)O (D)C (E)S 49. 過錳酸鉀是強氧化劑, 在酸性條件下, 紫色的過錳酸鉀會被還原成幾近無色的錳 (Ⅱ) 離子 下列何者是在製備酸性過錳酸鉀溶液時, 最常使用的酸? 100 指考 (A) HF (B) HNO 3 (C) HClO 4 (D) H SO 4 (E) HSO 目前手機多以鋰離子電池作為電源, 其中石墨為負極, 進行充電時, 需要 6 莫耳碳與 1 莫耳鋰離子才能儲存 1 莫耳電子, 反應式如下 : + 6C + Li + e 充電 放電 LiC 6 假設某一手機連續通話 3.0 小時後, 其電能才會耗盡 若通話時的平均電流值為 0.30 安培, 則該手機的鋰離子電池中至少約需幾克石墨 ( 最接近的數值 )? 100 指考 (A)14 (B).4 (C)1.5 (D)0.4 (E)

69 一. 原子結構發展史 : 單元七 : 原子結構與週期表 時間科學家實驗貢獻 1803 道耳頓提出原子說 1869 門得列夫週期表 1897 湯姆森陰極射線實驗 1909 密立坎油滴實驗 發現電子及其荷質比 e/m = 庫倫 / 克 測得電子電量 19 8 e = C m= g 1911 拉塞福 α 粒子散射實驗建立原子核概念 1913 莫斯利 X- 射線光譜波長建立原子序概念 1913 湯姆森質譜儀測質量數發現同位素 拉塞福 N + He O + H 發現質子 查兌克 Be + He C + n 發現中子 湯川秀樹介子理論 二. 原子光譜 : 意義公式備註 波動性 C( ) = λ( ) ν( ) 1 0 C = 3 10 ( m/ s) = 3 10 ( nm/ s) 光速波長頻率 8 17 粒子性 E( ) = h( ) ν 34 能量蒲朗克常數 13 h= ( J s) 4 10 ( kj s / mol) K 軌道能量 En = n 能階差 E = EH( 高階 ) EL( 低階 ) -18 K = (J/ 個 ) = 131(kJ/mol) 餓等伊去救, 赴死吧! K 即氫游離能 = 313.6( kcal / mol) = 13.6( ev ) L:n=1 來曼系 ( 紫外光 ) n= 巴耳麥系 ( 可見光 ) n=3 帕申系 ( 紅外光 ) 來指麥可怕紅 + E K K = nh nl 1 1 = K n n L H 18 E ν = = 34 = h nl n ( 芮得柏常數 ) H nl nh 青年節,15 歲 17 + λ = C = 3 10 (nm/s) (1/ ) ν s n n L H = 91. ( nm) nl nh + C E = h λ E ( kj / mol ) ( nm) λ = hc (4 10 ) (3 10 ) =

70 三. 原子軌域 : 1. 量子數 名稱 代號 容許值 意義 主量子數 n 1 3 n 值決定軌域大小及軌域能量 n 值越大, 軌域範圍越大, 電子能量越大 n 又叫主層或主能階, 可用 K L M N 表示 n = 1,, 3, 4 角量子數 0~ n -1 值決定軌域形狀及軌域種類 又叫副層或副能階, 可用 s p d f 表示 = 0, 1,, 3 磁量子數 旋量子數 實例. 軌域 m (m) m s (s) - ~ ( 含 0) 1 ± s m 值描述軌域空間的方向性及軌域的個數 每個 值可以有 ( +1) 個 m 值, 表示該種軌域的個數, 每個軌域的空間方向不同 m 表示電子在軌域中的自旋方向, 順時針為 (+1/) 逆時針為(-1/) 因為 m 有兩個容許值, 其表示一個軌域最多只能容納 個電子 s n = 3 有 = 0 1, 即 s p d 三種軌域 p 軌域即 = 1 有 m =-1 0 1, 即 P x P y P z 三種方位 每一主層內, 最多可容納 n 種軌域,n 個軌域,n 個電子 主量角量軌域子數子數符號 磁量子數 軌域數目 1 0 1s s p -1,0, s p -1,0,1 3 3d -,-1,0,1, 5 0 4s p -1,0,1 3 4d -,-1,0,1, 5 3 4f -3,-,-1,0,1,, 自旋量子數 電子數目 能量高低種類 能量 高低順序 單電子原子由 n 決定 1s<s=p<3s=3p=3d<4s=4p=4d=4f< 多電子原子由 n + 決定 1s<s<p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d< 若 n + 相同, 由 n 決定 單電子原子能階多電子原子能階能階簡易判斷法

71 四. 電子組態 : 三大原則 遞建原理 包立不相容原理 洪德定則 (1) H=1s 1 1 () He=1s 3 (3) Li=1s s 1 (4) Be=1s s 4 (5) B=1s s p 5 1 (6) C=1s s p 6 (7) N=1s s p 7 3 (8) O=1s s p 8 4 (9) F=1s s p 9 5 (10) Ne=1s s p 10 6 內容電子先佔有最低能量的軌域, 低能量軌域填滿後, 才填入高能量軌域 每個軌域最多只能容納自旋方向 (spin direction) 相反的兩個電子 數個電子分布於同能階的軌域時 ( 如 p x p y p z ), 必須先以相同的自旋方式完成半填滿後, 才能以成對的方式繼續填入 基態電子組態 (* 為例外 ) (11) Na=1s s p 3s (1) Mg=1s s p 3s 13 6 (13) Al=1s s p 3s 3p (14) 14Si=1s s p 3s 3p * (15) P=1s s p 3s 3p (16) S=1s s p 3s 3p (17) Cl=1s s p 3s 3p 6 5 (18) Ar=1s s p 3s 3p (19) 19K=1s s p 3s 3p 4s * (0) Ca=1s s p 3s 3p 4s (1) Sc=1s s p 3s 3p 3d 4s () Ti=1s s p 3s 3p 3d 4s (3) V=1s s p 3s 3p 3d 4s (4) Cr=1s s p 3s 3p 3d 4s (5) Mn=1s s p 3s 3p 3d 4s (6) Fe=1s s p 3s 3p 3d 4s (7) Co=1s s p 3s 3p 3d 4s (8) Ni=1s s p 3s 3p 3d 4s (9) Cu=1s s p 3s 3p 3d 4s (30) Zn=1s s p 3s 3p 3d 4s 違反 或 屬激發狀態 (excited state); 違反 則不存在 (forbidden) 軌域半滿或全滿會比較穩定, 因此 nd 4 (n+1)s nd 5 (n+1)s 1 nd 9 (n+1)s nd 10 (n+1)s 1 五. 週期表規律性 : 非金屬性 同一週期酸性 半徑 電負度 鹼非F 同一一族同族Cs 金屬性 鹼性 半徑 電負度 鹼 同一週期 Na O MgO Al O 3 SiO P 4 O 10 SO 3 Cl O 7 NaOH Mg(OH) Al(OH) 3 H 4 SiO 4 H 3 PO 4 H SO 4 HClO 4 電負度 (EN): 原子搶電子能力 ( 前三名 :F>O>N) 69 金屬氫化物酸酸 鍵強度效應

72 六. 游離能 (IE): 內容例子 定義從氣態原子或離子移走一個電子所需的能量 A( g) A( g) + e + + 必為吸熱反應 ΔH>0 Na( ) Na( ) + e H = 496 kj / mol 同一族元素 : 原子序 IE Li>Na>K>Rb>Cs 同週期元素 : 原子序 IE Li<B<Be<C<O<N<F<Ne 但 ⅡA 族 >ⅢA 族 ⅤA 族 >ⅥA 族規則相同電子數 : 原子序 IE Na + >Ne>F 相同元素 : 價數 IE O + >O>O 相同元素 :IE 1 <IE <IE 3 < Mg:IE 1 (738)<IE (1450)<IE 3 (773) 若 IE n+1 IE n 此元素有 n 個價電子 承上 :IE 3 IE Mg 價電子數為 g g 七. 電子親和力 (EA): 內容例子定義一中性氣態原子得到一個電子時的能量變化 A( g) e + A( g) 大多為放熱反應 ΔH<0 除了 ⅡA ⅧA(ΔH>0);N(ΔH 0) 同週期元素 : 鹵素最大 ( 變鈍氣電子組態 ) Cl 的 EA 最大 ( F 半徑小 ) 規則元素的 EA 與其陰離子的 IE 同值異號 F + e F H = -38kJ/mol ( g) ( g) N + e N H 0 ( g) ( g) Cl> F >Br>I A + e A H = Q ( g) ( g) A A + e H = Q ( g) ( g) 任何 IE > EA IE最小 : Cs Cs + e H = 377 kj / mol + ( g) ( g) EA最大 : Cl + e Cl H = 349 kj / mol ( g) ( g) 70

73 歷屆大考試題 1. 某金屬之密度為 1.5 克 / 立方公分, 其原子半徑為 公尺, 其原子核半徑為 公尺 則構成該原子核的物質之密度 ( 單位為克 / 立方公分 ) 大約為 : 85 日大 (A) (B) 1.5 (C) (D) 主量子數 n 為 3, 角量子數 為 之原子軌域為何? 86 日大 (A) 3s (B) p (C) 3p (D) 3d 3. 下列有關電子組態的敘述, 何者不正確? 86 日大 (A) 具 [Ar]4s 1 電子組態的元素為鹼金屬 (B) 7 Co 的電子組態為 [Ar]3d 7 4s (C) 30 Zn + 的電子組態為 [Ar]3d 10 (D) 具 [Ne]3s 3p 1 電子組態的元素為非金屬 4. 從原子或離子移去一個電子所需的能量大小次序, 下列何組正確? 87 日大 (A) H > He > Li (B) Li > Be > B (C) Li + > Na + > K + (D) O + > O > O (E) Al 3+ > Mg + > Na + 5. 根據目前所普遍被接受的週期表來預測尚未發現的超鈾元素, 則有關週期表第七列最右一個元素的敘述, 何者正確? 87 日大 (A) 其性質與鈾相似 (B) 其價電子的電子組態應為 7s 7p 6 (C) 應屬不具放射性的惰性氣體 (D) 中性原子的電子數為 116 (E) 其正二價離子的質子數為 下列有關原子軌域的敘述, 何者正確? 87 日大 (A) 氫原子的 3s 軌域能量較 3p 軌域能量低 (B) 鋰原子的 s 與 5s 軌域皆為球形分布 (C) 基態碳原子的 p 軌域有二個未成對電子 (D) 主層 n = 4 的原子軌域最多可容納 14 個電子 (E) 相對於 1s 軌域,s 軌域電子出現機率最大的地方離開原子核較遠 7. 下列那一原子有最大的第二游離能? 88 日大 (A) 16 S (B) 19 K (C) 0 Ca (D) 38 Sr 8. 荷質比為粒子電荷量與質量的比值之絕對值, 下列何種粒子具有最大的荷質比? 88 日大 (A) 電子 (B) 質子 (C) 中子 (D) α 粒子 9. 下列原子或離子中, 何者的電子組態為基態? 88 日大 (A) 1 Mg:[Ne]3s 1 3p 1 x (B) 6C:[He]s p 1 x p 1 y (C) 30Zn + :[Ar]4s 3d 8 (D) 5 Mn:[Ar]3d 元素 X 的電子組態為 [ 36 Kr]4d 10 5s 5p, 則此元素 : 89 日大 (A) 與碳在同一族 (B) 位於週期表的第四列 (C) 為一過渡金屬 (D) 可與氯結合成 XCl 4 的分子 (E) 每個原子中有 50 個質子 71

74 11. 下列有關電子和原子的敘述, 何者正確? 89 日大 (A) 由陰極射線的實驗結果推定電子為原子所含的基本粒子 (B) 由原子放射光譜譜線顯示出原子內電子能階不具連續性 (C) 湯木生利用質譜儀測量各元素原子的質量數, 並發現元素的同位素 (D) 同一族中, 價電子的主量子數愈大, 原子的半徑也愈大 (E) 根據波耳原子理論, 電子由一能階轉移到另一距原子核較遠的能階時會釋放能量 1. 某 + 價離子之原子核外電子的分布如下 :n = 1 有 個電子 n = 有 8 個電子 n = 3 有 1 個電子, 則由該離子所形成之中性原子其基態之電子組態中, 3d 軌域含有多少個電子? 90 日大 (A) 0 (B) 1 (C) 4 (D) 若氫原子中電子在各軌域的能量為 E n = 焦耳, 假設基態氫原子的 n 游離能為 a 焦耳, 而電子自 n = 1 躍遷至 n = 之激發能量為 b 焦耳, 則 a 之比值為下列何者? 90 日大 b (A) 0.5 (B) 0.75 (C) 1.33 (D) 下列與原子核有關的敘述, 何者正確? 90 日大 (A) 核反應遵守質量守恆定律 (B) 若一個質量數為 A, 原子序為 Z 的原子, 其中子的數目為 Z A (C) 臺灣核三廠之核能發電與投到廣島之原子彈皆為核分裂的實例 (D) 不同質量數, 但在中性時具有相同電子數的原子, 稱為同位素 (E) 原子核的放射性不受溫度及壓力的影響而改變 15. 下列有關原子的敘述, 何者正確? 91 指考 (A) 碳原子在基態時的電子組態, 有四個未配對電子 (B) 鉀原子的第一游離能比鈣原子的第一游離能低 (C) 硫的原子半徑比鋁的原子半徑小 (D) 氯原子的電負度比氟原子的電負度大 (E) 錳原子的 d 軌域中有五個電子 16. 原子理論的發展故事是一連串早期的實驗, 用來幫助 看無法看到的物, 瞭解不易瞭解的事 有關這些故事中的科學家與其重大科學發現或理論, 下列哪個選項的組合是錯誤的? 9 指考 選項 科學家 發表的內容 (A) 道耳吞 提倡原子學說 (B) 湯木生 發現電子 (C) 拉塞福 提出原子結構的模型 (D) 波耳 建立量子化的氫原子模型 (E) 門得列夫 提出原子序的意義 7

75 17. 根據週期表中元素大小的規律性, 判斷甲 ~ 戊等分子在氣態時的鍵長, 則下列鍵長的關係何者正確? 9 指考 ( 甲 ) 水 ( 乙 ) 甲烷 ( 丙 ) 氨 ( 丁 ) 氫氣 ( 戊 ) 氟化氫 (A) 甲 > 乙 > 丙 > 丁 > 戊 (B) 甲 > 丙 > 戊 > 乙 > 丁 (C) 乙 > 丙 > 甲 > 戊 > 丁 (D) 乙 > 丁 > 丙 > 戊 > 甲 (E) 乙 > 甲 > 戊 > 丙 > 丁 18. 下列哪一個示意圖是基態鉻原子的電子組態? 9 指考 (A) (B) (C) 4s 3d 4s 3d 4s 3d (D) (E) 4s 3d 4s 3d 19. 原子的電子組態中, 若一軌域僅含一個電子, 則此原子具有一個未配對電子 例如氫原子有一個未配對電子 試問氮氣態原子, 於基態時, 其未配對電子數和下列何者相同? 93 指考 (A) 硼 (B) 碳 (C) 釩 (D) 鈦 (E) 鎳 0. 元素週期表係依原子序大小排列, 下列敘述何者正確? 93 指考 (A) 鹵族元素, 其電負度由上而下漸減 (B) 第三週期元素的原子半徑由左至右漸減 (C) 相同元素的原子, 每一個原子的質量數皆相同 (D) 同一週期的元素, 其第一游離能, 後一個元素的值一定大於前一個元素的值 (E) 同一週期的元素, 一個中性氣態原子獲得一個電子所釋出的能量, 以鹵素族最大 1. 下列的電子組態, 何者屬於激發態原子? 93 指考補 (A) (B) (C) (D). 下列有關元素與週期表的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 溴離子與惰性氣體氬的電子組態相同 (B) 同位素的中子數相同, 所以化學反應性相同 (C) 週期表中, 原子序 4 和 4 的元素屬於同一族 (D) 現今通用週期表中的元素, 是依據原子量由小至大排列 73

76 3. 鈉 鎂及鋁三種物質的第 n 游離能分別為 ,346.6 及 434. kcal/mol 試問 n 為何? 94 指考 (A) 一 (B) 二 (C) 三 (D) 四 (E) 五 4. 下列有關鹼金屬族元素的性質, 哪些隨原子序的增大而漸增? 94 指考 (A) 原子量 (B) 原子半徑 (C) 離子半徑 (D) 熔點 (E) 第一游離能 5. 下列何者是鹼土族原子基態的電子組態? 95 指考 (A)1s s p 5 (B)1s s p 6 (C)1s s 1 p 6 3s 1 (D)1s s p 6 3s (E)1s s p 5 3s 6. 表 1 為元素週期表的一部分, 甲至戊表元素符號, 其中甲的原子序為 13 試問表 1 中, 哪一個元素的原子半徑最小? 96 指考 (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 表 1 甲 乙 丙 丁 戊 7. 下列有關元素性質的敘述, 哪些正確? 97 指考 (A) 同一原子的游離能和電子親和力的大小相同, 僅符號相反 (B) 第二週期原子的電子親和力中, 以氟所釋出的能量最大 (C) 第三週期原子的半徑大小隨原子序的增加而增大 (D) 氟原子的電子親和力絕對值大於其游離能 (E) 一般而言, 金屬原子的電負度小於非金屬原子的電負度 8. 下列哪一個金屬原子或離子的半徑最大? 98 指考 (A)Be (B) + + Mg (C) Zn (D)Mn (E)Ca 9. 下列有關第 17 族元素 ( 鹵素 ) 的性質中, 哪一個隨原子序之增大而降低或變小? 99 指考 (A) 原子半徑 (B) 第一游離能 (C) 價電子數 (D) 電子親和力 (E) 沸點 30. 下列有關某元素 (A) 質子數為 30 (B) 價層電子數為 8 (C) 核心電子組態為 [Ne] (D) 為第二列元素 58 X 8 的敘述, 何者正確? 100 指考 (E) 其在化合物中最常見的氧化數為 + 74

77 31. 氫分子解離時可形成氫原子, 氫原子中的部分能階如圖 1 所示 圖 為氫原子被激發時所顯現的光譜 圖 1 圖 試問圖 中的 奈米的譜線是經過下列何種能階躍遷所產生的? 100 指考 (A)n= 4 n= 1 (B)n= 4 n= 3 (C)n= 3 n= (D)n= 3 n= 1 (E)n= n= 1 75

78 一. 化學鍵 : 1. 強化學鍵 : 單元八 : 化學鍵 離子鍵共價鍵金屬鍵 鍵能 150~400 kj/mol ( 1) 150~400 kj/mol ( 1) 50~150 kj/mol ( 1/3) 粒子陰 陽離子非金屬原子金屬原子 鍵結方式陰 陽離子間靜電力 價電子與原子核間靜電力 方向性無有無 結構 化學式. 弱化學鍵 : 連續性結構 實驗式 :NaCl,Na O MgO,MgCl,KNO 3 氫鍵 連續性 : 共價網狀 非連續性 : 簡單分子 實驗式 :SiO, 金剛石 分子式 :H O 自由電子與金屬陽離子 間的靜電力 連續性結構 與元素符號相同 凡得瓦力 鍵能 50~40 kj/mole <10 kj/mole 存在含 H-F H-O H-N 的分子分子之間 方向性有無 鍵能凡得瓦力 : 氫鍵 : 共價鍵 1:10:100 鍵強 F-H F>O-H O>N-H N 3. 氫鍵種類 : 分 子 間 分 子 內 76

79 二. 分子形狀 : AX m E n 方法 中心原子 A, 周圍原子 X 有 m 個, 周圍孤電子對 E 有 n 個 m+n 價電子數 8 價電子 A 混成 總數 = m 餘 n m + n = 混成軌域數! 軌域 分子形狀 16 sp AX 直線形 實例 BeF CO CS NO + N O HCN SCN 3 4 AX 3 平面三角形 BF 3 NO 3 CO 3 SO 3 sp 18 AX E : 角形 SO NO O 3 3 AX 4 四面體形 CH 4 SO 4 NH 4 + ClO 4 BF sp 3 AX 3 E.. 三角錐形 NH 3 H 3 O + NF 3 SO 3 ClO 3 0 AX E.. : 角形 H O H S OF SCl ClO 40 AX 5 雙三角錐形 PCl sp 3 AX 4 E : d or 扭曲四面體或蹺蹺板形 SF 4 dsp 3 8 AX 3 E.. : T 字形 ClF 3 BrF 3 ICl 3 AX E.. 3 :.. 直線形 I 3 ICl XeF 48 AX 6 八面體形 SF 6 AlF sp 3 d or d sp 3 AX 5 E.. 四角錐形 BrF 5 ICl AX 4 E.. 平面四方形 XeF 4 ICl 4 77

80 註 : H 原子的價電子要以 7 個計算 上表僅適用於單一中心之分子或離子 價電子數為 者亦為角形, 如 NO ClO 三. 鍵級 鍵角 極性 : 1. 鍵級 : 重疊方式 重疊鍵結可否繞使用軌域重疊後分布情形程度強弱軸旋轉 σ Head to head 大 強任意 以核間軸為對稱軸平均分布 可 π Side by side 小 弱平行的 p 軌域 分布在核間軸的兩側, 核間軸出現機率為 0 否 π 鍵常隨 σ 鍵的發生而形成, 即雙鍵為 (1σ,1π), 參鍵 (1σ,π) 鍵長 單鍵 > 雙鍵 > 參鍵 鍵能 參鍵 > 雙鍵 > 單鍵 平行的 p 軌域形成 π 鍵 (a) σ 鍵的形成 舉例: 乙烯的生成 (b) 未混成 p 軌域重疊形成 π 鍵 σ 78

81 . 鍵角 : 由鍵結軌域判斷 ( 即判斷分子形狀 ): sp(180 )> sp ( 約 10 )> sp 3 ( 約 ) 如 :BeF (180 )> BF 3 (10 )> CH 4 (109.5 ); BF 3 >PCl 3 NO + (180 )> NO (134 )> NO (115 ) 相同鍵結軌域時, p 數越多, 鍵角越小 ( p 距核近且體積小 ) 如 :CH 4 (109.5 )> NH 3 (107.3 )> H O(104.5 ); PH 3 (93.3 )> H S(9. ) 電負度 :( 有 p 時 ) 中心原子 EN 愈大, 鍵角愈大 如 :H O>H S;NH 3 >PH 3 周圍原子 EN 愈大, 鍵角愈小 如 :H O>OF ;NH 3 >NF 3 特殊鍵角, 如 P 4 ( 無中心鍵 ), P-P-P=60 3. 極性 : 種類定義判斷鍵的極性偶極 = 兩原子間轉移電荷 δ 鍵長 r 相同元素 碳氫鍵 非極性 ( 鍵的偶極 ) 偶極 =0 非極性鍵 ; 偶極 0 極性鍵其他 極性分子的極性分子偶極矩等於分子內各鍵偶極的向量和元素 (O 3 例外 ) 烴類 ( 分子偶極矩 ) 偶極矩 =0 非極性分子完全對稱分子 非極性偶極矩 0 極性分子其他 極性四. 鍵強判斷 : 離子鍵 共價鍵 陰陽離子電 荷相同 (1:1) Q( 電荷 ) mp MgO>NaCl r ( 半徑 ) mp LiF>NaCl QQ 1 鍵能 r 陰陽離子電 Q mp SnCl >SnCl 4 電荷越高共價性越強荷不同 ( 非 1:1) EN mp NaCl>MgCl Al Cl 6 電負度差越大離子性越強鍵長越短 (or 鍵級越大 ) 鍵強越強 mp:c>si 例外 :Cl >Br >F >I 劍湖山( 鍵氟三 ) 網狀共價固體的熔沸點才與共價鍵強有關, 分子化合物的熔沸點與共價鍵強無關 Q( 電荷 ) (Al 3+ >Mg + >N + a ) mp (Al>Mg>Na) r ( 半徑 ) (Li + <Na + <K + ) mp (Li>Na>K) 堆積越緊密 金屬鍵越強 (IIA 族晶形不同, 故無規律性 ) 金屬鍵五. 熔沸點判斷 : 通則網狀共價固體 > 離子化合物 > 金屬 分子化合物沸點判斷順序氫鍵 分子量 極性 面積熔點判斷順序氫鍵 分子量 & 對稱性 極性 : 鄰 > 間 > 對 ; 順 > 反 面積 : 正 > 異 > 新 ;1 o > o >3 o 對稱性 : 對 > 鄰 > 間 ; 反 > 順 ; 新 > 正 > 異 ;3 o >1 o > o 氫鍵 : 分子間氫鍵越多, 熔沸點越高 ( 分子內氫鍵沒用 ) 有機物 : 醯胺 > 羧酸 > 醇 > 胺 > 醛, 酮 > 酯 > 醚 > 烴 79

82 歷屆大考試題 1. 下列有關 C H 4 鍵結的敘述, 何者正確? 85 日大 (A) 碳以 sp 的混成軌域形成 π 鍵 (B) 碳 碳間以 p 軌域形成極性共價鍵 (C) 分子中 H-C-C 的角度約為 10 (D) 它的分子不具平面結構. 下列有關對二甲苯及間二甲苯性質之比較, 何者差異最顯著? 85 日大 (A) 熔點 (B) 沸點 (C) 苯中的溶解度 (D) 元素分析的結果 3. 下列各組中二化合物沸點高低之比較何者正確? 85 日大 (A) N > O (B) CH 3 CH OCH CH 3 > (C) CH 3 CH CH CH CH 3 > (D) H S > H O (E) SiH 4 > CH 4 4. 下列有關物質導電性的敘述, 何者不正確? 86 日大 (A) 半導體的導電性隨溫度的升高而增大 (B) 金屬的價帶和傳導帶緊鄰在一起而能導電 (C) 離子固體熔解後, 因價帶和傳導帶能量差異甚小, 而能導電 (D) 絕緣體的傳導帶和價帶之能量相差甚大, 所以不導電 5. 下列離子生成離子對的化學反應, 何者釋出的能量最多? 86 日大 (A) Li + ( g) + Cl ( g) Li + Cl ( g) (B) Li + ( g) + F ( g) Li + F ( g) (C) Na + ( g) + Cl ( g) Na + Cl ( g) (D) Cs + ( g) + I ( g) Cs + I ( g) 6. 下列脂芳烴何者之熔點最高? 86 日大 (A) (B) (C) (D) 7. 下列分子或離子, 何者含極性共價鍵, 但其偶極矩為零? 86 日大 (A) BeCl (B) NO 3 (C) NH 3 (D) NF 3 (E) ClO 4 8. 下列何者可發生分子內氫鍵? 86 日大 (A) 柳酸 ( 鄰羥基苯甲酸 ) (B) 順丁烯二酸 (C) 乙酸乙酯 (D) 對苯二甲酸 (E) 蛋白質 80

83 9. 畫出下列各分子或離子的構造 : 86 日大 (a) 五氟化磷 6- (b) Si O 7 (c) 聚異戊二烯 (d) 二個甘胺酸 ( 胺基乙酸 ) 縮合而成的二肽 10. 將蛋白置於酒精中, 則蛋白原來透明膠狀的性質消失, 這是因為蛋白分子內何種鍵結被破壞? 87 日大 (A) 共價鍵 (B) 離子鍵 (C) 氫鍵 (D) 雙硫鍵 11. 下列何者為非極性之直線形分子? 87 日大 (A) HCl (B) CO (C) C H (D) SO (E) NO 1. 下列各分子解離能的大小次序, 何者正確? 88 日大 (A) H > F > Cl (B) F > Cl > H (C) Cl > F > H (D) H > Cl > F 13. 下列那些是極性分子? 88 日大 (A) BeH (B) NF 3 (C) BF 3 (D) CH Cl (E) PCl 下列有關分子或錯離子的幾何結構及其中心原子所使用的混成軌域之敘述, 何者正確? ( 原子序 : 7 N 16 S 7 Co 8 Ni) 88 日大 (A) [Ni(CN) 4 ] : 正四面體 sp 3 (B) SF 6 : 正八面體 d sp 3 (C) NH 3 : 角錐形 sp 3 (D) [Co(NH 3 ) 6 ] + : 雙三角錐 dsp 3 (E) SO 3 : 平面三角形 sp 15. 下列各化合物中,C 與 O 間的鍵長, 何者最短? 89 日大 - (A) CH 3 OH (B) CO (C) CO (D) CO 比較下列各項物質之性質, 請將答案由大到小排列之 90 日大 (1) 熔點 :Na NaCl MgO () 鍵角 :SO CS OF (3) π 電子數 : 丁烯 1,3 丁二烯 丁烯二酸 (4) 導電度 :0.1 M [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3(aq) 0.1 M [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl (aq) 0.1 M [Co(NH 3 ) 4 Cl ]Cl (aq) 17. 下列有關酚 苯及甲苯沸點高低的排序何者正確? 91 指考 (A) 酚 > 苯 > 甲苯 (B) 甲苯 > 苯 > 酚 (C) 苯 > 酚 > 甲苯 (D) 酚 > 甲苯 > 苯 18. 在氯化鈉結晶格子中, 每一個氯離子周圍, 有六個最靠近的鈉離子, 而每一個鈉離子周圍, 也有六個最靠近的氯離子 試問每一個氯離子周圍最靠近的氯離子應有幾個? 91 指考 (A) 6 (B) 8 (C) 10 (D) 含 A B X 三元素的某化合物之結構如圖, 則此化合物之分子式為下列哪一個? 9 指考 (A) ABX (B) AB X 4 (C) AB X (D) ABX 3 (E) ABX 4 81 圖

84 0. 下列化合物中, 哪一個分子具有最多的孤電子對? 93 指考 (A)HCl (B)H S (C)CO (D)C H (E)CO 1. 下列有關 H O CS Na S SiO 物質的沸點高低排列順序, 何者正確? 93 指考 (A)SiO >Na S>H O>CS (B)Na S>H O>SiO >CS (C) Na S>H O>CS >SiO (D)SiO >Na S>CS >H O (E)Na S>SiO >CS >H O. 氮 硫元素和碳相似, 會產生幾種氧化物 下列敍述何者正確? 93 指考 (A)NO 是一個直線形分子 - - (B) NO 及 CO 3 都有共振結構 (C)NO 及 NO 都有未配對電子 (D) 氮與硫的氧化物是形成酸雨的主要成因 (E) x HO + y NO z HNO3(x,y,z 為係數 ), 為一正確的反應式 3. 氧族化合物的沸點如下表所示 化合物 H O H S H Se H Te 沸點 ( C) 各化合物沸點與週期數呈一線性關係, 但水是例外的情形, 下列有關水的沸點不符合此趨勢的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 因為水分子的結構是彎曲狀, 而不是線性分子 (B) 因為水分子組成的液體不導電 (C) 因為水分子間含有氫鍵 (D) 因為水分子很輕 4. 下列有關化合物 H C=N- OH 的鍵結及結構的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 此化合物為一平面分子 (B) 具有 3 對未鍵結電子對 (C) 其 N-O-H 之鍵角為 (D) 碳原子用 sp 混成軌域鍵結, 氮原子用 sp 混成軌域鍵結 5. 下列有關 NaCl Na Cl SiO 四種物質熔點高低的排列順序, 何者正確? 93 指考補 (A) SiO >NaCl>Na>Cl (B)NaCl>SiO >Na>Cl (C) SiO >Na>NaCl>Cl (D)Na>NaCl>Cl >SiO 6. 下列分子中哪些是極性分子? 93 指考補 (A)CH 4 (B)CH Cl (C)C 6 H 6 (D)CO (E)H O 7. 下列敘述何者正確? 93 指考補 (A) 石墨和金剛石都是絕緣體 (B) 金剛石是四面體結構的網狀物質 (C) 離子化合物之氣化溫度都很高 MX (l) M + (g) + X - (g) (D) 在石墨中, 層與層之間沒有作用力 (E) 固態離子化合物為絕緣體, 但離子化合物之水溶液可導電 8

85 8. 下列有關正戊烷 異戊烷及新戊烷三個化合物的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 三者的熔點以新戊烷為最高 (B) 三種化合物互為同素異形體 (C) 其沸點高低的順序依次為正戊烷 > 異戊烷 > 新戊烷 (D) 常溫下其蒸氣壓的高低順序依次為新戊烷 > 異戊烷 > 正戊烷 (E) 倫敦分散力為影響此三種化合物沸點高低的主要因素之一 9. 下列七種物質中, 具有極性的共有幾種? 94 指考 BeH CO H S CH 4 O 3 C H C 6 H 6 (A)1 (B) (C)3 (D)4 (E)5 30. 下列化合物中, 劃有底線的元素, 其混成軌域和 C 6 H 6 ( 苯 ) 中的 C 相同的有哪些? 94 指考 (A)NH 3 (B)C H 4 (C)CO (D)H 3 COCH 3 (E)H 3 CCOOH 31. 下列哪些化合物具有分子內氫鍵? 94 指考 (A)1,3- 丙二酸 (B) 鄰二羥基苯 (C) 反 - 丁烯二酸 (D) 對羥基苯甲酸 (E) 鄰苯二甲酸 3. 下列化合物中的鍵結, 哪些不符合八隅體規則? 94 指考 (A)CO (B)NO (C)NF 3 (D)SO (E)BF 氫鍵是生物體內一種重要的化學鍵, 去氧核糖核酸的雙螺旋結構就是利用氫鍵來維繫的 下列用點線表示的鍵結 ( 不考慮鍵角 ), 哪些是氫鍵? 95 指考 (A) (B) (C) H H H H H O H H O H H F H F (D) (E) H H H N F H O H O H C H H CH3 34. 單層奈米碳管是一個由單層石墨所形成的中空圓柱型分子 圖 為無限奈米碳管的一部分, 若按圖 所示的方式將單層石墨捲曲成一直徑為 1.4 奈米 ( 或 1400 皮米 ) 的奈米碳管, 則沿圓柱型的圓周繞一圈, 需要多少個六圓環?[ 已知石墨中的碳 碳鍵長約為 1.4 埃 ( 或 14 皮米 )] 96 指考 (A)14 (B)18 (C) (D)6 (E)30 圖 35. 下列有關乙烷, 乙烯, 乙炔分子中碳 碳鍵長的比較, 哪一個是正確的? 96 指考 (A) 乙烷 < 乙烯 < 乙炔 (B) 乙炔 < 乙烷 < 乙烯 (C) 乙炔 < 乙烯 < 乙烷 (D) 乙烯 < 乙烷 < 乙炔 (E) 乙烯 < 乙炔 < 乙烷 83

86 36. 圖 4 為氫原子結合成氫分子的位能變化圖 當二個氫原子逐漸接近時, 電子與原子核相互吸引, 導致其位能逐漸降低, 直至位能最低時 (- 43kJ/mol), 形成最穩定的氫分子 ( 氫分子的鍵能即為 43kJ/mol, 而此時氫原子核間的距離 (0.74 埃 ), 即為氫分子的鍵長 ) 當二個氫原子更接近時, 因原子核間的斥力大增, 其位能亦急速增高 下列有關 Cl Br I 等分子形成過程中, 位能變化的相對關係圖, 何者正確? 96 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 37. 下列有關化學鍵及分子極性的敘述, 何者不正確? 97 指考 (A) 離子鍵主要是由陰離子與陽離子間的靜電引力所造成 (B) 共價鍵的偶極矩主要是因鍵結電子對在兩鍵結原子間分布不均所致 (C) 直線形的分子不可能具有極性 (D) 極性共價鍵中的電子對, 通常靠近電負度較大的原子 (E) 非極性的分子可能具有極性的共價鍵 38. 下列哪些分子的電子點式, 其每個原子 ( 氫除外 ) 均遵循八隅體規則? 97 指考 (A) BH 3 (B) NO 4 (C) SF 6 (D) O 3 (E) NO 39. 一大氣壓下, 物質沸點的高低, 通常可由液體內粒子間作用力的大小來判斷 試問下列物質沸點高低的比較, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 氦的沸點高於氬 (B) 氯化鎂的沸點高於二氯化硫 (C) 甲胺的沸點高於氟甲烷 (D) 正庚烷的沸點高於正丁烷 (E) 乙酸的沸點高於乙醇 40. 針對氨 氖 苯及硫化氫四種物質, 各在其液態的粒子間作用力之敘述, 何者正確? 98 指考 (A) 氨不具有氫鍵 (B) 苯與硫化氫不具有分散力 (C) 氨與硫化氫均具有偶極作用力 (D) 苯為對稱分子, 故無凡得瓦力 (E) 氖係以單原子存在, 故其粒子間無作用力 41. 下列分子中, 何者具有極性? 98 指考 (A) SO (B) CS (C) CHCl (D) NF 3 (E) CH3CHOCHCH 3 4. 下列化學鍵, 哪一個最短? 99 指考 (A)C C (B)O H (C)C=O (D)C C (E)C N 43. 下列選項中, 哪一個是形成蛋白質螺旋或褶板結構的主要作用力? 99 指考 (A) 氫鍵 (B) 離子鍵 (C) 肽鍵 (D) 凡得瓦力 (E) 靜電力 84

87 44. 下列有關各物質的沸點與熔點的圖示, 哪一個錯誤? 99 指考 (A) 鹵素 ( ) 熔點 沸點 F Cl Br I (B) 鹵化氫 ( ) 熔點 沸點 HF HCl HBr HI (C) 直鏈烷類 150 熔點 100 沸點 50 ( ) C H 6 C 4H 10 C 6H 14 C 8H 18 (E) 同分異構物 100 (D) 鹼金族 ( ) Li Na K 熔點 沸點 ( ) 熔點 沸點 CH 3OCH 3 CH 3CH OH 45. 下列哪一選項中的所有化合物, 均同時具有離子鍵 σ 鍵及 π 鍵? 99 指考 (A) NaN 3 NaCN (B) CH3COOH H CO (C) NaN 3 [Co(NH 3) 5(CO 3)] (D) TiO [Co(NH 3) 5(CO 3)] (E) [Co(NH 3) 5(CO 3)] CH 3 COOH 46. 四種有機化合物甲 乙 丙 丁的分子量 偶極矩及沸點如下表所示 : 化合物 分子量 偶極矩 ( Debye) 沸點 ( ) 甲 乙 丙 丁 試問下列何者為甲 乙 丙 丁四種化合物的正確排列順序? 100 指考 (A) 二甲醚, 丙烷, 乙醇, 乙醛 (B) 丙烷, 乙醛, 二甲醚, 乙醇 (C) 二甲醚, 乙醇, 乙醛, 丙烷 (D) 乙醇, 乙醛, 丙烷, 二甲醚 (E) 乙醛, 丙烷, 二甲醚, 乙醇 85

88 單元九: 金屬與非金屬 1. 下列有關硫酸銅溶液之性質, 何者正確? 85 日大 (A) 滴入濃硫酸, 可使溶液變為無色 (B) 加入鐵 (Ⅱ) 氰化鉀, 可將銅 (Ⅱ) 還原為紅色銅 (C) 加入 Na S O 4, 可產生 CuS O 4 沉澱 (D) 加入濃氨水, 再加入酒精, 可得深藍色沉澱. 下列有關亞硝酸之敘述, 何者不正確? 85 日大 (A) 亞硝酸在鹼性溶液中是一強氧化劑 (B) 亞硝酸鈉在人體內可能轉化成致癌物 (C) 亞硝酸在水中會轉化成硝酸 (D) 亞硝酸根為非線形離子 3. 下列氧化物何者呈鮮紅色? 85 日大 (A) MgO (B) Al O 3 (C) TiO (D) Pb 3 O 4 4. [Co(NH -CH -CH -NH )(NH 3 ) 3 Cl] + 的幾何異構物數目為 : 85 日大 (A) 1 (B) (C) 3 (D) 4 5. 二氧化矽與下列各物質共熱, 何者最不易發生化學反應? 85 日大 (A) Al (B) HF (6 M) (C) HCl (6 M) (D) NaOH (6 M) 6. 工業上製造下列各物質, 何者採用電解法? 85 日大 (A) 溴 (B) 氟 (C) 鋁 (D) 矽 (E) 磷 7. 下列有關鹵素 X (F Cl Br 及 I ) 之敘述何者正確? 85 日大 (A) 在常溫常壓下, 其中二種是液體 (B) 其中 I 之鍵能最小 (C) I (g) + e I 是吸熱反應 (D) 添加碘於 NaBr 水溶液中可產生 Br (E) 酸性強度 HClO 4 > HClO 3 > HClO > HOCl 8. 填寫下列 磷的化學 之相關問題 85 日大 (a) 磷的原子量為 30.97, 原子序為 (1) (b) 磷原子的電子組態為 () (c) 常見的磷有白磷和紅磷, 二者的關係稱為 (3) (d) 白磷的分子式為 (4) (e) 白磷在空氣中會自燃產生 (5), 再溶於水即得 (6) (f) 白磷和鈉金屬反應即得 (7), 再和水作用, 生成磷化物, 此化合物分子式為 (8), 其中磷的氧化數為 (9) 9. 下列有關鹵化氫性質的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 沸點高低的順序是 HI > HBr > HCl > HF (B) 分子偶極矩大小的順序是 HF > HCl > HBr > HI (C) 0.1 M 鹵化氫水溶液之 ph 值的大小順序是 HF > HCl > HBr > HI (D) 0.1 M 鹵化氫水溶液與 SiO 反應的活性大小順序是 HI > HBr > HCl > HF 86

89 10. 下列有關煉鐵的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 使用之煤焦是用作燃料, 同時也是氧化劑 (B) 鐵礦中所含泥沙 ( 主要為 SiO ), 可藉添加灰石 (CaCO 3 ) 予以中和, 形成熔渣而去除 (C) 鐵礦中所含的氧, 受熱形成氧氣, 而從礦中逸出分離 (D) 鼓風爐中煉得的生鐵, 因含氧而使鐵質硬且脆 11. 下列關於一些無機物性質的敘述, 何者不正確? 86 日大 (A) SiF 4 可用矽與氟在常溫下反應而得 (B) PI 5 可與過量的水急劇反應產生磷酸 (H 3 PO 4 ) (C) 純磷酸在室溫時為固體 (D) BF 3 在常溫常壓下為一化性不活潑的固體化合物 1. 下列何種元素沒有同素異形體? 87 日大 (A) 碳 (B) 氧 (C) 磷 (D) 氯 13. 自然界中, 鐘乳石和石筍的形成主要與下列何種反應有關? 87 日大 (A) CaO + H O Ca(OH) (B) Ca(HCO 3 ) CaCO 3 + CO + H O (C) (CaSO 4 ) H O + 3H O (CaSO 4 H O) (D) Ca + + SO CaSO 下列有關非金屬及其化合物的性質的敘述, 何者正確? 87 日大 (A) 將氯氣通入氟化鉀水溶液可製得 F (B) 濃硫酸可當做氧化劑, 也可當做脫水劑 (C) 磷酸為多質子酸, 其酸性較鹽酸強 (D) N O NO 和 NO, 統稱為 NO x, 為空氣的污染物之一 (E) 白磷在空氣中可自燃, 生成 P 4 O 下列物質何者含矽元素? 88 日大 (A) 冰晶石 (B) 硼砂 (C) 明礬 (D) 水泥 16. 下列化合物的俗稱, 何者正確? 88 日大 (A) CaSO 4 H O 俗稱熟石膏 (B) Al O 3 俗稱苦土 (C) MgSO 4 7H O 俗稱瀉鹽 (D) NaHCO 3 俗稱小蘇打 (E) CaO 俗稱生石灰 17. 下列有關氧及氮的敘述, 何者正確? 88 日大 (A) 液態氧略呈藍色, 液態氮可作為低溫冷卻劑 (B) 氧的沸點高於氮的沸點 (C) 氧與氮皆有同素異形體 (D) 氧分子的鍵能大於氮分子的鍵能 (E) 氧與氮的金屬化合物溶於水皆呈酸性 87

90 18. 若以下相關試劑均為 毫升 濃度 0.1 M, 則下列有關鐵之離子反應的敘述, 何者正確? 88 日大 (A) FeSO 4(aq) 與 K 4 Fe(CN) 6(aq) 混合, 產生紅色沉澱 (B) FeSO 4(aq) 與 K 3 Fe(CN) 6(aq) 混合, 產生藍色沉澱 (C) FeCl 3(aq) 與 KSCN (aq) 混合, 產生紅色沉澱 (D) FeCl 3(aq) 與 K 4 Fe(CN) 6(aq) 混合, 無沉澱物產生 (E) FeCl 3(aq) 與 NH 3(aq) 混合, 無沉澱產生 19. 寫出下列反應的平衡方程式 : 88 日大 (1) 三氯化磷與水反應 () 金屬鋁與過量的氫氧化鈉水溶液反應 (3) 亞硫酸氫鈉水溶液與碘酸鉀水溶液反應 (4) 亞硝酸鈉固體與氯化銨固體混合加熱 0. 下列各種錳的氧化數中, 那一種最不常見? 89 日大 (A) + (B) + 4 (C) + 5 (D) 端午節製作鹼粽時, 可以三偏磷酸鈉代替對人體有害的硼砂, 此三偏磷酸鈉的分子式為下列何者? 89 日大 (A) Na HPO 3 (B) Na 3 PO 4 (C) Na 3 P 3 O 9 (D) Na 5 P 3 O 10. 硫氧化後生成 SO 及 SO 3, 其溶於水分別產生亞硫酸和硫酸 將 SO 3 通入 90% 硫酸中, 形成發煙硫酸 ( 焦硫酸,H S O 7 ), 繼而加到水中可調成不同濃度的硫酸 ( 原子量 :H = 1.0;O = 16.0;S = 3.0) 89 日大 (1) 比較 SO 及 SO 3 的極性大小 () 畫出亞硫酸根的幾何形狀 (3) 畫出發煙硫酸的構造式 (4) 在苯的磺化反應中, 即以濃硫酸為試劑, 寫出其反應方程式 (5) 49.0% 的硫酸溶液比重為 1.39, 求此溶液中硫酸的體積莫耳濃度 3. 下列何者不是由金屬鍵所形成之物質的特性? 90 日大 (A) 有金屬光澤 (B) 有延展性 (C) 為電的良導體 (D) 為熱的絕緣體 4. 有關鐵的反應如下 : 把 NaOH (aq) 加到硫酸亞鐵溶液中, 可生成綠色的沉澱 A 將此沉澱 A 與 3% H O (aq) 反應則變成褐色固體 B 將固體 B 加入 H SO 4(aq) 時, 形成黃色溶液 C; 再加入 KSCN (aq) 變成血紅色溶液 D; 最後滴入黃血鹽溶液生成藍色沉澱 E 則下列各化學式, 何者正確? 90 日大 (A) 沉澱 A 為 Fe(OH) 3 (B) 固體 B 為 FeO (C) 溶液 C 含 Fe + 3 ( aq) (D) 溶液 D 含 FeSCN + ( aq) (E) 沉澱 E 為 Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 88

91 5. 下列有關氫 鉀 氟及其化合物的敘述, 何者正確? 90 日大 (A) H (g) 與 F (g) 均為非極性分子 (B) KH (l) 與 HF (l) 均含氫鍵 (C) F (g) 可經由電解熔鹽中的 HF 製造得來 (D) HF 與 KH 中,H 的氧化數均為 + 1 (E) H 可當氧化劑亦可當還原劑, 而 K 僅能當還原劑 6. 工業上精製鎳的方法如下 : 在常溫時先讓鎳與一氧化碳反應, 生成四面體的錯合物 Ni(CO) 4 其沸點為 43 然後將溫度提高到 00,Ni(CO) 4 分解成鎳與一氧化碳 則下列敘述何者正確? 90 日大 (A) 若 CO 的分壓加大, 有利於 Ni(CO) 4 的生成 (B) 若此錯合物在室溫下為液體, 則其具高揮發性 (C) 此錯合物中 CO 為雙牙基 (D) 此錯合物中鎳的配位數為 4 (E) 此錯合物中,Ni 以 dsp 的混成軌域鍵結 7. 下列有關材料的敘述何者正確? 91 指考 (A) 尼龍是由苯乙烯聚合而成 (B) 銅的氧化物可以作為製備超導體的原料 (C) 金剛石與石墨是碳的同素異形體, 金剛石具網狀結構而石墨具層狀結構 (D) 玻璃為含二氧化矽的結晶性固體 (E) 奈米材料是指像米粒一般大小的顆粒所構成的材料 8~9 為題組題自從工業上發展出氨的哈柏法製程之後, 農業肥料有了比較充足的供應, 人類的糧食問題也因之大獲疏解 磷與氮在週期表上同屬一族, 而磷在空氣中充分燃燒可得氧化磷 ( 實驗式為 P O 5 ), 若在空氣不充分下氧化, 則得另一種白色晶體 8. 下列有關氮與磷的物質中, 那些在常溫常壓時是固態的? 91 指考 (A) N O 5 (B) P O 5 (C) NH 4 Cl (D) P 4 (E) N H 4 9. 下列有關氮與磷物質的敘述, 何者正確? 91 指考 (A) 磷在空氣不足的條件下氧化, 所得晶體為 P 4 O 6 (B) P 4 O 6 溶於水中即得磷酸 (C) P O 5 可當乾燥劑使用 (D) K HPO 4 與 NH 4 Cl 中, 氮與磷的氧化數相同 (E) 磷可用 3d 軌域參與鍵結, 而氮卻不可 30. 下列有關第一列過渡元素 ( 原子序 1 至 30) 性質的敘述何者正確? 91 指考 (A) 都是金屬 (B) 都能和稀鹽酸作用產生氫氣 (C) 都有兩種以上不同氧化數之穩定化合物 (D) 其 4s 軌域皆有價電子 (E) 比重都比水大 89

92 31-3 題為題組下列物質為實驗室常見的化學藥品, 其中 NaH 為氫化鈉, 常作為還原劑 試依其化學性質回答 31~3 題 甲 Na 乙 NaH 丙 NaCl 丁 NaOH 戊 NH 4 Cl 己 HNO 3 庚 反式 - 丁烯二酸 31. 若將上述物質置入純水中, 則下列選項中何者可能會產生氫氣? 9 指考 (A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 (E) 戊 3. 若將上述物質溶於純水中, 則下列選項中何者會使紅色石蕊試紙顯現藍色? 9 指考 (A) 乙 (B) 丙 (C) 丁 (D) 己 (E) 庚 33. 下列有關 ⅢA 到 ⅥA 族元素氧化物的敘述, 何者正確? 93 指考補 - (A) 化合物 Al O 3 為兩性化合物, 會分別與 HCl 和 NaOH 水溶液反應生成 AlCl 3 和 Al(OH) 4 (B) 白磷在氧氣不足時, 氧化生成 P 4 O 6, 其中每個磷與 4 個氧鍵結 (C) 化合物 Bi O 3 與鹼金屬 鹼土金屬氧化物一樣具鹼性 (D) 化合物 SO 3, 可用來製造硫酸 (E) 石英的成份為二氧化矽 34. 下列有關金屬的敘述, 何者不正確? 94 指考 (A) 導電性最好的金屬是銀 (B) 延展性最好的金屬是金 (C) 氧化鐵的熔點很高, 因此冶煉鐵時, 必須加入冰晶石當助熔劑 (D) 鋁的化性活潑, 但在空氣中可以抗鏽蝕, 是因為表面會形成氧化鋁保護層 (E) 除少數貴重金屬外, 地殼中金屬多以氧化物的方式存在 35. 下列哪些物質可與 0.1M 的硫酸反應? 94 指考 (A) 鋅 (B) 銀 (C) 硝酸鋇 (D) 碳酸鈉 (E) 過錳酸鉀 36. 鐵生鏽是常見的氧化還原反應 反應中, 鐵氧化為 Fe + (aq), 而氧還原與水反應生成 OH (aq) Fe + (aq) 的檢驗可由 Fe + (aq) 與 K 3 [Fe(CN) 6 ] (aq) 反應呈藍色而得知 ; 而 OH (aq) 的檢驗, 可由 OH (aq) 遇無色的酚酞呈紅色而得知 實驗初始時, 王同學將左鐵棒的上 下兩端各聯上一鋅片, 而在右鐵棒中段聯上一銅片 ( 如實驗初始圖 ), 王同學將此二者靜置於含有 K 3 [Fe(CN) 6 ] (aq) 及酚酞的混合膠質溶液中, 經一段時間後, 發現圖中的甲 乙 丙 丁 戊 己等六區均有變化, 則下列各區的變化, 哪些是正確的? 96 指考 Zn Cu Zn Fe Fe 實驗初始 甲 Zn 丁一段時間靜置一天 Cu 乙戊 Zn 己丙 Fe Fe 靜置一天後一段時間後 (A) 甲區呈現藍色 (B) 乙區呈現紅色 (C) 丙區呈現藍色 (D) 丁區產生鐵 (Ⅱ) 離子 (E) 戊區產生銅 (Ⅱ) 離子 37. 三瓶沒有貼標籤的強酸, 已知分別裝有濃鹽酸 濃硫酸及濃硝酸 試問下列哪一種物質, 可以單獨鑑別這三瓶強酸? 96 指考 (A) 方糖 (B) 牛奶 (C) 金片 (D) 鉑片 (E) 銅片 90

93 38-39 題為題組 圖 為金屬鈉及其相關化合物的製備流程, 其中甲 乙及丙均為含鈉的化合 物 試根據圖, 回答 題 Na 加 Cl (g) 熔鹽電解 加鹽酸 甲 飽和水溶液電解 (1) () NaHCO 3 加熱 乙 加 CO (g) 丙 38. 試問丙為下列哪一個化合物? 97 指考 圖 (A) NaClO (B) NaCl (C) NaOH (D) Na CO 3 (E) NaHCO 若欲以甲的飽和水溶液製備碳酸氫鈉, 則步驟 (1) 中需採用下列哪一個選項所建議的試劑或條件? 97 指考 (A) 加熱 (B) 加 CO (g) (C) 加 HCl (aq) (D) 加 NaOH (s) (E) 加 NH 3(g), CO (g) 40. 配位化合物 Pt(NH 3) (CO 4) 可做癌症療藥 下列關於該配位化合物的敘述, 何者正確? 98 指考 (A) 沒有異構物 (B) 有三種配位基 (C) 配位數是 4 (D) 溶在水中時可導電 (E) 最可能的結構是四面體 41. 下列有關鹼金屬的敘述, 何者正確? 98 指考 1 (A) 鹼金屬的價層電子組態為 ns (B) 鹼金屬氧化物的水溶液呈鹼性 (C) 鋰金屬在水中比鈉金屬容易氧化 (D) 鹼金屬是強還原劑 (E) 電解熔融氯化鈉時, 鈉會在陽極析出 4. 下列有關碘以及其化合物的敘述, 哪些正確? 98 指考 (A) 碘化銀可用於製造人造雨 (B) 碘易溶於含有碘離子的水溶液 (C) 用澱粉溶液可以驗出碘化鈉水溶液中的碘離子 (D) 在 NaI 與 MnO 混合均勻的粉末中, 加入 9M 硫酸後加熱, 可以產生碘 (E) 在 1mL 的 0.1M 碘化鉀中, 加入 1mL 的 3% 雙氧水與 ml 的正己烷, 搖盪後靜置, 在上層會顯出碘的顏色 43. 半導體製程中, 氫化砷是摻雜矽晶的重要原料之一, 若不慎外洩, 會污染環境及危害人員 下列有關砷及其化合物的敘述, 何者正確? 98 指考 (A) 砷是類金屬元素 (B) 氫化砷是離子化合物 (C) 氫化砷具有分子間氫鍵 (D) 氫化砷的化學式為 AsH 3 (E) 矽晶中摻雜砷, 可以製成 N 型半導體 91

94 44. 紅血球內的血紅素有傳輸氧氣的功能, 其構造中含有大環分子卟啉 ( 甲 ) 及咪唑 ( 乙 ) 的鐵錯合物, 可以與氧氣結合 圖 3 中的丙為血紅素與氧氣結合部分的模擬結構圖 下列與此相關的敍述, 哪些正確? 99 指考 (A) 卟啉及咪唑都是弱酸性化合物 (B) 丙的鐵錯合物是八面體結構 (C) 丙的鐵錯合物, 鐵的氧化數是 + (D) 丙的鐵錯合物, 鐵的配位數是 6 (E) 丙的鐵錯合物中, 鐵離子的電子組態有 4s 電子 O O N Fe N N N N HN H N N 甲 NH N 乙 N 丙 N 圖 以 MnO 催化 KClO 3 熱分解產生氧氣的反應式如下 : KClO 3O + KCl MnO 3(s) (g) (s) 雖然上列反應極近於完全, 但不是唯一的反應, 亦即尚有少量的副反應, 導 致所產出的氣體有異常的氣味 為了探究臭味的成分, 做了下列的實驗 : (1) 將產生的氣體通過潤濕的碘化鉀 - 澱粉試紙 ( 如圖 4), 結果試紙顯現紫藍色 KClO 3 +MnO 橡皮管 圖 4 潤濕的 KI- 澱粉試紙 () 將產生的氣體通過硝酸銀溶液, 則產生白色沉澱 (3) 所產生的氣體經質譜儀分析, 在複雜的質譜圖中, 有質量尖峰 ( 相當於分 子量 ) 出現在 67 與 69 的位置, 而其強度比約為 3: 1 試問在熱分解 KClO 3 時, 可能產生哪些物質以氣體的狀態逸出? ( 氯的同位素 ( 在自然界中含量百分率 ): 35 Cl (75%), 37 Cl (5%)) 99 指考 (A) 氧氣 (B) 氯氣 (C) 臭氧 (D) 氯化鉀 (E) 二氧化氯 9

95 46. 圖 5 為鎂及其化合物所進行之相關反應 鎂 1 M 無色溶液 Na CO 3(s) 無色溶液 白色沉澱甲 加熱 無色氣體 白色沉澱丙 澄清石灰水 白色固體乙 無色溶液 1 M HCl (aq) 過量 NaOH (s) 圖 5 白色沉澱丁 根據上列的反應流程圖, 回答下列問題 99 指考 1. 寫出化合物甲加熱分解之平衡反應式 ( 分 ). 寫出化合物乙和 1 M HCl 反應之平衡反應式 ( 分 ) 3. 寫出化合物丙和丁的化學式 ( 分 ) 47. 今年 ( 西元 011 年 3 月 11 日 ) 在日本東北地區發生芮氏規模 9.0 大地震, 並引發大海嘯, 導致福島核電廠受損, 放射性物質碘 -131 外洩 碘 -131 放射強度的半衰期為 8 天 試問下列有關碘 -131 的敘述, 哪些正確? 100 指考 (A) 碘 -131 在人體內, 最容易累積在肺部 (B) 碘 -131 的原子核內, 中子數比質子數多出 5 個 (C) 在化合物中的碘 -131, 加硝酸銀溶液使其產生沉澱, 就可消除其放射性 (D) 碘 -131 經 80 天後, 其放射性強度就減弱約為原來的千分之一 (E) 含有碘 -131 的氣體化合物, 若不考慮氣流等影響, 則該氣體分布範圍由 1 公里擴散至 10 公里時, 其平均濃度會減成約為千分之一 48. 下列反應哪些可產生氫氣? 100 指考 (A) 鋅與稀鹽酸反應 (B) 碳酸鈉與鹽酸反應 (C) 電解稀硫酸水溶液 (D) 大理石和稀鹽酸反應 (E) 水蒸氣通過炙熱的焦煤 93

96 49. 下列錯合物中, 哪些中心金屬離子為 + 價, 且其配位環境是平面四邊形? ( 原子序 :Ni Pd Pt 分別為 ) 100 指考 (A)[Ag(NH 3) ] + (B)[Zn(NH 3) 4] + (C)[Pd(NH 3) 4] + (D) [ ] 3 Pt(NH ) Cl (E)[Ni(CN) ] 十九世紀, 瑞士巴塞爾大學化學教授熊班 (C. F. Schonbein), 在廚房進行化學實驗時, 不慎打翻一瓶硝酸與硫酸的混合溶液 情急之下, 熊班拿起棉製圍裙擦拭桌上的傾倒液, 隨後將圍裙置於壁爐上烘乾, 不料圍裙竟然在烘乾後自燃, 且幾乎完全燒光 試問下列敘述哪些正確? 100 指考 (A) 圍裙在烘乾後自燃, 是因為有不穩定的硝化纖維生成 (B) 棉製圍裙主要成份的化學式為 (C6H1O 6) n (C) 此硝酸與硫酸的混合溶液即為王水 (D) 棉製圍裙的主要成份屬多醣類 (E) 硫酸能使棉製圍裙脫水 51. 在 010 年, 諾貝爾獎頒給發現及開創研究石墨烯的科學家, 石墨烯是個單層的石墨 下列有關石墨烯的敍述, 哪些正確? 100 指考 (A) 石墨烯中的碳具有 sp 混成軌域 (B) 石墨烯與石墨具有相似的機械強度 (C) 石墨烯與石墨具有相似的不透明黑色 (D) 石墨烯中的碳 - 碳鍵序 ( 鍵數 ) 介於單鍵與雙鍵之間 (E) 石墨烯只具有單原子層, 所以是不導電的分子 5. 為紀念居里夫人發現鐳 (Ra) 元素, 並獲諾貝爾化學獎 100 週年, 訂定 011 年為國際化學年 鐳屬於鹼土元素 下列有關鐳的敍述, 哪些正確? 100 指考 (A) 鐳的價電子層為 7s 組態 (B) 鐳是製造雷射元件的材料之一 (C) 鐳具有放射性是因其第一游離能極低 (D) 鐳的碳酸鹽難溶於水 (E) 鐳的氯化物的化學式為 RaCl 94

97 單元十: 有機化學 1. 欲觀察環己烯是否會使過錳酸鉀之水溶液褪色, 首先將環己烯溶於一適當的溶劑, 再慢慢滴入過錳酸鉀溶液 (0.005 M), 並不斷搖盪 試問下列那一溶劑最適合用來溶解環己烯, 以進行此實驗? 85 日大 (A) 水 (B) 四氯化碳 (C) 氯仿 (D) 酒精. 下列有關高分子的敘述, 何者正確? 85 日大 (A) 五十肽分子中含 50 個肽鍵 (B) 新平橡膠由異戊二烯聚合而成 (C) 達克綸是由乙二醇和對肽酸縮合而成的聚合物 (D) 蠶絲中纖維狀蛋白的主要結構為褶板結構 (E) 纖維素是由葡萄糖縮合而成的聚合物 3. 酒醉駕車的認定標準是根據呼氣中酒精含量之測定 下列溶液中, 何者最適宜用來檢測酒精? 86 日大 (A) K Cr O 7 之酸性溶液 (B) Mn(NO 3 ) 之酸性溶液 (C) CuSO 4 和酒石酸的鹼性溶液 (D) AgNO 3 的氨水溶液 4. 若某單醣的分子式為 C 6 H 1 O 6, 那麼其形成之參醣的分子式為何? 86 日大 (A) C 18 H 36 O 18 (B) C 18 H 34 O 17 (C) C 18 H 3 O 16 (D) C 18 H 30 O 下列有關石油與烷類的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 石化工業上熱裂煉的目的, 在將石油中較大的分子轉變成經濟價值高的較小分子 (B) 所謂 95 無鉛汽油, 意即其汽油中異辛烷重量占 95% (C) 石油醚是一種由原油分餾而得的化合物 (D) 根據 IUPAC 命名法,CH 3 CH(C H 5 )CH CH CH 3 稱為 乙基戊烷 (E) 在室溫下, 烷類與濃硝酸不起反應 6. 在高溫下, 將 1 莫耳正庚烷通過鉑粉等催化劑, 產生脫氫反應, 生成 1 莫耳甲苯和 n 莫耳氫氣, 則 n 等於多少? 87 日大 (A) (B) 3 (C) 4 (D) 6 7. 下列何者是聚合物? 87 日大 (A) 澱粉 (B) 脂肪酸 (C) 蛋白質 (D) 葡萄糖 (E) 多氯聯苯 8. 下列有關烴類衍生物的結構的敘述, 何者正確? 87 日大 (A) 乙醚分子中共含二個碳原子 (B) 丙酸含有羧基 (C) 丁酮有二種異構物 (D) 異丁醇為第一醇 (E) 環己胺為第三胺 95

98 9. 下列有關柳酸 (C 7 H 6 O 3 ) 的敘述, 何者正確? 87 日大 (A) 柳酸在水中的溶解度很低, 但可溶於氫氧化鈉水溶液中 (B) 柳酸水解後可形成酚 (C) 柳酸可與乙醯氯反應生成阿斯匹靈 (D) 柳酸可與甲醇反應生成柳酸甲酯 (E) 柳酸可與氯化鐵 (Ⅲ) 水溶液反應, 生成一種紫色物質 10. C 4 H 8 有幾種可能的結構異構物? 88 日大 (A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 下列有關 苯胺 的敘述, 何者錯誤? 88 日大 (A) 苯胺為第二胺 (B) 可由硝基苯以鐵與稀鹽酸還原製備 (C) 難溶於水但可溶於鹽酸溶液 (D) 可與乙酐反應生成乙醯胺苯 1. 下列有關 酯類與脂肪 的敘述, 何者錯誤? 88 日大 (A) 脂肪酸與醇反應可產生酯 (B) 甘油與脂肪酸反應可生成酯 (C) 石蠟是一種酯類化合物 (D) 油脂在氫氧化鈉溶液中加熱, 可水解為脂肪酸鈉 13. 下列糖類何者是單醣? 88 日大 (A) 蔗糖 (B) 乳糖 (C) 果糖 (D) 麥芽糖 (E) 葡萄糖 14. 下列有關苯類的反應, 何者正確? 88 日大 (A) 乙苯與濃硝酸及濃硫酸共熱可產生,4,6 三硝基乙苯 (B) 乙苯在酸性二鉻酸鉀水溶液中可生成苯甲酸 (C) 苯與過錳酸鉀水溶液反應可產生酚 (D) 苯與氯氣經紫外光照射可產生六氯化苯 (E) 苯與溴水經溴化鐵催化反應可產生溴苯 15. 某生欲分辨甲 乙 丙 丁 戊五瓶未加物, 只知這五瓶為正丁醇 丁醇 甲基 丁醇 戊烯及乙醚, 該生經由下列實驗來鑑別 : 實驗一 : 各取少許未知物, 分別加入溴的四氯化碳溶液, 發現只有戊可使溶液褪色 實驗二 : 將甲 乙 丙 丁四種未知物分別加入二鉻酸鉀的酸性溶液時, 發現只有甲與丙可使溶液變色, 其產物分別為 X 與 Y 實驗三 : 將 X 與 Y 分別加入硝酸銀的氨水溶液, 發現共有 Y 可產生銀之沉澱 實驗四 : 取小粒金屬鈉, 分別加入乙 丁未知物, 發現只有乙產生反應, 放出氣泡 請依據以上結果, 回答下列問題 ( 反應生成物以示性式或結構式表示之 ) 88 日大 (1) 實驗一中, 戊與溴的反應平衡方程式為何? () 實驗二中, 甲的反應生成物為何? (3) 實驗三中,Y 的反應生成物為何? (4) 實驗四中, 乙的反應生成物為何? 96

99 16. 下列何者為由 甲基丁酸還原所成醇類之結構式? 89 日大 (A) (B) (C) (D) 17. 聚合物, 可被人體吸收, 常做為外科縫合手術的材料, 下列何者為此聚合物之單體? 89 日大 (A) HCOOCH OH (B) HOCH CH COOH (C) CH 3 CH(OH)COOH (D) HOCH(CH 3 )COOCH(CH 3 )CH OH 18. 下列關於有機化合物諸性質的比較, 何者正確? 89 日大 (A) 熔點 : 正戊烷 > 新戊烷 (B) 沸點 : 正丁醇 > 乙醚 (C) 酸性 : 醋酸 > 乙醇 (D) 鹼性 : 甲胺 > 乙醯胺 (E) 與溴之反應性 : 丁烯 > 丁烷 19. 化合物具有茉莉花的香味, 下列關於本化合物的敘述, 何者正確? 89 日大 (A) 為一種酮類 (B) 可溶於水 (C) 分子間具有氫鍵 (D) 分子內有 6 個 C 以 sp 混成軌域鍵結 (E) 水解後可得苯甲醇與乙酸 0. 下列各化合物, 何者具有順反異構物? 89 日大 (A) CH CHF (B) CHBr CHCl (C) CHCl CH CH CH (D) CH 3 CH CH CHCH CH 3 (E) BrCH CBr CH 1. 下列何者可用來製備氯乙烷? 89 日大 (A) 乙烯與氯化氫進行加成反應 (B) 乙烷與氯在氯化鐵的催化下進行取代反應 (C) 乙醇與氯化氫進行取代反應 (D) 氯乙酸甲酯在鹼性條件下進行水解反應 (E) 乙醛與氯化氫進行還原反應 97

100 . 對胺苯磺醯胺為一種消炎藥, 其合成步驟如下, 則下列各試劑何者適用? 90 日大 a b c d e 1)NH )NaOH 3 (aq) (A) a:no (B) b: 鐵和稀 HCl 溶液 (C) c:naoh (D) d:ch 3 COCl (E) e: 濃 H SO 4 3. 下列各組有機分子之關係, 何者正確? 90 日大 (A) 乙酸與甲酸甲酯為同分異構物 (B) 丙酸與丁酸為同素異形體 (C)1 戊烯與 戊烯為幾何異構物 (D) 二乙基醚與丁醇為結構異構物 (E) 丁烷和環丁烷為同系物 4. 在催化劑的存在下, 將乙炔分子聚合可得到聚乙炔高分子, 經摻雜後, 其導電度可媲美金屬 90 日大 (1) 此聚乙炔為加成聚合物或縮合聚合物? () 寫出由電石 ( 碳化鈣 ) 製造乙炔的方程式 (3) 畫出聚乙炔的結構式 ( 須將 C 與 H 標出 ) (4) 在乙炔與聚乙炔中, 碳原子各具有何種混成軌域? (5) 乙炔的衍生物苯乙炔亦可形成具有導電性之聚苯乙炔, 寫出苯乙炔的分子式 5. 分子式為 C 4 H 8 的化合物具有許多同分異構物, 這些異構物可能屬於下列那些類別? 91 指考 (A) 烷類 烯類 (B) 烯類 炔類 (C) 炔類 烷類 (D) 芳香類 烷類 6. 下圖為某分子之結構 : 下列有關該分子之敘述何者正確? 91 指考 (A) 此分子含有四個胺基酸 (B) 此分子完全水解後可得四種胺基酸 (C) 此分子有十個碳原子具 sp 混成軌域 (D) 此分子有三種官能基可以和三級胺形成氫鍵 (E) 此圖所示為一個三肽分子 98

101 7. 試管五支,(A) 至 (E), 依序倒入試劑 : 汽油 酒精 氯仿 四氯化碳 丙酮, 然後各加入 1 毫升的水並攪拌 試問哪些試劑會與水完全混合均勻? 9 指考 (A) 汽油 (B) 酒精 (C) 氯仿 (D) 四氯化碳 (E) 丙酮 8. 某一氧化劑 X, 雖不能氧化甲醇 乙醇 甲醛或乙醛, 但能氧化下列有機化合物, 以得醛或酸 : 其中 R 1 R R 3 與 R 4 可能是氫 烷基或其他官能基 若以該氧化劑 X, 氧化, 3, 4 戊三醇 : 則可能獲得下列哪些產物? 9 指考 (A) CH 3 COOH (B) CO (C) HCOOH (D) CH 3 CHO (E) CH O 9. 分子式為 C 4 H 8 的有機化合物, 有很多不同的結構 下列有關 C 4 H 8 化合物的敍述, 何者正確? 93 指考 (A) 共有 6 種不同結構 (B) 屬於炔類的, 只有 1 種結構 (C) 屬於烯類的, 有 3 種結構 (D) 屬於烷類的, 有 種結構 (E) 可與溴水在室溫進行加成反應的總數為 4 種結構 30. 下列有關醣類的敘述, 何者正確? 93 指考 (A) 葡萄糖及果糖均為單醣 (B) 纖維素是醣類的聚合物 (C) 蔗糖可以與多倫試劑發生銀鏡反應 (D) 蔗糖為雙醣, 由兩分子的果糖脫去一分子的水所形成 (E) 麥芽糖為雙醣, 由兩分子的葡萄糖脫去一分子的水所形成 31. 氧化還原反應可視為電子的傳遞過程 下列三個未平衡的半反應式, 均為在酸性水溶液的條件下 : CH 3 OH HCHO ( 甲 ) HCHO HCOOH ( 乙 ) CH 3 OH HCOOH ( 丙 ) 請先平衡上列 ( 甲 )( 乙 )( 丙 ) 三式後, 回答下列敘述, 指出何者正確? 93 指考 (A)( 乙 ) 式是還原反應 (B) 三種化合物中, 甲醇的氧化程度最低 (C) 在 ( 甲 ) 式中, 其右邊需有 個電子 (D) 在 ( 乙 ) 式中, 其左邊需有 個電子 (E) 在 ( 丙 ) 式中, 其右邊需有 4 個電子 99

102 3. 報載 : 不肖商人於魚貨中添加致癌物甲醛 下列有關甲醛的敍述, 何者正確? 93 指考 (A) 甲醛分子形狀是平面形 (B) 甲醛分子量為 30.0, 常溫為氣態分子 (C) 甲醛可用斐林試劑檢驗, 生成物為紅色 (D) 甲醛無法用多倫試劑檢驗, 不會有化學反應 (E)37% 甲醛的水溶液俗稱福馬林, 可以用來防腐 33. 芳香族化合物甲的分子式為 C 8 H 10 此化合物在適當催化劑的催化下, 與溴水反應, 可得化合物乙, 化合物乙僅有一種結構, 其分子式為 C 8 H 9 Br 當化合物甲與過量的過錳酸鉀的鹼性溶液加熱, 經中和並純化後, 可得化合物丙, 化合物丙的分子式為 C 8 H 6 O 4 試畫出化合物甲 化合物乙 及化合物丙的分子結構圖 93 指考 34. 取大理石粉 ( 碳酸鈣 ) 和焦碳粉均勻混合後, 高溫鍛燒, 可得氣體甲和固體乙 固體乙僅含鈣及碳二種元素, 而鈣的重量組成百分比為 6.5 % 固體乙和過量的水反應, 可得氣體丙及固體丁 氣體丙在適當的催化劑作用下, 可以聚合反應, 生成與實驗式相同的鐵灰色物質, 是一種具有高導電度的有機導體材料 93 指考 (1) 寫出固體乙的實驗式 () 寫出固體乙和水的平衡化學反應式 (3) 寫出聚合反應之平衡化學反應式 35. 下列哪些聚合物含有醯胺鍵? 93 指考補 (A) 羊毛 (B) 蠶絲 (C) 天然橡膠 (D) 耐綸 (E) 棉花 36. 台大 抗煞一號, 其有效化合物的名稱是 8- 羥基辛烷酸 (8-hydroxyoctanoic acid) 下列有關此化合物的敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) 由碳 氫 氧組成的一種有機化合物 (B) 化學式為 CH (OH)(CH ) 6 COOH (C) 因有羥基與羧基, 所以在水中的溶解度相當大 (D) 與 4- 羥基辛烷酸 (4-hydroxyoctanoic acid) 互為同分異構物 (E) 酸性與脫水性比硫酸還強, 這是能殺死 SARS 冠狀病毒最重要的原因 題為題組化學家研究擬從酒精製備 無鉛 汽油之抗震添加劑 ( 無色液體,d =.18 g cm -3 bp mp 9.79 C) 設計了如下圖的實驗裝置 :a 中置有酒精與濃硫酸的混合溶液, 然後加熱約 00 C;b 裝有水與安全管 ;c 內裝有適量液體 Br, 外有冷卻水 ; d 裝有氫氧化鈉溶液 試根據此圖回答 37~38 題 : 溫度 100

103 37. 下列有關本實驗各裝置的功能敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) a 瓶中酒精與濃硫酸的混合物, 混合之前置於漏斗的是濃硫酸 (B) a 瓶中的溫度計是用來指示產物的分餾溫度 (C) b 瓶中插入安全管, 是用來防止裝置內的壓力過大 (D) c 管外的冷卻水是用來冷凝 a 瓶反應所釋出的烴氣體 (E) d 瓶中的 NaOH, 主要用來吸收未反應的 Br 蒸氣 38. 下列有關本實驗各裝置的反應敘述, 何者正確? 93 指考補 (A) a 瓶中的主要化學反應為 CHOH 5 H+ CH+HO 4 (B) a 瓶中的反應也可能產生乙醚 (C) b 瓶中若有乙醇, 應該是乙烯經加水反應而成 (D) c 瓶中所得到的汽油抗震劑為 CH Br CH Br (E) d 瓶中的主要化學反應為 C H 4 Br + OH C H 4 (OH) + Br 39. 化合物甲 乙和丙的化學式均為 C 4 H 8 O 其中化合物甲及化合物乙, 與多倫試液作用 會析出銀, 化合物丙為一酮類 試寫出化合物甲 乙和丙的結構式 93 指考補 40. 已知在適當的反應條件下,1- 甲基環己烯可與一當量的 H (g) 反應, 生成化合物甲 ; 與一當量的 H O 反應, 生成化合物乙 ; 與一當量的 KMnO 4(aq) 反應, 生成化合物丙 試依據下面的反應途逕, 畫出甲 乙及丙分子的結構式 94 指考 化合物甲 H (g) H (g) 鉑 ( 催化劑 ) H C H C C H 3 C CH CH CH H O 硫酸 ( 催化劑 ) 化合物乙 K Cr O 7 (aq) 7(aq) 沒有反應 1- 甲基環己烯 KMnO 4 (aq) 4(aq) 室溫, 鹼性條件 化合物丙 101

104 41. 據報載 : 某醫院毒物科主任警告, 聚合物 PVC 本身無毒, 算是相當穩定的材質, 然而使用不當, 加熱超過攝氏 60 C,PVC 會釋出可能致癌的物質 因此, 多位 學者專家贊成環保署訂出法規, 禁止食品或飲料的包裝膜及容器使用塑膠材質 編號為 的 PVC 下列何者為聚合物 PVC 的單體? 94 指考 (A)CH =CClCO CH 3 (B)CCl =CCl (C)CH =CHCl (D)C 6 H 5 CH=CHCl (E)HC CCl 4. 下列哪些化合物可與一當量的 HBr, 在適當的反應條件下, 得到 - 溴丁烷? 94 指考 (A)- 丁炔 (B)- 丁酮 (C) 順 -- 丁烯 (D)- 丁醇 (E)1- 丁醛 題為題組 根據環保署公布的河川污染調查報告, 國內河川中的魚貝體內, 有的含有 環境賀爾蒙, 如多溴二苯醚與壬基苯酚 當動物誤食這些魚貝時, 會引起基因突變或賀爾蒙分泌失調, 因此這些物質被稱為 環境賀爾蒙 試依據以上敘述, 回答問題 下列哪一選項正確表示壬基苯酚的分子結構? 95 指考 (A) (B) (C) (D) (E) 44. 這些環境荷爾蒙均具有高沸點 高脂溶性 以及不易分解的特性 若欲從河底淤泥中萃取多溴二苯醚以供檢測, 則下列哪一溶劑最合適? 95 指考 (A) 純水 (B) 氨水 (C) 稀鹽酸 (D) 食鹽水 (E) 乙酸乙酯 題為題組天然油脂結構的核心為甘油 (HOCH CH(OH)CH OH), 有一瘦身用的非天然油脂, 其結構的核心則為蔗糖 (C 1 H O 11 ) 該非天然油脂可由直鏈型的不飽和油酸(C 17 H 33 COOH) 與蔗糖反應而得, 其反應示意圖如圖 3 ( 注意 : 圖 3 的反應式不完整 ) OH HO HO O O HO O OH HO OH O R OH O O + C 17 H 33 COOH R O 不飽和油酸 蔗糖圖 3 反應示意圖 45. 試問該非天然油脂含有下列哪些官能基? 95 指考 (A) 炔 (B) 烯 (C) 酯 (D) 酮 (E) 酸 O O R R = C 17 H 33 R O O O O O O O R O O O O R R O O R 非天然油脂 10

105 46. 油酸與蔗糖的反應屬於下列哪些反應? 95 指考 (A) 加成反應 (B) 皂化反應 (C) 脫水反應 (D) 酯化反應 (E) 聚合反應 47. 該非天然油脂與氫氧化鈉溶液共熱, 水解後的產物, 可與下列哪些試劑反應? 95 指考 (A) 斐林試液 (B) 多侖試液 (C) 溴的四氯化碳溶液 (D) 澱粉溶液 (E) 鹼性過錳酸鉀溶液 48. 某碳氫化合物. 克, 經完全燃燒後產生 6.6 克二氧化碳, 則此化合物最可能之分子式為何? 95 指考 (A)CH 4 (B)C H 6 (C)C H 4 (D)C 3 H 8 (E)C 4 H 本題共 4 小題, 每小題各 分, 其答案需從下列 15 種有機化合物選取, 且必須以 ( ) 內的 A B C 代號回答, 並寫出其正確的中文名稱 96 指考 NH H 3 C HC C CH CH H C H C CH CH 3 (CH ) 4 CHO H C CH H C CH (A) (B) (C) (D) (E) CH 3 COOC H 5 (F) COOH (G) HC C(CH ) 5 CH 3 (H) H C H C H C CH CH (I) H C Br CH 3 (CH ) 4 CH OH (J) CH 3 CH CH N(CH 3 ) (K) H C H C H C CH (L) H H (CH ) 3 CH 3 C C C OH CH 3 COCH 3 H (M) H (N) H 3 C (CH ) 3 CH 3 C C H H (O) 1. 哪一個化合物可與二鉻酸鉀溶液反應生成酮類?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ). 哪一個化合物可與多侖試液反應得銀鏡?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) 3. 哪一個化合物具有最高的熔點?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) 4. 哪一個化合物可以有反式異構物?( 寫出代號與其正確的中文名稱 ) 50. 下列有關羧酸 醚及醇類的敘述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 乙二酸俗稱草酸, 分子式為 CHO 4 (B) 丙三醇俗稱甘油, 分子式為 CHO (C) 乙二酸的沸點高於乙酸 (D) 乙醚中氧原子的兩側均為乙基, 因此乙醚不具極性 (E) 甲醚與乙醇互為同素異形體 51. 下列哪一個分子可能擁有環狀結構或具有一個雙鍵? 97 指考 (A) C 5H10Cl (B) CH 5 10O (C) C 5 H11Cl (D) C 5H11ClO (E) CH 5 1O 103

106 5. 新平橡膠是一用途廣泛的橡膠, 其結構如圖 1 所示 在適當條件下, 試問新平橡膠可由下列哪一選項所建議的化合物聚合而得? 97 指考 (A) CH 3 CH CClCH 3 (B) HOCH CH CClCH OH (C) (D) CH CH 與 CH CHCl CH CH CCl CH CH CH CCl CH 圖 1 n (E) HCHO 與 CH CCl 53. 含有碳 氫 氧的化合物進行元素分析時, 須先將分析物完全氧化後, 再以不同的吸收管吸收所生成的二氧化碳及水蒸氣 下列有關元素分析實驗的敘述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 可用含水的過氯酸鎂吸收水蒸氣 (B) 可用氫氧化鈉吸收二氧化碳 (C) 化合物的含氧量, 可由所生成的水蒸氣及二氧化碳中的含氧量, 相加求得 (D) 由元素分析實驗, 可直接求得化合物的分子式 (E) 若以無水氯化亞鈷試紙檢驗實驗中所產生的水蒸氣, 則試紙呈粉紅色 54. 下列有關醛與酮的敍述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 酮可由醛氧化而得 (B)- 戊酮與斐林試液反應, 產生紅色沈澱 (C) 丙醛與丙酮均可被還原成醇 (D) 乙醛與 3- 戊酮均可被氧化成羧酸 (E) 醛與酮可分別由醇氧化而得 55. 已知化合物甲與化合物乙均為羧酸, 分子式同為 CHO, 且化合物甲的熔點比化合物乙高 取化合物甲和化合物乙各 1.0 莫耳, 分別與 1.0 莫耳的氫氣在適當的反應條件下反應, 均得化合物丙 試寫出化合物甲 乙及丙的結構式 (6 分, 每個結構式 分 ) 97 指考 56. 國內媒體曾報導, 有些新裝潢的房間或新購買的玩具, 其所用的聚合物材料會逸出有害健康的物質 試問下列哪一物質, 最有可能從聚合物逸出? 98 指考 (A) 甲醇 (B) 甲醛 (C) 乙醇 (D) 乙酸 (E) 丙酮 57. 乙醇俗稱酒精 下列有關酒精的敘述, 何者正確? 98 指考 ( 甲 ) 純酒精與乙酸反應會產生乙酸乙酯 ( 乙 ) 在純酒精中, 投入金屬鈉會產生氫氣 ( 丙 ) 純酒精經濃硫酸脫水後, 可產生乙烯或乙醚 ( 丁 ) 酒精中是否含有水, 可以用白色的硫酸銅來檢驗 ( 戊 ) 工業上製備無水酒精, 較經濟的方法是先加無水硫酸銅乾燥後蒸餾 (A) 甲乙丙 (B) 乙丙丁 (C) 甲丁戊 (D) 甲乙丙丁 (E) 甲乙丙戊 104

107 58. 化合物甲的結構式如圖 3, 下列哪一選項是化合物甲的正確中文系統命名? 98 指考 (A)6- 甲基 -3- 辛酮 (B)- 乙基 -5- 庚酮 (C)3- 甲基 -6- 辛酮 (D)1,- 二甲基 -5- 庚醛 (E)1,- 二甲基 -3- 庚醛 59. 下列有關去氧核糖核酸的敘述, 哪些選項正確? 98 指考 (A) 結構中含有硫酸根 (C) 其聚合方式為縮合 (E) 其雙股螺旋結構中具有氫鍵 (B) 結構中糖的成分來自果糖 (D) 以胺基酸為單體聚合而成 60. 編號為甲 乙 丙 丁 戊 己等六種樣品瓶中, 可能含有下列物質 : (A) 葡萄糖 (B) 果糖 (C) 蔗糖 (D) 麥芽糖 (E) 澱粉 (F) 纖維素為了要檢驗這些醣類, 做了五個實驗, 並將其結果記錄如下 : (1) 由化合物甲所配製的溶液可與碘反應呈深藍色 () 化合物乙所配製的溶液與少量的濃硫酸混合加熱可生成丙及丁 (3) 化合物丙 丁及戊均能與斐林試劑反應生成赤褐色 CuO 沉澱 (4) 化合物戊水解可得丁 (5) 化合物己不溶於溫水及冷水, 與稀硫酸混合加熱可生成丁試依據上述實驗結果, 回答下列問題 : 98 指考 1. 以 A 至 F 的代號寫出甲 乙 丙 丁 戊 己瓶中各含何種物質?(6 分 ). 寫出麥芽糖的分子式 ( 分 ) 61. 下列分子, 哪一個屬於多氯聯苯化合物? 99 指考 (A) (B) (C) H 3 C H C CH CH 3 C H H C C O 圖 3 化合物甲 H C CH 3 (D) (E) 6. 家用桶裝瓦斯內所裝的液化石油氣 (LPG), 其主要成分為丙烷 下列敘述, 哪些正確? 99 指考 (A) 液化石油氣的密度比水大 (B) 液化石油氣本身具有難聞的臭味 (C) 相同莫耳數的液化石油氣完全燃燒時所產生的熱量比天然氣的高 (D) 相同莫耳數的液化石油氣與天然氣, 分別各自完全燃燒時, 前者所需空氣量比後者多 (E) 在同溫時, 只剩半桶與剩四分之一桶的液化石油氣, 其鋼桶內壓力相同 105

108 63. 稠五苯 (pentacene) 的構造如圖, 是一個有機導電分子 由稠五苯所製成的有機光電材料, 已用於可撓曲顯示器, 可捲曲而可方便攜帶 下列有關稠五苯的敍述, 何者正確? 99 指考 (A) 稠五苯易進行加成反應 (B) 稠五苯屬於芳香族化合物 (C) 稠五苯是撓曲的非平面結構 (D) 稠五苯分子中共有 0 個 π 電子 (E) 稠五苯的 π 電子並非固定於某兩個碳原子之間 64. 已知某含溴的甲苯衍生物, 分子式為 C7H6Br, 其中兩個溴原子皆位於苯環上, 試問此衍生物可能有幾個異構物? 100 指考 (A)3 (B)4 (C)5 (D)6 (E)7 65. 奈米碳管的電子傳輸效果佳, 可用於導電材料 有一奈米碳管, 由 180 個碳原子組成, 且其兩端皆封閉 若將一莫耳的碳 - 碳雙鍵進行氫化, 會釋放出約 80 仟卡的熱量 試問若將一個奈米 C 180 碳管完全氫化, 產生 C180H 180 的產物, 約可釋出多少卡的熱量? 100 指考 3 (A) 10 0 (B) (C) (D) 10 (E) 資源回收是配合永續發展的必要工作, 標示有回收標誌 之廢容器, 皆應回收 常見的七大 塑膠標示如下表所示 : 回收標誌 名稱聚對苯二甲酸乙烯酯 (PET) 高密度聚乙烯 (HDPE) 聚氯乙烯 (PVC) 低密度聚乙烯 (LDPE) 聚丙烯 (PP) 聚苯乙烯 (PS) 其它類 下列敘述哪些正確? 100 指考 (A) 標示有 之塑膠容器可作為碳酸飲料瓶 (B) 標示 與標示 的塑膠材料是用不同的單體聚合而成 (C) 標示 之塑膠容器, 燃燒時可能會產生具有毒性的戴奧辛 (D) 標示 之塑膠容器屬於熱塑性塑膠 (E) 標示 之塑膠容器, 主要是由苯與乙烯兩種單體聚合而成 圖 67. 在縫合傷口時, 若使用生物可分解的縫線, 則在癒合後不需拆線 一般常用的可分解縫線材質, 其結構如右 : 下列有關此聚合物的敘述, 哪些正確? 100 指考 O HO CH C O H O (A) 此聚合物為聚酯類化合物 C C (B) 此聚合物是由單體以加成反應聚合而成 CH 3 (C) 此縫線材質含有不同分子量的聚合物 (D) 聚合物的構成單元間是以醚基連結, 所以容易在生物體內被酵素分解 (E) 構成此聚合物的單體均含有兩個官能基 106 O H n

109 單元十一 : 實驗 1. 回答下列有關耐綸 66 製備的問題 85 日大 於常溫下, 實驗室製造耐綸 66 需要試藥己二醯氯, (1),NaOH (s), 水及正己烷 己二醯氯之結構式為 () 製備前先將 (3) 溶於水中 ( 溶液 A), 將 (4) 溶於 正己烷中 ( 溶液 B) 再將溶液 A 緩緩倒入溶液 B 後反應即開始 反應發生的位置在 (5) 反應中 NaOH 的作用為 (6) 如以鑷子將生成物慢慢夾起並拉出, 可得 線狀的耐綸 66, 其顏色為 (7), 分子結構為 (8). 製造阿斯匹靈的實驗過程包含下列之操作程序 回答相關問題 85 日大 (a) 乾燥試管中加入 克柳酸 [ ] 與 4 毫升乙酐 本實驗必須使用乾燥試管之原因為 (1) (b) 試管中再加濃硫酸一滴, 置入熱水浴 加入濃硫酸的目的為 () (c) 將上述溶液倒入水中並冰冷之 ; 收集產生之沉澱 (d) 將沉澱置於 100 毫升燒杯中, 加入飽和碳酸氫鈉溶液, 直至不再冒泡, 過濾收集濾液 加入碳酸氫鈉溶液之目的為 (3), 所冒之氣泡主要成分為 (4) (e) 其後, 濾液需加入濃鹽酸, 不時攪拌, 則產品阿斯匹靈沉澱析出 產品沉澱析出之原因為 (5), 其結構式為 (6) (f) 在第 (c) 步驟產生之沉澱需經第 (d)( 添加碳酸氫鈉 ) 及第 (e)( 添加濃鹽酸 ) 兩步驟之處理, 其目的為 (7) 3. 回答下列有關有機酸的問題 85 日大 (a) 某有機酸之元素分析結果為含 C 68.9%,H 4.9%,O 6.%, 則該酸的實驗式為 (1) (b) 該酸 克需用 5.0 毫升 NaOH 溶液 (0.1 N) 滴定, 則該酸之克當量為 () (c) 該酸 1.83 克溶於 50.0 克的苯中 ( 苯之莫耳凝固點下降常數 K f = 5.1 / m), 可使該苯溶液凝固點下降 1.30, 則由此實驗所測得該酸之分子量為 (3) (d) 上述 (b) 及 (c) 之測定值不同並非實驗誤差造成, 其主要原因為 (4) (e) 該酸之分子式為 (5) 4. 以下列裝置在中間的試管收集濃硝酸和銅線反應所產生的氣體, 何者可使收集到的氣體中, 空氣的含量減到最少? 86 日大 (A) (B) (C) (D) 5. 下列關於實驗室操作及安全的敘述, 何者正確? 86 日大 (A) 嗅聞液體的氣味時, 應將鼻子和容器口保持 0 公分以上的距離, 並且不可用手揮引其氣體 (B) 由試藥瓶傾倒液體試劑時, 藥瓶的標籤面應保持向上, 以免污損 (C) 實驗後, 所取用剩餘的藥品應小心倒回容器中, 以免浪費 (D) 當強鹼溶液賤出時, 可先用大量的水稀釋後再處理 (E) 溫度計打破流出的汞, 宜灑上鹽酸使成氯化汞, 再棄之 107

110 6. 聚苯乙烯經磺酸化再用鹼中和處理後生成之樹脂可用以軟化家庭用水 苯乙烯之結構式為 CH =CH(C 6 H 5 ), 聚苯乙烯之結構式為 (a) 磺酸化的作用是將苯基 (C 6 H 5 -) 轉換成苯磺酸基 (-C 6 H 4 SO 3 H) 假設某聚苯乙烯中的苯基有三分之一被磺酸化 ( 生成 A 樹脂 ), 則 (b) 克的 A 樹脂中含有 1 莫耳之苯磺酸基 欲將 50 克 A 樹脂中和 ( 生成 B 樹脂 ), 需 NaOH (c) 莫耳 假設每個鈣離子與 B 樹脂中兩個苯磺酸根結合, 欲一次將 1000 升含 40.1 ppm 鈣離子之硬水軟化, 最少需 (d) 克的 B 樹脂 將 B 樹脂做元素分析, 其含硫量為 (e) % ( 原子量 :H = 1.0,C = 1.0,O = 16.0,Na = 3.0,S = 3.1,Ca = 40.1) 86 日大 7. 測量氯化鉛 (PbCl ) 溶解度的實驗過程如下 : 將 1.00 克之氯化鉛加入 100 毫升蒸餾水中, 攪拌達飽和後 ( 溶液體積不變 ), 用濾紙 ( 重量為 1.00 克 ) 過濾, 以 5 毫升冰水將濾紙及濾出之氯化鉛洗滌數次, 再以 至 3 毫升丙酮洗滌濾紙及氯化鉛沉澱數次, 乾燥後秤得氯化鉛沉澱及濾紙共重 1.44 克 86 日大 ( 原子量 : 鉛 = 07, 氯 = 35.5) (a) 計算氯化鉛的溶解度 ( 以克 / 升表示 ) (b) 計算飽和氯化鉛溶液中氯離子的濃度 ( 以 M 表示 ) (c) 計算氯化鉛的溶解度積 (d) 實驗中以冰水沖洗氯化鉛沉澱及濾紙, 其主要目的為何? (e) 如以溫水取代冰水洗滌, 會對濾出的氯化鉛沉澱有何影響? (f) 如以溫水取代冰水洗滌, 會對此實驗所求得的氯化鉛溶解度有何影響? (g) 以丙酮沖洗的目的主要在洗下何種物質? (h) 使用丙酮, 對氯化鉛沉澱及濾紙有何作用? 8. 下列何者常可做為實驗中降低溫度之冷卻劑 (0 以下 )? 87 日大 (A) 冰塊和鹽的混合物 (B) 液態氮 (C) 乾冰和丙酮的混合物 (D) 冰醋酸 (E) 苯 9. 對某一含 C H O 的液態未知物, 分別進行下列各項實驗 : 87 日大 (1) 將此未知物 7.40 毫克置於純氧中使其完全燃燒後, 產物先通過含無水過氯酸鎂之吸收管, 再經氫氧化鈉吸收管, 結果過氯酸鎂吸收管重量增加了 5.40 毫克, 氫氧化鈉吸收管重量增加了 13. 毫克, 則此未知物的實驗式為何? () 將此未知物 0.10 克置於 0.80 升的密閉容器內, 於 77.0 等溫下使其完全汽化, 測得與容器相聯之 U 形管壓力計兩側的水銀面差, 在其汽化前後由 0.00 公分增為 7.60 公分, 由此計算該未知物的分子量 (3) 將一小粒金屬鈉投入此未知液體中, 無反應發生 ; 若再加入少量乙醇, 則有氣體產生 寫出此反應的平衡方程式 (4) 此未知物可被熱的 10% 氫氧化鈉溶液水解, 經處理後, 可純化出醇和羧酸, 將此羧酸與硝酸銀的氨水溶液反應, 有金屬銀析出, 則此未知物之結構式為何? ( 原子量 :H = 1.0,C = 1.0,O = 16.0) 108

111 10. 下列為有關銅及其化合物實驗的敘述 : 87 日大 (1) 將銅加到含 5 毫升濃硫酸的試管中, 緩緩加熱則銅逐漸溶解, 寫出此反應的平衡方程式 () 取 0.0 克硫酸銅晶體 (CuSO 4 5H O) 加於試管中, 再加入 3 毫升濃硫酸, 則試管內固體顏色有何轉變? (3) 取.50 克硫酸銅晶體和 1.3 克硫酸銨固體混合, 放入一小燒杯, 加水 10 毫升並微熱使鹽類全部溶解, 加蓋靜置過夜後, 有晶體析出 用抽氣過濾法過濾, 先用酒精 5 毫升, 再用丙酮 5 毫升沖洗晶體 最後為什麼用丙酮沖洗晶體? (4) 由步驟 (3) 可得到 3.00 克乾燥的複鹽晶體 ( 含六個結晶水的硫酸銨銅 ), 計算此反應的產率 (5) 若取步驟 (4) 生成之複鹽 0.0 克放入含 5 毫升水的試管中, 再加入 3 毫升的 0.10 M 鐵 (Ⅱ) 氰化鉀溶液, 生成紅棕色的沉澱, 寫出此沉澱的化學式 ( 原子量 :H = 1.0,N = 14.0,O = 16.0,S = 3.0,Cu = 63.5) 11. 下列一些實驗中危險物質的處理, 何者正確? 90 日大 (A) 未反應完之鈉須先慢慢加到酒精中 (B) 殘餘的氯氣可以用硫酸鈉溶液吸收 (C) 溫度針被打破流出的汞可灑上硫黃粉 (D) 濃酸廢液須先以濃氫氧化鈉溶液中和後再排放 (E) 過多之二氧化氮可用濃氫氧化鈉溶液吸收 1. 下圖中列出了一些實驗室使用的玻璃器材及裝置, 下列敘述何者正確? 91 指考 (A) 硝酸銀的標準溶液不可以用透明玻璃瓶儲存 (B) 滴定的結果如甲所示, 由此所讀取的讀數為 4.50 毫升 (C) 正確的蒸餾裝置如乙所示 (D) 測量溶液溫度時, 以溫度計一面攪拌使其均勻, 一面測量讀取其溫度 (E) 指示劑酚酞適用於 NaOH 對 CH 3 COOH 的酸鹼滴定 13. 今年初, 環保署推動 限塑政策, 限制了購物用塑膠袋以及塑膠類免洗餐具的使用, 因此許多店家改用瓷器碗盤 假如要檢驗清粥專賣店的碗盤, 是否沖洗乾淨, 則選用下列試劑中的哪一種最適當? 9 指考 (A) 多侖試劑 (B) 斐林試劑 (C) 酸鹼廣用試劑 (D) 酚酞溶液 (E) 碘酒溶液 109

112 14. 鄰苯二甲酸氫鉀 [C 6 H 4 (COOH)(COOK)], 簡寫為 KHP, 分子量為 04, 在化學實驗中, 常利用其化學性質穩定, 且能與強鹼完全反應之特質, 作為酸鹼滴定之一級標準品 精秤 克之 KHP 固體, 以器皿 X, 配製成 50.0mL 的標準溶液 另用器皿 Y, 取出 0.0mL, 並置於器皿 Z, 加入指示劑後, 以未知濃度的 NaOH 溶液滴定, 到達滴定終點時, 用去 NaOH 溶液之體積為 7.6mL 93 指考 (A) 器皿 X 是圖一所標示的丙項器皿 (B) 器皿 Y 是圖一所標示的丁項器皿 (C) 滴定時,NaOH 溶液要裝於圖一所標示庚項器皿 ( 栓塞為鐵弗龍材質 ) (D) 最適合的器皿 Z, 為圖一所標示燒杯甲 滴定時, 並用玻璃棒隨時攪拌 (E) 在圖二所標示的正確讀數為 1.85 ± 0.01mL ( 註 : 圖一所標示器皿的刻度值 V, 可為 0mL 或 50mL 各器皿並未以實物大小的比例繪製 ) 圖二 圖一 15. 在不同溫度下, 草酸 (COOH) 的飽和水溶液濃度如表一所示 表中的濃度是指溶液 100 克中所含溶質的克數 表一溫度 ( C) 濃度 試根據表一回答下列問題 : 93 指考 (1) 用答案卷內的方格紙, 以橫軸為溫度, 縱軸為溶解度, 用適當的尺度, 繪出草酸的溶解度曲線 () 取 60 C 的飽和溶液 100 克, 加入 50 C 的蒸餾水 57.5 克, 混合均勻後令其冷卻 試問此溶液冷卻至哪一溫度時會達到飽和? (3) 取 30 C 的飽和溶液 10.0 克, 以蒸餾水將其稀釋至 50.0mL 後, 精確量取此稀釋溶液 0.0mL, 以 0.100M 的氫氧化鈉溶液滴定 試問到達滴定終點時, 需要用多少 ml 的氫氧化鈉溶液? 110

113 16. 要配製 0.100M 的標準溶液 100 毫升, 最好要使用 100 毫升的下列哪一種儀器? 95 指考 (A) 燒杯 (B) 量筒 (C) 燒瓶 (D) 容量瓶 (E) 錐形瓶 17. 在實驗室製備氣體, 收集氣體產物的方法有三 : 向上排氣法 向下排氣法 排水集氣法 試問下列選項中的哪一種氣體, 製備時僅能用向下排氣法收集? 95 指考 (A) 氫 (B) 氨 (C) 氧 (D) 氯 (E) 二氧化碳 題為題組一個已經純化的有機物 ( 醇類或醚類 ) 試樣 ( 含碳 60.0%; 氫 13.3%) 已知該有機物的一分子內的碳數小於 5, 在常溫常壓為液體 今取試樣 克, 先將其變成氣體後, 以取代水的方法收集了水 毫升 ( 相當於試樣變成氣體的體積 ) 以上的實驗重做了一次, 得到了同樣的數據 做這些實驗時的室溫為 7.0, 而重複兩次讀取壓力計, 均得 mmhg 另外, 查表得知在 7.0 時, 水的蒸氣壓為 6.7 mmhg 今用以上數據, 採取兩種方法計算分子量如下 : ( 註 : 本題計算時, 原子量以 H=1.00;C=1.0;O=16.0, 而溫度 0 =73.0 K 為準 ) 方法一 : 60.0 碳數 =.99 3 氫數 氧數 = = 1 1 由以上算法求得實驗式為 C 3 H 8 O, 因為碳數 要小於 5, 所以該有機物的分子式也等於 C 3 H 8 O 分子量 =(1.0 3) + (1.00 8) =60.0 (g/mol) 方法二 : 純試樣氣體的壓力 = =730.0 (mmhg) g PV = RT M grt M = PV = = 61.0 (g/mol) 已知上列計算方法以及運算過程均適當, 則該有機物的分子量 ( g/mol ) 是下列哪一項? 95 指考 (A) 方法一的 60.0 (B) 方法二的 61.0 (C) 方法二的, 但取三位數 (D) 由兩種方法所得結果的平均值 : = (61.0 ) (E) 因方法二做了兩次, 加其權數為 : = 分子式為 C 3 H 8 O 的有機物有三個, 若欲在普通的高中化學實驗室, 做實驗來推測該物質是什麼有機物, 則下列哪一種方法最方便而有效? 95 指考 (A) 測沸點後查資料 (B) 測熔點後查資料 (C) 測滲透壓 (D) 用沸點上升法 (E) 用凝固點下降法 111

114 0-1 為題組有 10 種未知物質, 分別用代號甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸來表示 已知下列事項 : (1) 甲 乙 丙 丁 戊均為元素物質 ( 只由一種元素所組成的物質 ), 而且其元素均為週期表上第一至第三週期的非金屬元素, 而癸 己 庚 辛 壬均係由上述 5 種元素所構成的二元素化合物 () 在常溫常壓, 甲與乙為固體 ; 癸為液體, 其餘均為氣體 (3) 癸是日常生活中不可或缺, 而且用量最大的化合物 (4) 甲的原子序小於乙的原子序, 而其比為 3 比 8 (5) 構成庚的兩種原子的質子數比為 3 比 4, 而庚為無色無味的有毒氣體, 常見於關閉門窗使用瓦斯爐所發生的中毒事件 (6) 構成辛的兩種元素的質量比約為 7 比 16, 而辛為有色, 具刺激性的有毒氣體 (7) 氣體庚與壬具有共同的元素戊 (8) 乙在空氣中燃燒可得壬 (9) 丙是癸的成分元素之一, 在適當的催化劑與溫壓下, 丙與丁作用可得到己 在工業上, 己可用於製造化學肥料 *(10) 丁 + 戊 X + 戊 辛 * 註 (10) 為反應式, 表示丁在適當的條件, 會與戊反應產生 X, 再與戊反應即得化合物辛 試根據上述事項, 並參考題本封面週期表的元素與原子量, 推估各未知物甲 ~ 癸後, 回答下列問題 0. 用正式的元素符號, 寫出下列代號所代表的物質的化學式 ( 包括常溫常壓時的狀態 ) 95 指考 (a) 甲 (b) 庚 (c) 癸 1. 用正式的元素符號, 寫出下列反應的化學反應式 ( 各物質的狀態不需表示, 但係數必須平衡 ) 95 指考 (d) 乙 + 戊 壬 (e) 丙 + 丁 己 (f) X + 戊 辛 -3 題為題組王同學取.00 克的柳酸 ( 分子量 =138) 與 4.00 毫升的乙酐 ( 分子量 =10, 比重 =1.08), 在濃硫酸的催化下反應, 所得產物經純化 再結晶及烘乾後, 得到 1.80 克的阿司匹靈 柳酸與乙酐反應生成阿司匹靈的反應式如下 : H 3 C O OH O OH + H 3 C H 3 C O O O 濃 H SO 4 柳酸乙酐阿司匹靈 11 O O OH + CH 3 CO H

115 . 下列哪一個化合物也可與柳酸反應生成阿司匹靈? 96 指考 (A) 氯乙烯 (B) 乙醇 (C) 乙胺 (D) 溴乙烷 (E) 乙醯氯 3. 試問王同學在本實驗所得的產率為何 (%)? 96 指考 (A)35 (B)47 (C)5 (D)69 (E)78 4. 本題共 8 小題, 每小題各 1 分, 其答案需從下列 15 種氣體選取, 而且必須以 ( ) 內的 A B C 代號回答 96 指考 (A) NH 3 (B) N (C) N O 3 (D) N O 5 (E) NO (F) O (G) CO (H) C H (I)HF (J) F (K) HCl (L) HBr (M) HI (N) H S (O) SO 1. 哪一個氣體溶於水後, 呈鹼性?. 哪一個氣體通入含有鉛離子的溶液即產生黑色沉澱? 3. 哪一個氣體通入澄清的氫氧化鈣溶液即產生白色沉澱? 4. 哪一個氣體溶於水後, 其成分之一的元素, 會呈現兩種不同的氧化數? 5. 哪一個無機物的氣體, 沒有腐敗的蛋臭味, 溶於水呈酸性, 能使過錳酸鉀的硫酸溶液褪色? 6. 哪一個氣體分子, 其孤對電子數最少? 7. 哪一個氣體可作為燃料, 與氧燃燒可得高溫的火焰? 8. 氫鹵酸之外, 哪些氣體溶於水後, 呈強酸性 ( 只寫出一種 )? 5. 王同學欲於通風櫥內製備一氧化氮氣體, 其實驗步驟如下 : 步驟 1. 準備一個高為 10cm 直徑為 0cm 的空玻璃槽 步驟. 取 10.0 克銅粉, 置於一 100mL 集氣瓶中, 再於此瓶中加滿 0.8M 的 HNO 3(aq), 瓶口以玻璃片蓋住, 並迅速進行步驟 3 步驟 3. 以手按住步驟 集氣瓶上玻璃片, 迅速將集氣瓶反蓋於空玻璃槽中 觀察一氧化氮氣泡的生成 步驟 4. 收集滿一集氣瓶的一氧化氮後, 以手按住玻璃片, 將集氣瓶連同玻璃片取出, 正立置於通風櫥內 下列有關此實驗的敘述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 步驟 3 表示一氧化氮不易溶於水, 可用排水集氣法收集 (B) 步驟 3 的反應過程中, 溶液會由無色漸變為藍色 (C) 此反應除產生一氧化氮外, 也得到 H (g) (D) 此反應中 HNO 3(aq) 為氧化劑, 將銅氧化為 Cu + (aq) (E) 將步驟 4 中集氣瓶上方的玻璃片移開, 集氣瓶上方逐漸變為赤褐色, 表示一氧化氮與空氣反應, 生成赤褐色的 N O 4(g) 6. 王同學欲以實驗測定金屬的原子量, 請李老師指導 李老師給王同學一瓶未貼標籤的常見金屬粉末, 建議王同學以氧化法, 測定該金屬的原子量 王同學做實驗, 每次以坩堝稱取一定量的金屬, 強熱使其完全氧化, 冷卻後再稱其重, 113

116 扣除坩堝重後, 可得該金屬氧化物的質量 王同學重複做了十多次實驗, 就所得的實驗數據與李老師討論後, 選取了較有把握的六次實驗, 其數據如表一 : 表一 金屬粉末的質量 (g) 金屬氧化物的質量 (g) 根據表一的實驗數據, 回答下列問題 : 97 指考 試在方格紙上以金屬粉末的質量為橫軸 ( 即 x 軸 ) 作圖, 求出該金屬的大約原子量 (6 分, 須作圖求出其原子量, 否則不予計分 ) 寫出該金屬氧化物的化學式 ( 分 ) 7. 某日王同學整理實驗桌時, 發現一瓶未加蓋的水合硫酸鐵 (Ⅱ )( FeSO 4 7H O ), 其中已有部分晶體變為黃褐色 經詢問老師, 得知是因為部分鐵 (Ⅱ ) 離子被氧化所致 於是王同學決定分析這瓶試藥中鐵 (Ⅱ ) 離子的含量 他準備了以下器材 : 天平 容量瓶 ( 100mL) 燒杯 ( 50mL) 量筒( 100mL) 錐形瓶( 50mL) 滴定管 滴定管夾 分度吸量管 安全吸球 玻棒 漏斗及鐵架 實驗過程如下 : 步驟 1. 稱取水合硫酸鐵 (Ⅱ ) 試樣 4.00 克倒入容量瓶中配製成 100mL 的水溶液 步驟. 準確量取步驟 1 之水溶液 50mL 倒入器材甲中, 再加入 3.0M 硫酸溶液約 30mL, 混合均勻 步驟 3. 將已標定過的 0.05M 過錳酸鉀溶液裝入器材乙中, 並讀取器材乙中溶液體積的最初刻度為 8.5mL 步驟 4. 以過錳酸鉀溶液滴定器材甲中的硫酸鐵 ( Ⅱ ) 溶液, 當達到滴定終點時, 讀取器材乙中的溶液刻度為 48.5mL 根據上述實驗回答下列問題 :(8 分, 每小題各 分 ) 97 指考 1. 寫出器材甲的名稱. 寫出如何以顏色變化來判斷步驟 4 的滴定終點 3. 寫出步驟 4 的淨離子平衡反應式 4. 試以滴定數據, 計算此水合硫酸鐵 (Ⅱ ) 試樣中所含鐵的重量百分率 8. 探討化學反應時, 若將反應中的特定原子以同位素替代 ( 標記 ), 便可得知其反應途徑, 例如, 在乙酸與乙醇的酯化反應中, 若以氧的同位素 18 O, 標記乙醇 18 分子中的氧原子, 使之成為 C H 5 OH, 便可得知乙酸乙酯的生成主要是乙酸中 18 的 OH 基被乙醇的 OC H 5取代所致 : CH COOH + C H OH CH CO OC H + H O O 因此涉及下述化學鍵斷裂 : H 3 C C OH + C H 5 18 O H O 並非來自於下述斷裂 : H 3 C C O H + C H 5 18 OH 114

117 科學家也以類似方法, 將水分子中的 16 O 置換成 18 O, 藉以探討鐵的生銹反應 : Fe + O + 4 H 18 O Fe( 18 OH) + H O 依據上述反應式, 下列有關鐵生銹的敘述, 哪些是正確的? 97 指考 (A) 與鐵化合的氧, 來自空氣中的氧氣 (B) 與鐵化合的氧, 來自溶於水中的氧分子 (C) 與鐵化合的氧, 來自水分子中的氧原子 (D) 鐵生銹時, 同時進行水的分解 (E) 鐵生銹時, 同時有水的產生 9. 下列是在特定溫度下利用目視比色法, 求平衡常數的實驗 實驗步驟如下 : 步驟 1. 取 5 支規格相同的比色用試管, 分別加入 5 毫升的 0.00M KSCN 溶液, 並標記為 1 至 5 號試管 步驟. 取 0 毫升的 0.5M 硝酸鐵水溶液, 置於錐形瓶中, 標為甲溶液 步驟 3. 以吸量管吸取 10 毫升甲溶液, 置於另一錐形瓶中並加水稀釋成 5 毫升, 標為乙溶液 步驟 4. 重複步驟 3 的稀釋程序, 以乙溶液配製丙溶液, 以丙溶液配製丁溶液, 以丁溶液配製戊溶液 步驟 5. 以吸量管取甲溶液 5 毫升加至 1 號試管, 並在試管中加入一滴硝酸, 混合均勻 步驟 6. 重複步驟 5 的方法, 將 5 毫升乙 丙 丁 戊溶液分別加至 至 5 號試管 步驟 7. 將 至 5 號試管分別與 1 號試管比色, 由試管的正上方俯視, 用滴管從 1 號試管吸出適量溶液, 當各試管與 1 號試管顏色深淺相同時, 記錄各試管與 1 號試管的液面高度比 98 指考 1. 寫出此一平衡反應的淨離子反應式?(3 分 ) 3+. 丁溶液中 Fe 的濃度為何?(3 分 ) 3. 若將 1 號試管血紅色的濃度視為完全反應的結果, 當 4 號試管與 1 號試管的顏色深淺相同時, 其液面高度比為 4:1 試問 4 號試管中血紅色物質的濃度為何?(3 分 ) 30. 以草酸鈉標定過錳酸鉀溶液的反應, 會產生錳 (Ⅱ) 離子以及二氧化碳 下列有關草酸鈉標定過錳酸鉀實驗的敘述, 哪一個正確? 99 指考 (A) 滴定過程中, 過錳酸鉀被氧化, 草酸鈉被還原 (B) 溫度需超過 100, 草酸鈉與過錳酸鉀才會反應 (C) 滴定過程中溶液呈紅紫色, 是因為加入酚酞指示劑 (D) 草酸鈉性質穩定不易變質, 所以適用於標定過錳酸鉀溶液 (E) 過錳酸鉀 莫耳與草酸鈉 5 莫耳作用, 會產生 莫耳的錳 (Ⅱ) 離子與 5 莫耳的二氧化碳 31. 某生想要探討鐵 (Ⅲ) 離子與硫氰根離子 (SCN ) 的反應, 於是先配製了一澄清 0.1 M 的 Fe(NO 3) 3溶液 100 ml, 但在配製過程中, 忘記加入稀硫酸加以酸化 當 Fe(NO 3) 3溶液靜置一段時間後, 發現該溶液變成混濁, 同時容器底部有少許黃褐色沉澱 試問下列哪一項最有可能為該沉澱物? 99 指考 (A) FeO (B) FeO 3 (C) FeCO 3 (D) Fe(SCN) 3 (E) Fe(OH) 3 115

118 3. 已知丁烯二酸有順 反兩種異構物, 兩者熔點的差異約 160 王 林 陳三位學生欲利用 再結晶法, 純化某一含有此二異構物的混合物 三位學生分別使用不同的溶劑溶解混合物後, 取得再結晶的固體, 並利用熔點測定來判斷所獲得固體的種類及其純度 其中, 王同學測得的熔點為 140~14 林同學為 150~170 陳同學為 98~301 下列有關上述實驗及此二異構物的敘述, 哪些正確? 99 指考 (A) 反丁烯二酸的熔點約為 300~30 (B) 順丁烯二酸的熔點較反丁烯二酸高 (C) 林同學再結晶所得的固體純度最低 (D) 陳同學再結晶所得的固體, 主要含有反丁烯二酸 (E) 王同學再結晶所得的固體, 主要含有順丁烯二酸 33. 實驗桌上有五支標明 1-5 的試管, 含有未知成分的溶液, 只知其可能為氯化鈉溶液 溴化鈉 溶液 碘化鈉溶液 乙醇的正己烷溶液 乙炔的正己烷溶液 某生進行實驗測試, 以 + 表示有反應發生, - 表示沒有反應, 空白為未測試, 得到的結果歸納如下表 試管測試 AgNO3( aq ) MnO( s ) Cl( aq ) Br / CCl KMnO 4 / OH 下列有關測試結果的敘述, 哪些正確? 100 指考 (A) 試管 1 3 與 4 中, 可能含有鹵素鹽類 (B) 試管 3 最可能是氯化鈉溶液 (C) 試管 最可能是乙炔溶液 (D) 試管 4 與 AgNO 3(aq) 作用會生成白色的沉澱 (E) 試管 5 的化合物可使 KMnO 4 / OH 的溶液褪色 34. 在進行某熔點約在 00~0 之間的有機化合物熔點測定時, 其實驗裝置如圖 3 所示 下列有關此實驗的敘述, 哪些正確? 100 指考 (A) 若實驗室無矽油時, 可用沙拉油代替 攪拌器 (B) 若物質的純度愈高, 則所測得的熔點溫度範圍愈小 (C) 於簡易熔點測定裝置中, 若無攪拌器, 則可使用溫度計來攪拌 (D) 毛細管中填充的樣品粉末, 即使緊密程度不同, 仍可測得數值相同的熔點 (E) 實驗剩餘的化合物, 即使可溶於水, 毛細管 矽油溫度計 也不可將其直接倒入水槽 圖 3 116

119 35. 在室溫 0 時, 用燒杯稱取氫氧化鈉固體.0 克, 然後在燒杯沒有加以絕熱的情況下, 加入 0 的水 50 克, 使氫氧化鈉溶解, 並測定溫度 ( 假設在實驗的過程中, 熱量的散失速率一定 ) 每隔 60 秒所測定的溶液溫度, 其變化如表 1 所示 : 100 指考 表 1 時間 (s) 溫度 ( ) 試以時間為 X 坐標 ( 橫軸 ), 溫度為 Y 坐標, 在答案卷上方的方格上以適當的大小, 將實驗結果繪製成圖 ( 分 ). 如果此實驗在絕熱條件下進行, 則氫氧化鈉在溶解過程中, 溫度共升高幾度?( 分 ) 3. 已知此溶液的比熱為 4.( J/g ), 而攪拌所導致的熱量變化可以忽視 試求氫氧化鈉在溶解過程中所放出的熱量 ( 單位 kj) ( 分 ) 36. 測量醋酸銀溶度積 (K sp ) 的步驟如下 : 量取 0.0M 的硝酸銀溶液及 0.0M 的醋酸鈉溶液各 10.0mL, 令其混合產生醋酸銀沉澱, 俟反應達到平衡後, 過濾分離沉澱物 取出 10.00mL 濾液, 加入數滴適當指示劑後, 隨即以 0.050M KSCN 滴定之 當滴定到達終點時, 共耗去 10.00mL KSCN 至於醋酸根離子濃度, 則另以其他方法分析之 試回答下列問題 : 100 指考 1. 以 SCN 滴定銀離子時, 最常使用的指示劑為何?( 分 ). 滴定終點時, 溶液的顏色為何?( 分 ) 3. 醋酸銀飽和溶液中的醋酸根離子濃度為何?( 分 ) 4. 計算醋酸銀的溶度積 (K sp ) ( 分 ) 37. 有兩種無機化合物甲與乙, 在常溫常壓時甲為塊狀固體, 乙為常見液體, 分別用打火機的火焰, 均無法將其點燃 以下為實驗步驟與觀察紀錄 : (1) 將一粒約 1 克的固體甲置於蒸發皿中, 然後加入約 ml 的液體乙時, 立見兩者劇烈反應, 產生氣體丙 ( 在工業上, 丙可作為製造 PVC 的原料 ) () 此時將火焰靠近蒸發皿, 則見氣體丙燃燒發出火焰, 而火焰上方有輕飄的黑煙 (3) 等步驟 (1) 的反應完畢, 蒸發皿冷卻後, 將其液體過濾得澄清濾液丁 (4) 在丁液中通入二氧化碳, 得白色沉澱戊 試回答下列問題 : 100 指考 1. 寫出甲與乙反應的平衡化學反應式 ( 分 ). 步驟 () 所產生的黑煙是何種物質?( 分 ) 3. 寫出步驟 (4) 產生白色沉澱戊的平衡化學反應式 ( 分 ) 117

120 大學入學考試中心 101 學年度指定科目考試試題 化學考科 - 作答注意事項 - 考試時間 :80 分鐘作答方式 : 選擇題用 B 鉛筆在 答案卡 上作答 ; 更正時, 應以橡皮擦擦拭, 切勿使用修正液 ( 帶 ) 非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在 答案卷 上作答 ; 更正時, 可以使用修正液 ( 帶 ) 未依規定畫記答案卡, 致機器掃描無法辨識答案 ; 或未使用黑色墨水的筆書寫答案卷, 致評閱人員無法辨認機器掃描後之答案者, 其後果由考生自行承擔 答案卷每人一張, 不得要求增補 參考資料說明 : 下列資料, 可供回答問題之參考一 元素週期表 (1~36 號元素 ) 1 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 二 理想氣體常數 R L atm K. mol 831. J K mol

121 第 1 頁共 7 頁 101 年指考化學考科 第壹部分 : 選擇題 ( 占 84 分 ) 一 單選題 ( 占 36 分 ) 說明 : 第 1 題至第 1 題, 每題有 5 個選項, 其中只有一個是正確或最適當的選項, 請畫記在答案卡之 選擇題答案區 各題答對者, 得 3 分 ; 答錯 未作答或畫記多於一個選項者, 該題以零分計算 1- 題為題組 黑火藥燃燒時的化學反應式如下 : KNO 3(s) + 3 C (s) + S(s) K S (s) + N (g) + 3 CO (g)...(1) 在一個內容量為 8. 升的炸彈型容器內, 在常溫常壓, 裝入由硝酸鉀 00 克 ( 1.8mol), 碳 360 克 硫粉 340 克 (10.6mol) 磨成的均勻混合物與引信 假 設黑火藥一經引燃, 就依式 (1) 反應, 溫度快速升高, 容器內的壓力隨之增大, 溫度最高可達 1000K, 而產生的氣體均可視同理想氣體, 未反應的剩餘物均以 固體的狀態留存 據此回答 1- 題 1. 若裝黑火藥的容器可耐壓 00 大氣壓, 則引燃後容器爆炸時的壓力 ( 單位 : 大氣壓 ), 最接近下列的哪一數值? (A) 100 (B) 00 (C) 300 (D) 400 (E) 500. 若裝黑火藥的容器可耐壓 500 大氣壓, 則引燃後的最大壓力 ( 單位 : 大氣壓 ), 最接近下列的哪一數值? (A) 100 (B) 00 (C) 300 (D) 400 (E) 表 1 為週期表的一部分, 試問下列有關該五種元素及其化合物性質的敘述, 哪 一項正確? (A)As 屬於金屬元素 (B) 電負度最大者為 Ga (C) 第一游離能最小者為 B (D) 非金屬性質最強者為 P (E) 氫氧化鋁可溶於酸性溶液, 但不溶於鹼性溶液 4. 下列相同質量的制酸劑, 哪一個能中和最多的鹽酸?( 式量 : NaHCO3 84 CaCO3 100 Mg(OH) 58 AlPO4 1 Al(HO) 5(OH) SO4 30 ) (A) NaHCO (B) 3 CaCO (C) 3 Mg(OH) (D) AlPO 4 (E) Al(HO) 5(OH) SO 4 5. 碳與某元素 X 所形成的 CX n 分子中, 各原子的電子總數為 74, 而價殼層電子 ( 最外層電子 ) 總數為 3, 則 n 等於下列的哪一數值?( 參考題本封面的週 期表 ) (A) 1 (B) (C) 3 (D) 4 (E) 5 B Al Ga 表 1 P As

122 101 年指考 第 頁 化學考科 共 7 頁 6. 某生探討下列反應 : X + Y Z 觀察得知反應速率會隨反應物的初始濃度的不同而變化, 如表 所示 反應物 X 的初始濃度 ( M) 表 反應物 Y 的初始濃度 ( M) 產物 Z 濃度達到 M 所需的時間 ( 秒 ) 試問下列有關此反應的反應速率, 哪一項敘述正確? (A) 與 [X] 成正比且與 [Y] 成正比 (C) 與 (E) 與 [X] 成正比且與 [Y] 成正比 [X] 成反比且與 [Y] 成反比 (B) 與 [X] 成正比但與 [Y] 無關 (D) 與 [X] 成反比且與 [Y] 成反比 7. 在 5, 某非離子型樹脂在水中的溶解度為 0.1%( 重量百分率濃度 ) 已知 水的 K b 為 0.51 /m, K f 為 1.86 /m 表 3 所列 為該樹脂飽和水溶液所測得的物理性質 試問 該樹脂的平均分子量 ( 克 / 莫耳 ), 最接近下列 哪一數值? (A) 1500 (B) 500 (C) 3500 (D) 4500 (E) 5500 物理性質 表 3 數值 沸點 凝固點 0.0 滲透壓 (98K) 8. 表 4 為各種化學鍵的鍵能 表 4 化學鍵 N-N N=N N N F-F N-F 鍵能 (kj/mol) mmhg 根據表 4 所列資料, 則 NF 3(g) 的莫耳生成熱 (kj/mol) 最接近下列哪一數值? N (g) + F(g) NF 3(g) ( 反應式未平衡 ) (A) 80 (B) 505 (C) 45 (D) 30 (E) NO 3(aq) N (g) MnO (s) 的標準還原電位分別為 + NO + 4 H + 3 e NO + H O E = 0.96V 3(aq) (aq) (g) (l) + + (g) (aq) 5(aq) + + (s) (aq) (aq) (l) N + 5 H + 4 e N H E = 0.3V MnO + 4 H + e Mn + H O E = 1.3V 若各物質在標準狀態下進行上述各反應或逆反應, 則下列敘述哪一項正確? (A) 氧化力的強弱順序為 MnO (s) > N (g) > NO 3(aq) (B) 氧化力的強弱順序為 N (g) > NO 3(aq) > MnO(s) + + (C) 還原力的強弱順序為 NH 5(aq) > NO (g) > Mn (aq) + + (D) 還原力的強弱順序為 Mn (aq) > NO (g) > NH 5(aq) + + (E) 還原力的強弱順序為 NO (g) > NH 5(aq) > Mn (aq)

123 第 3 頁共 7 頁 101 年指考化學考科 10. 維生素 C( 分子量 =176) 又名抗壞血酸, 其結構如圖 1 所示 維生素 C 易被氧化, 若以 0.00M 的碘溶液滴定 1.76g 維生素 C 時, OH 須加入 毫升碘溶液, 才能使澱粉指示劑顯現藍 HO O O 色 已知維生素 C 的五員環上的每個羥基被氧化成羰基時, 會失去一個電子 試問下列哪一個化合物是維 HO OH 生素 C 經上述滴定反應後的產物? 圖 1 (A) (B) (C) OH OH HO O O O HO O HO O O O (D) O O O O O OH (E) O O O OH O O OH O O O O O O 11. 下列有關順丁烯二酸與反丁烯二酸的敘述, 哪一個不正確? (A) 順丁烯二酸會形成分子間氫鍵 (B) 反丁烯二酸的熔點低於順丁烯二酸 (C) 順丁烯二酸比反丁烯二酸更易形成分子內氫鍵 (D) 在適當的條件下, 順丁烯二酸與反丁烯二酸, 分別與 1 莫耳的氫氣反應, 可得到相同的產物 (E) 將順丁烯二酸與反丁烯二酸各 0.1 克, 分別溶於 100 毫升的水中, 以酸鹼廣用試紙測試, 二者均會呈現酸性物質的顏色特徵 1. 圖 為某反應的反應途徑與能量變化的關係 根據圖, 試問下列敘述, 何者正確? ( 甲 ) 此反應為放熱反應 ( 乙 ) 此反應的能量變化 E a d ( 丙 ) 正反應的活化能 b (A) 只有甲 (B) 只有乙 (C) 只有丙 (D) 甲與乙 (E) 甲與丙 圖

124 101 年指考 第 4 頁 化學考科 共 7 頁 二 多選題 ( 占 48 分 ) 說明 : 第 13 題至第 4 題, 每題有 5 個選項, 其中至少有一個是正確的選項, 請將正確選項畫記在答案卡之 選擇題答案區 各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 4 分 ; 答錯 1 個選項者, 得.4 分 ; 答錯 個選項者, 得 0.8 分 ; 答錯多於 個選項或所有選項均未作答者, 該題以零分計算 13. 保麗龍球與竹籤可用來製作分子模型 ( 球 - 棍 ), 保麗龍球的尺寸分別代表不同 原子的大小, 竹籤則代表原子間的鍵結, 並以竹籤的數目代表化學鍵的多寡 試問下列敘述, 哪些正確? (A) 甲烷的模型需用五個保麗龍球與五支竹籤製作 (B) 丙烷的模型需用十一個保麗龍球與十支竹籤製作 (C) 甲烷的模型中, 碳的保麗龍球尺寸大於氫的保麗龍球尺寸 (D) 乙炔的模型需用四個保麗龍球與四支竹籤, 且各球的球心呈一直線 (E) 乙烯的模型需用六個保麗龍球與六支竹籤, 且各球的球心皆在同一平面 14. 大自然很奧妙, 可藉由簡單分子調節重要生化反應, 以乙烯為例, 它是植物激素, 可催熟果實 試問下列有關乙烯的敘述, 哪些正確? (A) 常溫常壓下乙烯為液態 (B) 乙烯可用於製造聚合物 (C) 乙烯的碳原子具有 sp 混成軌域 (D) 乙烯不能用於製造乙醇 (E) 乙烯可進行加成反應 15. 張同學嘗試用下列方法檢驗有機化合物, 試問哪些會有明顯的顏色變化? (A) 用溴的四氯化碳溶液檢驗環己烯 (B) 用斐林試劑檢驗丙醇 (C) 用氯化鐵水溶液檢驗柳酸 (D) 用過錳酸鉀水溶液檢驗丁酮 (E) 用二鉻酸鉀水溶液檢驗 - 甲基 -- 丙醇 16. 下列五個反應式, 何者同時具有 ( 甲 ) ( 乙 ) 所敘述的性質? ( 甲 ) 當反應達平衡後, 增加反應容器的體積, 可使反應向右移動 ( 乙 ) 若將反應溫度由 300K 提高到 600K, 其壓力平衡常數和濃度平衡常數的比值 ( K p / K c ) 變為原來的兩倍 (A) NO 4(g) NO (B) (g) NH3(g) N (g) + 3 H (C) (g) SO (g) + O(g) SO 3(g) (D) CaCO3(s) CaO (s) + CO (E) (g) CH 4(g) + H(g) CH 6(g) 1-4 -

125 第 5 頁共 7 頁 101 年指考化學考科 17. 王同學準備了 10.0 克氫氧化鈉與 500 毫升容量瓶, 想要配製 500 毫升 0.5M 的 氫氧化鈉溶液 王同學將氫氧化鈉加蒸餾水溶解後倒入容量瓶中, 液面高度如圖 3 箭頭處所示 下列有關圖 3 所示溶液的敘述, 哪些正確? (A) 此溶液中含有 0.5 莫耳的氫氧化鈉 (B) 容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5M 液面 (C) 容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度略高於 0.5M (D) 若欲使容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5M, 需再加蒸餾水, 使溶液液面至容量瓶刻度為 500 毫升處 (E) 若欲使容量瓶中氫氧化鈉溶液的濃度為 0.5M, 需再加氫氧化鈉, 使溶液液面至容量瓶刻度為 500 毫升處 18. 金礦常出現於山區, 區內小溪亦常可發現砂金, 都可用於煉金 試問下列有關金的敘述, 哪些正確? (A) 金可溶於濃硝酸 (B) 金的還原電位高, 故化性活潑 (C) 在純金中添加少量銅, 可增加其硬度 (D) 金奈米粒子比一般金粒子化性活潑 (E) 某十八開金的飾品, 其重量為 480 毫克, 則金含量為 30 毫克 19. 瘦肉精是某一種藥物類型的稱呼, 並不是直接使用在人體的藥物, 而是被加在飼料中供動物食用時, 可促進蛋白質的合成, 讓動物多長精肉 ( 瘦肉 ) 少長脂肪 萊克多巴胺 (Ractopamine) 的分子式為 C18H3NO 3, 屬於瘦肉精之一 已知萊克多巴胺的一分子中含有多個羥基 試問萊克多巴胺的結構中可能含有何種官能基? (A) NO (B) COONH (C) RNHR (D) COOH (E) OH 0. 二氯乙烯的化學式為 CHCl, 因氯位置不同, 可有下列三種結構式 ( 化合物 ) 圖 ml Cl C Cl Cl C H Cl C H H C H H C Cl Cl C H 根據這些結構式, 試問下列敘述, 哪些正確? (A) 三種化合物均可使溴的四氯化碳溶液褪色 (B) 三種化合物互為同分異構物 (C) 三種化合物中, 反 -1,- 二氯乙烯的極性最大 (D) 三種化合物均可經由加成聚合反應, 生成聚合物 (E) 三種化合物進行氫化反應後, 會得到三種不同的產物

126 101 年指考 第 6 頁 化學考科 共 7 頁 1. 某生秤取 0.095g 混雜有硫酸鈣的硫酸亞鐵 ( FeSO 4 式量 =15) 後, 將其溶於 0 毫升 0.5M 的熱硫酸溶液中, 隨即以 0.001M 的 KMnO 4 溶液滴定 當加入 5.00 毫升 KMnO 4 時, 達滴定終點 已知滴定反應式如下 : MnO + 5 Fe + 8 H Mn + 5 Fe + 4 H O (aq) (aq) (aq) (aq) (aq) (l) 假設該硫酸亞鐵中之不純物, 不含上列反應式中的任何離子, 試問下列有關該滴定的敘述, 哪些正確? 3+ + (A) 溶液中的 [ Fe ] 恆等於 5[ Mn ] + (B) 溶液中的 [ Fe ] 恆等於 5[ MnO ] 4 (C) 該硫酸亞鐵的純度約為 0%( 重量百分率 ) (D) 以硫酸作為溶劑主要是避免鐵 (II) 離子沉澱 (E) 為保持溶液酸性, 可以用 1M 的 HCl (aq) 取代硫酸. 在 5 時, 草酸鋇微溶於水, 其反應式及其溶度積常數 K sp 如下 : BaC O Ba + C O K (s) (aq) 4(aq) sp 試問在飽和草酸鋇溶液中, 加入下列哪些物質, 可能增加草酸鋇在該溶液中的 9 溶解度?( CaCO 4的 K sp ) + (A) HO (B) Ba (C) CO + (D) H 4 (E) + Ca 3. 錯合物 K[Fe(CN)], n 6 在反應中可作為氧化劑, 下列有關此錯合物的敘述, 哪些正確? (A) 分子式中 n= 4 (B) 其配位子含有兩對孤電子對 (C) 該錯合物可以和維生素 C 反應 (D) 該錯合物中鐵離子的電子組態為 3 Ar 3d 4s (E) 當作氧化劑反應後, 其所生成的錯合物非常不穩定 4. 麩胺酸的構造如圖 4, 具有兩個羧基, 其 K a 值分別為 酸的單鈉鹽就是味精, 為麩胺酸的一個羧基與 1 當量的氫氧化鈉作用後的產物 下列有關麩胺酸與味精的敘述, 哪些正確? (A) 麩胺酸有兩個羧基, 所以不是一個胺基酸 (B) 麩胺酸可與鹼反應, 但不可與酸反應 (C) 兩個麩胺酸縮合反應後, 其結構就有一個肽鍵 (D) 味精溶於水呈弱鹼性 (E) 味精在中性水溶液中, 大部分以 與 HO O H 麩胺 H H H 圖 4 OOCCH CH CH(NH )COO 的形式存在 3 O H NH OH

127 第 7 頁共 7 頁 101 年指考化學考科 第貳部分 : 非選擇題 ( 占 16 分 ) 說明 : 本部分共有二大題, 答案必須寫在 答案卷 上, 並於題號欄標明大題號 ( 一 二 ) 與子題號 (1 ), 作答時不必抄題 計算題必須寫出計算過程, 最後答案應連同單位劃線標出 作答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫, 且不得使用鉛筆 每一子題配分標於題末 一 在 5 及 1 大氣壓的條件下, 由實驗測量直鏈烷類化合物的燃燒熱 ( 其結果如表 5: 表 5 碳數 N H ( 單位 : kj ) mol H ), 1. 用碳數 ( N ) 為 X- 軸, 以 N 0為起點 ; 燃燒熱為 Y- 軸, 在答案卷作圖區的 方格紙作出 H 與 N 的關係圖 ( 分 ). 若烷類的碳數 N 與燃燒熱 H 的關係, 可近似於右式 : H = an b 試求 a 與 b ( 最接近的整數值 ) ( 分 ) 3. 在圖上,(1) 點出 N 10時, H 的位置,() 寫出 N 10時, H 的大約數值 ( 分 ) 4. 從化學的觀點, 簡答所繪圖中的線條不通過原點 ( 亦即在 Y- 軸的截距不為 零 ) 的意義為何?( 分 ) 二 陳老師在上 物質的性質 之前, 做了一個演示實驗, 分別取出 X 與 Y 各約 5 克的物質 :X 為金屬 ( 銀灰色粉末 ); Y 為非金屬 ( 黑紫色, 易碎 ), 然後 做了下列實驗 : 步驟一 : 混合 X 與 Y 後研磨, 在短時間內不見有明顯的化學反應 步驟二 : 將混合物移入錐形瓶後, 倒入 5mL 的蒸餾水, 即見劇烈反應, 冒出 紅紫色氣體與水蒸氣, 瓶壁有黃褐色附著物, 瓶底有銀灰色粉末 步驟三 : 過了數分鐘, 陳老師讓學生觸摸瓶壁, 仍感覺有餘溫 步驟四 : 陳老師用蒸餾水沖洗瓶壁的黃褐色附著物, 流入瓶子的底部後, 搖 一搖瓶子, 過數分鐘即變為無色透明的澄清液, 而瓶底仍有銀灰色粉末 步驟五 : 吸取澄清液數滴置於塑膠墊板上, 採用簡易電解的方式, 以金絲與鉑絲為電極, 電解數秒後, 電極上分別附有銀灰色與黃褐色固體 演示後陳老師說, 電極上的附著物, 是日常生活中可用得到的物質 其中之一用於電池 ; 另一見於家用急救箱 試根據以上敘述, 回答下列問題 : 1. 寫出步驟二中的最主要化學反應式, 且應註明物質狀態並平衡?( 分 ). 簡答在步驟二, 瓶壁上的黃褐色附著物是什麼?( 分 ) 3. 簡答在步驟四, 為什麼黃褐色附著物洗入溶液後, 就變為無色的溶液?( 分 ) 4. 寫出步驟五的 (1) 陽極半反應式 ;() 陰極半反應式 ( 分 )

128 大學入學考試中心指定科目考試參考試卷 ( 適用於 99 課綱 ) 化學考科 - 作答注意事項 - 考試時間 :80 分鐘 作答方式 : 選擇題用 B 鉛筆在 答案卡 上作答 ; 更正時, 應以橡皮 擦擦拭, 切勿使用修正液 ( 帶 ) 非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在 答案卷 上作答 ; 更正時, 可以使用修正液 ( 帶 ) 未依規定畫記答案卡, 致機器掃描無法辨識答案 ; 或未使用 黑色墨水的筆書寫答案卷, 致評閱人員無法辨認機器掃描後之答案者, 其後果由考生自行承擔 答案卷每人一張, 不得要求增補 說明 : 下列資料, 可供回答問題之參考 一 元素週期表 (1~36 號元素 ) 1 H Li Na K Be Mg Ca Sc 45.0 Ti 47.9 二 理想氣體常數 3 V Cr Mn Fe Co 58.9 R L atm K mol Ni Cu Zn B Al Ga J K mol 1 1 三 酚酞指示劑的變色範圍為 ph 8~10, 酸型為無色, 鹼型為紫紅色 四 1 法拉第 =96500 庫侖 6 C Si Ge N P As O S Se F Cl Br 79.9 He Ne Ar Kr 83.8 本試卷之著作權屬於財團法人大學入學考試中心基金會 16

129 第 1 頁共 7 頁 指考參考試卷化學考科 第壹部分 : 選擇題 ( 占 80 分 ) 一 單選題 ( 占 36 分 ) 說明 : 第 1 題至第 1 題, 每題 5 個選項, 其中只有一個是最適當的答案, 畫記在答案卡之 選 擇題答案區 各題答對得 3 分 ; 未作答 答錯或畫記多於一個選項者, 該題以零分 計算 1. 某化合物由元素分析得知含有碳 氫 氧三種元素, 且其重量百分組成分別是 : 碳 39.97%, 氫 6.73%, 氧 53.30% 已知此化合物的分子量為 90, 試問下列哪一項是該化合物的實驗式? (A) CH 5 14O (B) CHO (C) 5 CH 4 10O (D) CHO (E) CHO. 下列哪一項是化合物甲的正確中文系統命名? (A)5- 羥基 -- 己酮 (B)- 羥基 -5- 己酮 (C)1- 甲基 -1- 羥基 -4- 戊酮 OH CH CH H 3 C CH C CH 3 (D)1,4- 二甲基 -1- 酮基 -4- 丁醇 (E)1,4- 二甲基 -4- 羥基丁醛 化合物甲 O 3. 已知 5 時, 純水的蒸氣壓為 3.76 毫米汞柱 試問 5 時, 含 15 克蔗糖的 100 克水溶液, 其蒸氣壓為多少毫米汞柱?( 蔗糖分子量為 34.3) (A)3.76 (B)3.5 (C)3.05 (D).57 (E) 已知 HCl 與 Ba(OH) 酸鹼中和的反應式如下 : HCl (aq) Ba(OH) (aq) BaCl (aq) H O (l) H= - 8 kcal 在 5 時, 將 100 毫升 0.500M 的 HCl 與 300 毫升 0.00M 的 Ba(OH) (aq) 混合, 試問 達平衡時, 溶液的溫度約為多少? ( 假設混合溶液的密度為 3 1.0g / cm, 比熱為 1 cal /. g) (aq) (A)5.0 (B)6.8 (C)8.5 (D)30.0 (E) 已知 F 的第一游離能 F 的電子親和力 F 的鍵能和 F - 的第一游離能分別為 W X Y 和 Z, 則下列何者可表示 F F + 3 F 的反應熱?( 假設 : 電子親和 (g) (g) (g) 力的定義為, F (g) e F (g) 此過程的能量 F 的鍵能是指 F(g) F(g) 此過程的能量 ) (A)W+ X+ Y+ Z (B)W+ 3X+ Y+ Z (C)W+ 3X- Y+ Z (D)W+ 3X+ Y- Z (E)W+ 3X+ Y+ Z

130 指考參考試卷化學考科 第 頁共 7 頁 6. 某電中性物質的結構如下圖所示, 其中 X 可以是 C N O 中的任一原子, 可為 H 原子或孤電子對 若此物質的中心原子滿足八隅體結構, 試問下列有 關此結構的敘述, 何者正確? 甲 若 X 為 C 時, 則此結構為四面體結構 乙 若 X 為 N 時, 則此中心原子具有一孤電子對 丙 若 X 為 O 時, 其鍵角 (A) 只有甲 (B) 只有乙 (C) 只有丙 (D) 甲與乙 (E) 乙與丙 HOH 大於 X 為 C 時的鍵角 ( HCH ) 7. 已知甲 乙 丙 丁是週期表第二週期中的四種元素, 其中, 甲與乙可結合形 成穩定化合物, 丙與丁可結合形成穩定化合物, 其路易士結構的電子點式, 如下所示 : 丁 : 丙 : 丁 : : 乙 :: 甲 :: 乙 : : : 試問下列有關此四個原子, 其原子半徑大小的排列順序, 哪一項正確? (A) 甲 > 乙 > 丙 > 丁 (B) 丁 > 丙 > 乙 > 甲 (C) 甲 > 丙 > 乙 > 丁 (D) 丁 > 乙 > 丙 > 甲 (E) 甲 > 丁 > 丙 > 乙 8. 已知戊 己 庚三種物質是由 A B 兩種原子所構成, 其結構示意圖與化學式如下所示 戊己庚 丁 X 結構 化學式 A AB B 則下列有關此三種物質的敘述, 何者正確? 甲 物質戊中有電子海形成乙 物質己中其陰陽離子間的庫倫吸引力等於陰陽離子間的排斥力丙 物質庚中,B 原子間的鍵結是共價鍵 (A) 只有甲 (B) 只有乙 (C) 只有丙 (D) 甲與乙 (E) 甲與丙 9. 下列有關配位化合物 [Ni(en) 3] ( 其中 en 代表乙二胺 ) 的敘述, 哪一項正確? (A)[Ni(en) 3] 的配位數為 3, 結構為平面三角形 (B)[Ni(en) 3] 的配位數為 3, 結構為正四面體 (C)[Ni(en) 3] 的配位數為 6, 結構為正八面體 (D)[Ni(en) 3] 的配位數為 6, 結構為六角形 (E)[Ni(en) 3] 的水溶液為無色

131 第 3 頁共 7 頁 指考參考試卷化學考科 10. 下列有關固體結構和性質的敘述, 哪一項不正確? (A) 乾冰屬於分子固體 (B) 溴化鈉和氯化鎂均為離子固體 (C) 冰是水分子以氫鍵連結的網狀結構固體 (D) 鑽石 石墨烯和富勒烯是同素異形體, 均屬於網狀共價固體 (E) 矽 鎂 硫與汞等四種物質, 其熔點高低的順序為 : 矽 > 鎂 > 硫 > 汞 11. 下列有關酸鹼滴定實驗的敘述, 哪一項不正確? (A) 指示劑會與滴定溶液反應, 因此不宜過量 (B) 進行氫氧化鈉滴定酸之實驗時, 必須進行酞酸氫鉀 ( 鄰苯二甲酸氫鉀 ) 的標定實驗 (C) 配製酞酸氫鉀 ( 鄰苯二甲酸氫鉀 ) 溶液, 除使用精密天平外, 亦須使用容量瓶 (D) 以反滴定法測定胃酸劑片中制酸量, 與直接滴定法比較, 有較多的指示劑可供選擇 (E) 以反滴定法測定胃酸劑片中制酸量, 滴定前應先將混合溶液加熱, 以減少碳酸所造成的誤差 1. 下列有關氧化還原反應的敘述, 哪一項不正確? (A) 氧化半反應的發生就會伴隨著還原半反應的出現 (B) 氫標準半電池與任一半電池組合的反應皆可為自發性反應 (C) 電位較大的氧化還原反應其反應速率不一定較快 (D) 標準還原電位是用 1.0 M 氫離子還原反應為基準點而定義 (E) 以過錳酸鉀滴定草酸鈉時, 草酸鈉溶液須先行加熱以減少碳酸所造成的誤差 二 多選題 ( 占 44 分 ) 說明 : 第 13 題至第 3 題, 每題有 5 個選項, 其中至少有一個是正確的選項, 選出正確選項畫記在答案卡之 選擇題答案區 各題之選項獨立判定, 所有選項均答對者, 得 4 分 ; 答錯 1 個選項者, 得.4 分 ; 答錯 個選項者, 得 0.8 分 ; 所有選項均未作答或答錯多於 個選項者, 該題以零分計算 13. 已知銅在自然界有兩種同位素 : 63 Cu 和 65 Cu, 其原子量分別為 6.9 和 64.9, 經計算銅的平均原子量為 63.5 下列有關銅原子的敘述, 哪些正確? (A) 65 Cu 原子比 63 Cu 原子擁有較多數目的電子 (B) 65 Cu 比 63 Cu 容易被氧化成正二價離子 (C) 63 Cu 與 65 Cu 原子擁有相同數目的質子 (D) 可用質譜分析法確認這兩種同位素的存在 (E) 63 Cu 和 65 Cu 在自然界存量的莫耳數比為.33:

132 指考參考試卷化學考科 第 4 頁共 7 頁 14. 實驗室及工業界會用離子交換樹脂進行水處理, 下列相關的敘述, 哪些正確? (A) 硬水中的鈣離子會沉澱在離子交換樹脂上 (B) 飽和的食鹽水可用於離子交換樹脂的再生 (C) 鹽酸是一種強酸, 可用於離子交換樹脂的再生 (D) 陰離子交換樹脂與陽離子交換樹脂不可混合再生 (E) 硬水用離子交換樹脂處理後, 流出的水一定可使石蕊試紙變成紅色 15. 下列各組化合物沸點的大小次序, 哪些正確? (A) CH3OCH3 3 < CH CH OH (B) HCl < LiCl (C) CH3CHCHCHCH 3 CH3CHCHCH3 (E) HS < HO < (D) SiH 4 < GeH4 16. 下列哪些化合物無分子間氫鍵, 但可與水形成氫鍵? (A) 乙醚 (B) 乙醇 (C) 三乙胺 (D) 乙酸乙酯 (E) 氯化四甲銨 17. 下列各組物質鍵結的敘述, 哪些正確? (A) 聚乙烯及聚丙烯中均具有 鍵 (B) 耐綸與胜肽都具有醯胺鍵 (C) 二氧化碳的碳是以 sp 混成軌域與氧鍵結 (D) 乙炔和電石的碳均有相同的混成軌域 (E) 苯和環己烷的碳是以相同混成軌域鍵結 18. 取 5 毫升 0.1M 的硫代硫酸鈉水溶液與 10 毫升 0.005M 的一個銨鹽界面活性劑水溶液均勻混合後, 再加入 5 毫升 ph 為 1.9 的鹽酸水溶液, 立刻攪拌, 待均勻後靜置, 澄清的溶液會逐漸轉變成白色混濁的硫奈米膠體溶液 此時以雷射筆照射, 溶液會顯現一道窄的光束線, 此現象稱為廷得耳效應 下列有關此實驗的敘述, 哪些正確? (A) 產生的硫主要是以 S 的分子形式存在 8 (B) 反應中硫代硫酸根離子進行自身氧化還原反應 (C) 廷得耳效應是因為奈米顆粒將光線折射所造成 (D) 銨鹽界面活性劑是用來控制硫分子的聚結的速率 6 (E) 膠體溶液中粒子的大小是介於 到 1 10 米之間 19. 下列哪些水溶液可使酚酞溶液呈無色? 5 (A) 10 M HBr (aq) (B) 10 M HCl (aq) (C) 10 M KOH (aq) 5 (D) 10 M NaOH (aq) (E) 等體積的 0.1M 醋酸與 0.1M 醋酸鈉之混合溶液 ( 醋酸的 5 K ) a

133 第 5 頁共 7 頁 指考參考試卷化學考科 0. 在溫度 0 時, 分別測量 1.0 莫耳氫氣 甲烷 二氧化碳三種氣體的體積 (V) 和壓力 (P), 將其結果作成 PV/nRT 與壓力 ( 大氣壓 ) 的關係圖, 如圖 1, 其中 T 為溫度 ; 另在壓力為 1 大氣壓時, 分別測量 1.0 莫耳氫氣 氮氣 二氧化碳三種氣體的體積和溫度, 將其結果作成 PV/nRT 與溫度 (K) 的關係圖, 如圖 圖 1 與圖 中的虛線為理想氣體 0 圖 1 圖 根據圖 1 與圖 實驗結果, 下列敘述哪些正確? (A) 由圖 1, 0 時, 三種氣體中, 甲烷最接近理想氣體 (B) 由圖, 壓力 1 為大氣壓與常溫時, 三種氣體中, 氮氣最接近理想氣體 (C) 由圖 1, 體積相當小時, 三種氣體都相當接近理想氣體 (D) 由圖, 溫度相當高時, 三種氣體都相當接近理想氣體 (E) 由圖 1 與圖, 可以獲得結論 : 壓力趨近於 0 大氣壓, 且溫度遠高於 500K, 四種氣體都相當接近理想氣體 1. 化合物乙的分子式為 CHNO 8 9, 下列有關此分子的敘述, 哪些正確? (A) 此分子屬於酮類 OH (B) 此分子具有肽鍵 H N CH 3 (C) 可形成分子內氫鍵 C (D) 此化合物溶於水呈鹼性 O (E) 可與 FeCl 3(aq) 反應生成紫色錯合物 化合物乙

134 指考參考試卷化學考科 第 6 頁共 7 頁. 電解硝酸銀水溶液裝置如圖 3 所示, 甲與乙分別是直流電源的兩極, 下列有關 此電解實驗的敘述, 哪些正確?( 原子量 :Ag= 108) (A) 甲極為正極 (B) 電解過程中, 連接到乙極的石墨 棒, 質量會增加 (C) 連接到甲極的石墨棒, 所收集到的 氣體為二氧化氮 (D) 若電源為 5 安培, 通電 1 小時後, 約 有 40 克的銀析出 (E) 若將硝酸銀水溶液改為硫酸鎂水溶 液, 則甲極石墨棒所收集到的氣體為氫氣 3. 氨氣是由氮氣和氫氣反應而得, 其化學反應式如下 : N(g) 3H(g) NH3(g) 圖 4 為在不同的溫度和壓力下, 此反應達到平衡時, 所產生的氨氣莫耳分率圖 根據反應式和圖 4, 下列敘述哪些正確? (A) 氨氣的生成反應為吸熱反應 100 平 00 (B) 在反應中加入催化劑, 正逆反應的速率皆衡增加時 氨 (C) 在固定溫度下, 壓力越大, 越有利於氨氣的 莫的生成耳 40 (D) 在固定壓力下, 溫度越高, 越有利於氨氣分 500 率 600 的生成 0 (%) (E) 若反應已達平衡, 在平衡系中加入氮氣, 反應右移, 系統中氨氣會增加 壓力 (atm) 第貳部份 : 非選擇題 ( 占 0 分 ) 硝酸銀水溶液氣體 石墨棒 甲 圖 3 電源 圖 4 乙 石墨棒 說明 : 本部分共有三題, 作答都要用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫 答案必須寫在 答案卷 上, 並於題號欄標明題號 ( 一 ) 及小題號 (1 ), 作答時不必抄題 計算題必須寫出計算過程, 最後答案應連同單位劃線標出 每題配分標於題末