【單元二：氣體】

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授井
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1 歷屆大考試題. 某化學反應 A + B C + D, H < 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 H. 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 +. 已知 AgCl (s) + NH (aq) Ag(NH ) + Cl,K (aq) [Ag(NH ) ][Cl ] ( aq) c [NH] AgCl 的 K sp.8 0 0,NH 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 溶液 4. 在常溫常壓下, 將莫耳氫氣和莫耳氧氣混合, 並無化學反應發生, 其主要原因為何? 87 日大 (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 0.00 M Pb(NO ) 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 (B) 0.04s (C) 0.0s (D) 0.04s + 4s 6. 在 5, 方程式 CO (g) CO (aq) 的平衡常數 K 0.04, 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 atm 的二氧化碳在水中的溶解度為 0.04 M (B) 5 atm 的二氧化碳在 ph 8 之 NaOH 水溶液中的溶解度大於 0.04 M (C) 5 atm 的空氣溶在水中二氧化碳的濃度小於 0.04 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 (B) 若容器體積縮小, 則 K c 增大 (C) 若溫度升高, 則 K p 增大 (D) 反應溫度若高於常溫時,K c 恆大於 K p 6

2 8. 有一反應 :X (aq) + Y (aq) Z (aq) 當溶液中 M 的 X 與 M 的 Y 反應, 達平衡後, 可得 0.5 M 的 Z; 若欲由 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) M 9. 在 7 下,4.6 升的 N O 4 與 NO 混合氣體平衡時, 壓力為.0 atm, 若為 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.6) (A).0 (B).0 > 0.70 (C) 0.70 > 0.40 (D) 0.40 > 0. 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 日大反應物始濃度 (M) 實驗次數 [BrO ] [Br ] [H + ] 初始反應速率 (Ms ) R () 此一反應的反應總級數為多少? () 計算此反應的速率常數 () 預測實驗第 5 次的初始反應速率 R. 將濃 AgNO 溶液慢慢滴入某一含 0.0 M Cl 及 0.0 M CrO 之溶液中, 假設體積的變化可忽略, 當達平衡時, 溶液內 Ag + 4 的濃度為 M, 此時所得的沉澱為下列何者? ( AgCl 的 K sp.8 0 0,Ag CrO 4 的 K sp.5 0 ) 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. 反應 PCl 5(g) PCl (g) + Cl (g), 在 7 時的平衡常數 K p 0.0(atm) 在一 500 毫升的真空容器內, 導入.085 克的 PCl 5, 然後加熱至 7 ( 原子量 :P.0;Cl 5.5) 89 日大 () 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? () 若 PCl 5(g) PCl (g) 的莫耳生成熱分別為 75 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?. 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 4. 在某一溫度下, 將莫耳氨放到升密閉容器內, 達平衡時有 40% 的氨分解, 則此分解反應 : NH (g) N (g) + H (g) 在該溫度的平衡常數 K c 為下列何者? 90 日大 (A) 0.04 (B) 0. (C) 0.80 (D) 7 7

3 + 5. 將 0. 莫耳 AgCl (s) 加到升水中, 當反應 :Ag (aq) + Cl ( aq) AgCl (s) 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.7 0 0,AgI 的 K sp ) (A) 加入升水 (B) 加入 0.0 莫耳 AgNO (s) (C) 加入 0 滴濃 NH (aq) (D) 加入 0.0 莫耳 NaI (s) (E) 加入 0.0 莫耳 Ag (s) + 6. 反應 IO + HSO I + SO + H 的反應速率測定實驗如下 : (aq) (aq) (aq) 4(aq) 步驟 : 取 0.48 克 KIO(s) 加水配成 00.0 毫升之溶液 A 另取 0.09 克 Na S O 5(s) 0.5 毫升 0.0 M H SO 4(aq) 及克澱粉加水配成 00.0 毫升之溶液 B 步驟 : 在常溫下, 將 0.0 毫升溶液 A 和 0.0 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 0.0 秒後, 溶液恰好變成藍色 ( 原子量 :O 6.0,Na.0,S.0,K 9.0,I 7 ) 90 日大 () 寫出 Na S O 5 固體與水作用之方程式 () 求步驟之溶液 A 中 IO - 的濃度 () 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 - 在步驟混合後的消失速率 7. 哈柏法製氨 :N (g) + H (g) NH (g) + 9 kj 反應中, 用催化劑 Fe O 在約 500 下進行反應有關此一反應, 下列敘述何者正確? 9 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 8. 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? 9 指考化合物 A B C 初濃度 (mol / L) 平衡濃度 (mol / L) (A) 若有莫耳 A 與莫耳 B 完全反應, 則可生成莫耳 C (B) 若平衡反應式為 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 之倍 (D) 此一反應平衡時, 氣體 C 之莫耳分率為 / (E) 此一反應平衡時, 系統之總壓力為 4.9 大氣壓 9. 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 ) 溶液充分混合, 若欲使之生成 PbI 沈澱, 則此 Pb(NO ) 溶液之最低濃度應為多少? 9 指考 (A) M (B) M (C) M (D) M (E) M 8 (aq)

4 0. 在室温, 將無色的 N O 4 密封於玻璃容器若將其浸沒於 5 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? 9 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. 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? 9 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. 下列哪些鹽類的溶解度會因 ph 值下降而增加? 9 指考補 (A)AgCl (B)ZnS (C)CaCO (D)PbI (E)Ag PO 4. 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 7 o C 下, 於 00 升反應器中放置 0.0 莫耳的 SO Cl.0 莫耳的二氧化硫和.0 莫耳的氯氣, 則此反應的 K p 值為.0 下列有關此反應的敘述, 何者正確? 9 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 0.00 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 4-5 題為題組 4. 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 0.0 若將.0 莫耳 HCl (g) 放入體積為.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)7 (C)5 (D) (E)40 5. 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 6. 將 0.05g 的磷酸銀粉末加入體積都是 0mL, 濃度均為 0.0M 的下列各水溶液中, 試問磷酸銀在何者的溶解度最小?(Ag PO 4 的 K sp 0-8 ) 94 指考 (A)NaCl (B)Na PO 4 (C)AgNO (D)HNO (E)H PO 4 7. 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 9

5 8. 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) +C (s) (E)CO (g) +NaOH (s) (B)CO (g) +Cl (g) COCl (g) CaC(s)+CO (g) (D)SO (g) +NO (g) SO (g) +NO (g) NaHCO (s) 9. 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 : Al (s) + NH 4 ClO 4(s) Al O (s) + AlCl (s) + NO (g) + 6 H O (g) kj 將鋁粉與過氯酸銨各.0 莫耳, 放入一個體積為.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 ) 壓力 (atm) 試根據圖, 回答下列問題 : 94 指考 () 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) () 此反應在 5 分鐘內放出多少熱量 (kj) 時間 ( 分 ) 答案與詳解. (A)(B)(E) (A) 平衡常數表示法中, 各物質濃度指數永遠等於反應式中各物質係數 [C] [D] K [A] [B] (B) 降低溫度有利於放熱反應 ( H < 0) 進行, 本題平衡向右移 (C) 反應速率表示法中, 各反應物濃度的指數不一定是反應式中各反應物的係數, 反應的級數必須由實驗求得 (D) 無論吸熱或放熱反應, 降低溫度, 反應速率都會減慢 (E) 反應熱 H E a ( 正反應 ) E a ( 逆反應 ) E a ( 逆反應 ) E a ( 正反應 ) H (E a H ). (B) 催化劑不能改變平衡常數, 催化劑會等量提高正逆反應的速率, 不勻催化反應的速率和催化劑的有效面積成正比, 故催化劑常是粉末狀或海綿狀 40

6 . (a) M (b) 0. M (a) AgCl (s) Ag + + Cl (0.5 + ) M (b) AgCl + NH Ag(NH ) + + Cl 5 Kc.4 0 (5 ) 等號兩邊同時開根號 : M 4. (B) 點火馬上完全反應, 可見 K 值很大, 只是活化能太高須提供能量超越活化能 5. (D) PbCl (g) Pb + + Cl s s K sp (0.0 + s)(s) 0.04s + 4s 6. (A)(B)(C)(D) [CO (A) K P (aq) CO ] CO 0.04, 即 [ (aq) ] 0.04 [CO (aq) ] 0.04 M (B) NaOH + CO Na CO + H O 在鹼中 CO 的溶解度增加 (C) 空氣中 CO 的含量為 0.0%,CO 壓力為 0 4 atm, 故 CO 對水的溶解度小於 0.04 M (D) 升溫時氣體的溶解度減小, 故平衡常數減小 (E) CO 壓力增加,CO 在水中的溶解度增加, 但溫度不變, 故平衡常數不變 7. (D) (A) 容器體積增大, 則左移,[C] 減小 (B) 容器體積減小, 則右移, 但 K c 不變 (C) 升溫左移,K p 減小 (D) K p K c (RT) K c K p (RT) 若 T > 98 則 RT > 0 K c > K p 8. (A) X + Y Z 原有變化平衡 K 0.5 故之最初濃度為 M X + Y Z 原有? 變化平衡 K 0. 4

7 9. (C) PV nrt 4.6 n n mol n N O 4 n + n N O 4 NO n n n N O 4 NO n NO NO + n N O 4 + N O 4 NO 平衡 + + ( ).6 + 解之得又四個選項中只有 (C) 項適合 0.44 其他選項不符合答 (C) 0. () 4 () 8M s ().84 0 M / s () 由實驗 () 與 () 知 r [BrO ] 由實驗 () 與 (4) 知 r [H 由實驗 () 與 () 知 r [Br ] () k(0.)(0.)(0.) k 8.0 M s () R (0.0).84 0 M / s [Ag + ] [CrO 4 ] ( 0 + ]. (A) [Ag + ][Cl ] > 只產生 AgCl 沉澱 7 ) <.5 0. ().0 atm () 0.96 atm () 88 kj (4) 平衡常數變小 () PCl 5 分子量 08.5 PV nrt P (7 + 7) P.0 atm () PCl 5 PCl + Cl atm () H 87 ( 75) 88 kj (4) 吸熱反應, 降溫時平衡常數減小. (A) 勒沙特列原理 : 在一個平衡系中, 改變可破壞平衡的因素 ( 高壓氧 ) 時, 則平衡向抵消此因素的方向移動 ( 恢復其血液攜帶氧氣之功能 ) 4

8 4. (B) NH N + H [N ][H ] K c [NH ] (0.)(0.) (0.6) (A)(C)(D) (A) [Ag + ] [Cl ] 變小, 反應向左移 (B) 同離子效應, 反應向左移 (C) Ag + + NH Ag(NH ) (D) AgCl(s) + NaI (s) AgI (s) + NaCl (s) (E) 加入不溶物對反應無影響 + 6. () Na S O 5 + H O NaHSO () 0.0 M () 碘分子 (I ) 遇澱粉呈藍色 (4) 0 4 M / s () KIO 4,V 00( 毫升 ) 0.( 升 ) [IO ] 0.48 / 4 0.0(M) 0. () 若 [IO ] 過量, 則 : + 5I (aq) + 6H (aq) + IO (aq) I(s) + H O (l) I (s) + 澱粉藍色溶液 IO莫耳數 > HSO 莫耳數碘分子 (I ) 遇澱粉變成藍色 HSO (4) t [ 7. (A)(B)(C)(E) ] / (M / s) 0 (A)(B)(C) 加入催化劑主要在找尋一條可使其正逆向反應等量降低其活化能之反應途徑, 以等量加速正逆向反應進行 (D) 高溫 ( 即升溫 ) 平衡有利往吸熱方向移動, 即向左移動, 增溫之主要目的為使超越低限能粒子數增大, 而加快反應速率 (E) 加大壓力 ( 總體積變小, 各物濃度均瞬間變大 ) 有利往氣相係數和小之一方移動, 即向右移動 4

9 8. (A)(B)(E) (A) aa (g) + bb (g) cc (g) 初 0. M 0. M 0 平 0.05 M 0.05 M 0. M [A] a t ( ) a [B] b t b ( 0.05 a:b:c :: A (g) + B (g) C (g) + [C] c t 0.) + ( 0. c 0) (0.) (B) K c (0.05) (0.5) 40 (C) PV nrt P C M RT P C M 平衡時,P A P B (D) PV nrt P n C M X C (E) P t C t RT ( ) (7 + 5) 4.9(atm) 9. (B) () 當水溶液中離子積大於離子積常數 (Ksp) 時, 就開始產生沉澱 () 當溶液混合時, 因體積改變, 濃度必須作修正 ( 體積加倍, 濃度減半 ) 設 Pb(NO ) 最低濃度為 X M, 則 : Ksp Pb + I - / X ( /) M 0. (B)(E) N O 4 ( 無色 ) NO ( 紅棕色 ) 為一可逆反應, 可達平衡 (A) 溫度由室溫提高至 5 C 時, 顏色變深, 反應向右進行, 為吸熱反應 (B) 將容器重新浸沒於冰水, 反應向左進行, 則其深褐色會褪去 (C) 平衡移動會改變容器內之總分子數, 向右移動分子數增加, 反之減少 (E) 與增高溫度時的顏色變化最相關的, 應是化學平衡的移動. (C) (A) 催化劑降低活化能, 等倍率增加正逆反應速率, 不影響平衡常數與產率 (B)(D) 酵素主成分為蛋白質, 易受溫度和 ph 值的影響通常在 5 C~55 C 最適宜, 最適宜 ph 值大都在 5~8 之間 44

10 . (B)(C)(E) 硫化物與弱酸鹽可溶於強酸 ( 參考 P.0). (B)(D) (A)SO Cl (g) SO (g) +Cl (g) SO : 還原劑 Cl : 氧化劑 (B)K p K c (RT) n.0k c ( ) (+-) K c 0.08 (C)[SO Cl ] 起始 M [SO (D) Q 未平衡 ][Cl ] [0.0] [0.0] 0.667>K c [SOCl ] [0.000] 反應向左 ( 即 SO Cl 方向 ) 移動 (E) 反應達平衡, 縮小體積, 則反應向氣體係數小的一方, 即 SO Cl 方向移動 4. (B) HCl (g) H (g) + Cl (g) 初濃度 M 0 0 平衡濃度 (-)M M M 代入平衡常數 K c 0.0 (-) 分解掉的濃度分解百分率 (%) 00% 00% 7% 未分解前濃度 5. (A) HCl (g) 的分解為吸熱反應, 升溫有利吸熱方向, 即向 HCl (g) 分解反應方向, 故分解百分率增高 6. (C) 磷酸銀在 Ag + PO 4 - 等共同離子存在下, 溶解度會變小 ( 同離子效應 ) 根據 Ag PO 4 的 K sp [ Ag + ] [PO 4 - ] 可知,[Ag + ] 的同離子效應最大 ( 因其次方最大 ) 7. (A)(C) 大理石溶解的反應式 :CaCO Ca + +CO - 改變上式平衡, 溶解度便會受影響 (A)pH 值愈小,H + - 愈多,CO 被消耗, 平衡右移, 溶解度變大 H + +CO - CO +H O (B) 攪拌及 (E) 大理石顆粒的大小會影響溶解速率, 但不影響平衡 (C) 水溫 : 溫度會影響平衡, 故溶解度也會受影響 (D) 溶解度為飽和溶液的濃度, 與水的體積無關 45

11 8. (B)(E) 反應容器的體積減半時, 壓力變大, 根據勒沙特列原理, 平衡向氣體分子數少 ( 反應式中氣體係數和少 ) 的方向移動欲向右移動, 應選右方氣體係數和較少者 9. () ( mol / min ) () ( mol ) ().4 kj () 由反應式知, 氣體的壓力來自產物 NO (g) 與 H O (g), 且生成氣體的總莫耳數與反應所消耗鋁的莫耳數比為 9:: PV 在 0~8 min 內, 生成氣體的總莫耳數 n gas RT mol 64 mol 因此, 鋁粉之消耗速率 r Al (mol/min) 8 min 5 () 鋁粉在 5 分鐘內的消耗量 r Al (mol) () 由反應式知, 每消耗 mol 的鋁粉放出熱量 677 kj 故 5 分鐘內放出熱量.4(kJ) 46

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Microsoft Word - Z8I11A0-102.doc 自然考科學測試題關鍵解析前言物理科今年自然科考題共 68 題, 其中物理科占了 17 題, 今年的題目難度屬中偏易, 考題分配十分平均由於是新課綱第一次學測, 所以新的內容大致上均入題, 大都為物理科普知識就算是第二部分的考題,