2014-DSE 化皐 卷二 香港考試及評核局 2 0 1 4 年香港中學文憑考試 化擧 試巻 = 本試卷必須用中文作答 - 一小時完卷 ( 上午十時四十五分至下午十二時四十五分 ) 考生須繡 ( - ) 本試卷共有甲 乙和丙三鄯 考生須選答任何爾螂中的全鄒試題 ( 二 ) 答案須寫在所提供的 DSE(D) 答題簿內, 每題 ( 非指分題 ) 必須另起新頁作答 ( 三 ) 本試卷的第 8 頁印有周期表 考生可從該周期表得到元素的原子序及相對原子質量 考試結束前不可將試卷攜離試場 2014-DSE-CHEM 2-1 36
甲部 工鑽化皐 回答試題的所有部分 l(a) 回答以下短問題 : 活化能 一詞是什麼意思? (iii) 在室溫下, 糖可在有酵母的情況下藉發酵生成乙醇 寫出酵母的功用, 並解釋 爲什麼在高溫時這功用會失效 丙種維生素可從水果中獲得 解釋爲什麼仍有需要在工業上合成丙種維生素 寫出從氯鹼工業生產的薦量重要化學品 (b) 在某溫度下研習以下反應的動力學 : Br03 一 (aq) + 6r(aq) + 6H + (aq) 3l2(aq) + Br-(aq) + 3 比 0(1) 在只改變 Br03 一 (aq) 的初始濃度而其他實驗條件相同下, 進行了幾次實驗以量度生成 Iz(aq) 的初速 以下坐標圖顯示這幾次實驗得到的結果 :` -1mpo/Oe)zIag15wlifm 运... BrO 只 aq) 的初始濃度 /mol dm 刁. 初速 一詞是什麼意思? (iii) 一建議方法 ( 附以理據 ) 來跟隨生成 l2(aq) 的進度 參照以上坐標圖, 推定對應 Bro 只 aq) 的反應級數 2014-DSE-CHEM 2-2 37
1. 一 (b) 下表列出在相同溫度下, 爲同反應進行了兩次實驗的資料 : 生成 I2(aq) 的初速 Br03 一 (aq) (aq) Ir(aq) / mo! dm-3 s - 1 初始濃度 /mol dm-3 第 1 次 0.17 0.15 0.10 2.30 X }0-J 第 2 次 0.17 0.30 0.20 1.84 X 10-Z (1) 已知對應 (aq) 的反應級數是 I, 推定對應 H + (aq) 的反應級數 (2) 基於第 1 次實驗, 推定在實驗條件下對應 BrO 只 aq) 的反應初速 (3 分 ) (c) 閱讀以下有關哈柏法的短文, 並回答隨後的問題 哈柏法是一個重要的工業過程 它需要天然氣和空氣作為原料 為加快哈柏法所涉及的反應, 使用了多孔式的鐵催化劑以提升催化劑的效率 哈枱 法也需要適當的反應溫度及壓強 此外, 在制定最佳反應條件為約 500 C 和 200 atm 前, 考慮了兩個與化學有關的因素 於這些條件下, 在平衡時 的反應產率約為 20 % 在沒有改變最佳反應條件下, 通過一些設計, 可令過程中氮的整體轉化百分率颜藩增加 - 解釋爲什麼哈柏法是個重要的工業過程 爲什麼哈柏法需要天然氣作爲原料? (I 分 ) (iii) 解釋爲什麼把催化劑製成多孔式可提升催化劑的效率 寫出在制定最佳反應溫度與壓強前所考慮了的璽薑且計七學有關的因素 (I 分 ) (v) (vi) 一提出個設計, 在沒有改變最佳反應條件下, 可令過程中氮的整體轉化百分率顯著增加 (l 分 ) 南美洲國家智利有很多天然硝酸鹽礦 歷史告訴我們, 哈柏法的成功曾引致對一一智利社會的些衝擊 舉出其中個衝擊 (l 分 ) 甲鄯完 2014-DSE-CHEM 2-3 38
乙鄔 物料化鸝 回答試題的所有部分 2. (a) 回答以下短問題 : 爲以下各金屬晶體結構略繪一個晶胞 : (1) 立方緊密裝塡結構 (2) 體心立方結構 寫出呈液晶特性的物質的分子的璽量結構特徵 (iii) 把下列塑料分類爲熱塑性塑膠和熱固性塑膠 : 惡氯乙烯 聚苯乙烯 脲甲醛 (b) 硅酸鹽和陶瓷均是用途廣泛的重要物料 (1) 寫出硅酸鹽和陶瓷的一個共同結構特徵 (2) 寫出獲取硅酸鹽和陶瓷的途徑的不同之處 { (2 分 iii,,,! I 滑石是常用的硅酸鹽物料, 其化學式爲 )1MSJ(Si4010)(0H)2 (I) 寫出滑石的硅酸鹽重複單位的化學式 自(2) 石英也是硅酸鹽物料 解釋爲什麼滑石與石英的硬度差異茜大 'd1m'p(iii) 提出爲什麼陶瓷適合製造切割工具 (4 分 ) 2014-DSE-CHEM 2-4 39
2. (c) 下圖顯示一個以聚乙烯 (PE) 製造的止咳水膠樽 : 一建議個製造這膠樽的成型方法 寫出噩璽常見的 PE 從分子層面, 解釋哪一種 PE 較適合用來製造這膠樽 一 (iii) 從分子層面, 解釋為什麼以聚對苯二甲酸乙二酯 (PET) 製造的膠樽, 般會比以 PE 製造的膠樽較硬 有些人從環保的角度建議, 由使用 PE 和 PET 轉向使用奈乳酸 (PLA) 來製造這類膠樽 下面顯示 PLA 的重複單位 : 曰雪 (1) 已知 PLA 可由乳酸經酯化作用惡合製得 寫出乳酸的結構 (2) 解釋爲什麼這轉向可能對環境友善 (3) 舉出以 PLA 廣泛取代 PE 和 PET 的一個潛在問題 (3 分 ) 乙部完 2014-DSE-CHEM 2-5 40
丙鄣 分析化鸝 回答試題的所有部分 3. (a) 回答以下短問題 : 一爲下列各項建議化學測試以顯示它們的存在 : (1) HCI(g) (2) / c=o 官能基 (4 分 ) 下列哪一化學品最適合用來乾燥乙酸乙酯? 無水硫酸鎂 濃硫酸 固態氫氧化鈉 一 (b) - 粉狀石灰石樣本主要含有 CaC03 並有小量 MgC03 和 FeCh 在實驗中進行了下列各步驟以測定在該樣本中 CaC03 的質量百分率 步驟 1 步驟 2: 步驟 3 步驟 4: 步驟 5: 步驟 6: 把 2.025g 的該石灰石樣本加進過量的 6M HCl(aq) 中 把所得混合物微熱直至沒有進一步反應的跡象, 繼而讓它冷卻至室溫 把冷卻了的混合物以蒸餾水稀釋, 加入 NHJ(aq) 把它製至微鹼性以沉澱存在 的 Fe 3+ (aq) 離子 把所得混合物過濾以收集濾液 把過量的草酸銨溶液 (NH4)2C204(aq) 加入該濾液, 並繼而把所得混合物用 NH3(aq) 製至微鹼性, 以選擇性地沉澱出所生成的草酸鈣 把該混合物過濾 在清洗及乾燥後, 集得 2.374g 的草酸鈣固體 爲什麼在步驟 2 中需把混合物加熱? (1) 怎樣知道在步驟 2 中所涉及的反應在什麼時候已經完成? (2) 寫出在步驟 3 中的觀察 (iii) 已知草酸鎂可溶於鹼性溶液, 但草酸鈣不可 計算在該石灰石樣本中,CaC03 的質量百分率 (3 分 ) 寫出在這實驗中所用的定量分析方法 2014-DSE-CHEM 2-{i 41
3. (c) 在室溫下, T (C x H 一 y Oz) 是無色油狀液體, 且不與水混和 再者, 反應 T 不與 NaHCOJ(aq) 一個 T 的樣本含某有機酸雜質 概述藉使用 NaHCOJ(aq) 和戊烷把這樣本提純的 各實驗步驟 一參考以下資料, 推定 T 可能具有的官能基 ( 個或多個 ) (I) T 丕星酯, 並且它與托倫斯試劑得出陰性結果 (II) T 給出以下的紅外光譜 : 100 (冬)笹米瘢50 3000 2000 波數 /cm -1 1000 特嘗紅外吸收溉皺瑊 ( 伸展式 ) 鍵合 C=C C = O 化合物類別波數域 /cm-1 烯 1610 至 1680 醛 酮 羧酸及其衍生物 1680 至 1800 C=C 炔 2070 至 2250 C=N 腈 2200 至 2280 0-H 帶 氫鍵 的酸 2500 至 3300 C-H 烷 烯及芳烴 2840 至 3095 0-H 帶 氫鍵 的醇及酚 3230 至 3670 N-H 胺 3350 至 3500 (3 分 ) (iii) T 的質譜在 m/z = - 134 處呈現 在 m/z = 43 和 134 的訊號, 分別提出 個母峰, 並在 m/z = 43 和 91 處各呈現 一 個對應的化學物種 - 個強峰 爲 一繪畫 T 的個可能結構 (I 分 ) 丙鄣完 試巻完 2014-DSE-CHEM 2-7 42
2014 'C,DHSEM82-PERIODIC TABLE 16 18 15 17 33 36 32 34 35 83.8 43 肩擷表 GROUP 族 atomic number 原子序 } K 2 H He 4.0 VII 10 I l.q_ III IV V VI. 3 4 5 6 7 8 9 Li Be B C N F Ne 6.9 9.0 10.8 12.0 14.0 16.0 19.0 20.2 11 12 relative atomic mass 相對原子質量 13 Na Mg Al Si p s 40.0 23.0 24.3 27.0 28.1 31.0 32.1 35.5 K Ca V Ni Zn Ga Ge As Se 39.1 40.1 45.0 47.9 50.9 52.0 54.9 55.8 58.9 58.7 69.7 72.6 37 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 79.0 52 79.9 53 y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn (98) 102.9 127.6 85 126.9 85.5 87.6 88.9 92.9 95.9 101.1 78 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 131.3 55 56 57 * 73 77 Pb Bi 83 84 Po 86 Cs Ba Hf Ta w Os Pt H g Tl At Rn 132.9 137.3 138.9 178.5 180.9 183.9 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 (209) (210) (222) 87 88 89 ** Fr Ra Rf Db (223) (226) (262)*(227) (261) 64 65 66 Pr Nd Pm 140.1 140.9 144.2 045) 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0 97 ** 90 93 94 96 Bk 98 Th Pa u Np (244) Am Cm Lr 232.0 (247) (247) (257) (231) 238.0 (260) (237) (243) (251) (252) (258) (259) II 19 20 21 Rb 38 Sr 22 Sc Ti La Ac 91.2 72 104 23 24 25 26 27 28 29 105 74 58 59 60 61 Ce 91 92 Cr Mn 75 Re 76 62 63 Sm Pu 95 Fe Co Ir Cu 63.5 65.4 30 31 14 79 80 81 82 Au 67 74.9 Sb 68 69 70 71 Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Cf 99 100 101 Es Fm Md 102 No Cl Ar Br Kr 54 Te I Xe 103