103年 - 2014年第46屆國際奧林匹亞競賽國內初選試題_化學#82130

選擇題 (48)

1. 已知亞佛加厥數為 6.02×10²³。下列哪一項所含的總原子數最多？(A) 3.01×10²³ 氫分子 (B) 3.01×10²⁴個氫原子 (C) 34 克氨分子 (D) 32 克甲烷分子 (E) 46 克乙醇分子

2. 己知下列反應則 CH_4(g)+ 2 O_2(g) → CO_2(g) + 2 H₂O_(l)之反應熱為多少 kcal？ (A) – 212 (B) – 180 (C) – 144 (D) – 100 (E) - 316

3. 汽車的安全氣囊是利用疊氮化鈉(NaN₃)的自身氧化還原分解反應，迅速產生氮氣而充氣，以達到保護駕駛者的目的。若在常溫(300K)常壓下(1atm)，要產生 73.5 公升的氮氣，則需完全分解多少克的 NaN₃？ (A) 6.5 (B) 65 (C) 130 (D) 195 (E) 260

4. 在室溫，下列水溶液中，何者的滲透壓最高？(A) 3.0×10^{- 3}M HBr (B) 4.0×10^{- 3}M KCl (C) 5.0×10^{- 3}M BaCl ₂ (D) 6.0×10^{- 3}M HCOOH (E) 7.0×10^{- 3}M C_{1 2}H₂₂O₁₁

5. 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？ (A) (B) (C)(D) (E)

6. 今有NO與NO₂的混合氣體 5.0公升，若用同溫同壓的氨氣 5.0公升，恰好可使該混合氣體完全反應，變成N₂與H₂O。試問該混合氣體中，NO與NO₂的莫耳比為何？ (A) 1： 1 (B) 1： 2 (C) 1： 3 (D) 3： 1 (E) 2： 1

7. 取相同質量的鈉、鎂、鋁、鉀、鋅，分別與足量的鹽酸完全反應，所得氫氣的質量最大者為何？ (A) 鈉 (B) 鎂 (C) 鋁 (D) 鉀 (E) 鋅

8. 氣體的化學反應，當溫度增加時，反應速率增加的主要原因為何？ (A) 高於最低反應能量的分子數目增加 (B) 氣體分子密度增加 (C) 氣體分子體積變大，碰撞次數增加 (D) 反應的活化能降低 (E) 正反應的速率比逆反應的速率增加的較快

9. 若將某濃度糖水稀釋，則稀釋後的糖水性質，下列敘述何者正確？ (A) 蒸氣壓倍增 (B) 凝固點上升 (C) 每公升溶液中含溶質之莫耳數減半 (D) 沸點上升 (E) 凝固點下降常數增大

10. 將食鹽水與硫化氫分別加入下列五種離子的混合溶液（濃度皆> 0.1 M）中，不會產生沉澱者為何？ (A) Pb²⁺, Fe²⁺ (B) Hg₂²⁺, Sn²⁺ (C) Mg²⁺, Sr²⁺ (D) Ag⁺ , Zn²⁺ (E) Ca²⁺, Cd²⁺

11. 下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？ (A) 膠質粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B) 降溫可促使膠質凝聚 (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密度與溶液不同造成光線折射 (E) 通常膠質粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中

12. 在 25° C 時，方程式 CO_2(g) → CO_2(aq)的平衡常數 K，其中 CO_2(aq)的濃度單位為 M，CO_2(g)的壓力單位為 atm，則下列敘述何者有誤？ (A) 若溫度不變，二氧化碳的壓力加大，則二氧化碳在水中的溶解度增加，K 值變大 (B) 在 25^o C、1 atm 的純二氧化碳下，二氧化碳在鹼性的 NaOH(aq)中的溶解度大於 K M (C) 在 25° C、1 atm 的空氣下，水中的二氧化碳濃度小於 K M (D) 若二氧化碳的壓力不變，溫度增高，則二氧化碳在水中的溶解度減少，K 值變小 (E) 在 25° C、1atm 的純二氧化碳下，二氧化碳在水中的溶解度為 K M

13. 在 N₂O_{4 (g)}（加熱）⇄ 2NO_2(g)的可逆反應中，我們無法藉由下列何者判斷反應已達平衡？ (A) 總壓力不變 (B) 顏色不變 (C) 總質量不變 (D) 總莫耳數不變 (E) 二氧化氮的分壓不變

14. 在室溫下，一放熱反應 X→Y，其正反應速率 p、正反應速率常數 q、平衡常數 K，則下列敘述何者正確？ (A) 溫度變為 10℃ ，則 p、q、K 均變小 (B) 加入催化劑時，p、q、K 均不變 (C) 減少 X 的濃度，則 p、q 變小，但 K 不變 (D) 溫度變為 60℃ ，則 p、q 均變大，但 K 變小 (E) K 不受方程式係數的改變而改變

15. 將相同體積莫耳濃度(M)、相同體積(V)的硝酸銀溶液與氯化鎂溶液混合，反應平衡後，混合溶液中各離子濃度間的關係，下列何者正確？ (A) [Ag⁺ ]＝[Cl^‾] (B) [NO₃^‾]＝[Ag⁺] (C) [NO₃^‾]＞[Cl^‾] (D) [Cl^‾]＜[Mg²⁺] (E) [Mg²⁺]＝[NO₃^‾]

16. 定溫時，甲乙兩燒杯各盛有等體積但不同濃度的醋酸水溶液，甲燒杯濃度為 0.2 M、乙燒杯濃度為 0.5 M，則以下性質敘述，何者數值為甲 > 乙？ (A) 酸的游離常數(K_a) (B) 醋酸的解離率(α) (C) 已解離醋酸根濃度[CH₃COO^¯] (D) 水溶液的 pOH 值 (E) 水溶液導電度

17. 將 30 mL 的 H₂ SO₄ 溶液(0.10 M) 加入 30 mL 的 Ba(OH)₂ 溶液(0.10 M)中，其溫度升高 ΔT₁。重複此實驗，溶液皆相同，但各使用 90 mL，此時溫度上升 ΔT₂。以下 ΔT₂ 和 ΔT₁ 之關係式何者正確？ (A) ΔT₂ =⅓∙ΔT₁ (B) ΔT₂ =½∙ΔT₁ (C) ΔT₂ = ΔT₁(D) ΔT₂ = 3∙ΔT₁ (E) ΔT₂ = 6∙ΔT₁

18. 下列化合物，何者在稀酸溶液中之溶解度比在水中差？ (A) CaSO₄ (B) BaCO₃ (C) Ag₃ PO₄(D) Mg (E) CH₃COONa

19. 用強鹼滴定莫耳數比為 1：1 之 H₃PO₄和 NaH₂PO₄ 溶液。下列滴定曲線，何者正確？（縱軸為 pH 值，橫軸為滴定體積） (H₃PO₄：pK₁= 2.1，pK₂=7.2，pK₃= 12.0) (A) (B) (C) (D) (E)

20. 有一玻璃瓶中包含 N₂和 CO₂的混合物。CO₂的分壓為 130 毫巴，總壓力為 450 毫巴。下列各圖描述分子的速率分佈，何者正確？（實線為 N₂、虛線為 CO₂；x 軸：速率，y 軸：分子數量） (A) (B) (C) (D)

(E)

21. 下列有關銅的反應之敘述何者錯誤？ (A) 與濃硫酸反應可得 SO₂ (B) 與稀硫酸反應可得 H₂ (C) 與濃硝酸反應可得 NO₂ (D) 與稀硝酸反應可得 NO (E) 不會與稀鹽酸反應

22. 自然界中銻有兩種穩定的同位素 ¹²¹Sb 和 ¹²³Sb，氯和氫亦各有兩種穩定同位素，分別為 ³⁷Cl，³⁵Cl，和 ¹H 和 ²H。當用質譜儀測量 SbHCl⁺離子時，會有多少個質譜峰？ (A) 5 (B) 6 (C) 7 (D) 8 (E) 9

23. 已知 AgCl 的 K_sp為 1.2 x 10^-10，則 2 公升之 2 M NaCl 水溶液，可以溶解多少莫耳之 AgCl_(s)？ (假設加入 AgCl(s) 後體積不變) (A) 1.1 x 10^-5 (B) 2.5 x 10^-5 (C) 1.2 x 10^-9 (D) 6.0 x 10^-10 (E) 1.2 x 10^-10

24. 已知 A、B、C、D、E 為原子序依序增加之 5 種不為鈍氣之主族元素，其最大原子序不超過 18。其中 A、E 在常溫下為氣態，元素 B 之原子，其最外層電子數為其總電子層數的 2 倍，元素 C 之半徑在同週期中最大，元素 D 之合金是日常生活中常用的材料。下列敘述何者正確？ (A) 元素 A、B 結合成的化合物，在常溫下必為氣態 (B) 元素 C、D 的氫氧化物能發生反應 (C) 常溫下，元素 E 的最高氧化態為+6 (D) 化合物 AE 及化合物 CE 具有同類型的化學鍵 (E) 元素 A 可和 B、D、E 鍵結形成化合物，但不能和 C 形成化合物

25. 分子式為 C₆H₁₄ 的化合物，共有幾種不同的結構（或異構物）? (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6

26. 分子式為 C₂H₂Cl₂ 的不同異構物中，具有分子極性的異構物有幾種? (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6

27. 2-甲基丁烷((CH₃)₂CHCH₂CH₃)和氯氣(Cl₂)在 300o C 的條件下反應後，產生 30%的 1-氯-2-甲基丁烷、22%的 2-氯-2-甲基丁烷、33%的 2-氯-3-甲基丁烷以及 15%的 1-氯-3-甲基丁烷，則三級氫(3° )：二級氫(2° )：一級氫(1° ) 的活性比為 (A) 2：3：4 (B) 4：3：2 (C) 4.4：3.3：1.0 (D) 1.0：3.3：4.4 (E) 4：2：3

28. 下列化合物中，何者具有最多的異構物? (A) 硝基甲苯 (B) 二氯環己烷 (C) 丁烯 (D) 戊醇 (E) 丁烷

29. 1-丁炔和一當量的 HBr 反應的產物為何？ (A) CH₃CH₂CH=CHBr (B) CH₃CH₂CBr=CH₂(C) CH₃CH₂CH₂CHBr₂ (D) CH₃CH₂CBr₂CH₃(E) CH₃CH₂CHBrCH₂Br

30. PVC 聚氯乙烯是由下列何種單體，經由加成聚合作用生成? (A) CH₂=CH₂(B) CCl₂=CHCl (C) CH₂=CHCl (D) CH₂=CHCN (E) CH₂=CHCOOC₂H₅

31. 棉酚是毒性物質，可造成人體紅腫出血、食欲不振、神經失常、體重減輕、影響生育力（對男性而言，會造成睪丸萎縮，精蟲數量及精蟲活動力減少，根據世界衛生組織(WHO) 研究，男性每天食用 1 湯匙約 15mL 棉籽油只需 1 年，90％會不孕；女性則會導致經期紊亂，子宮縮小，卵巢萎縮等）。食用含棉酚較多的棉籽油（或毛棉油）會引起中毒，患者皮膚有劇烈的灼燒感，並伴有頭暈、氣喘、心慌和無力等症狀。因此，未經處理的棉籽油不可食用。棉酚的化學結構由 Adams 等人於 1938 年闡明，下列那一選項為棉酚的結構?(A)(B)(C)(D)(E)

32. 品管不良的塑膠製黃色小鴨可能含有塑化劑 DEHP（鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯），下列那一個結構為 DEHP? (A)(B)(C)(D)(E)

33. 在室溫及一大氣壓下，質量相同的 NO₂ 和 NO，下列敘述何者正確？ (A) 含氧原子個數比為 2：1 (B) 含氮元素質量比為 1：1 (C) 含氧元素質量比為 30：23 (D) 含氮原子個數比為 15：23 (E) NO₂ 和 NO 的壓力相等

34. 反應活化能的大小會受到下列哪些因素的影響？ (A) 反應溫度 (B) 反應物濃度 (C) 催化劑 (D) 反應容器的形狀與大小 (E) 反應物的壓力

35. 試問需同時使用下列哪些物質，可以測出碘酸鉀(KIO₃)的存在? (A) 氯化氫水溶液 (B) 氫氧化鈉水溶液 (C) 澱粉 (D) 藍色石蕊試紙 (E) 碘化鉀水溶液 7

36. 在室溫下，一密封注射筒中含有 N₂O₄ 與 NO₂的氣體，下列敘述何者正確? (A) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤會加深 (B) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤不會改變 (C) 若將注射筒體積增大，原來色澤會加深 (D) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤會變淡 (E) 若將注射筒體積增大，原來色澤會變淡

37. 一密閉容器中放置兩杯溶液，甲溶液為 100 克水溶解 1.8 克葡萄糖（分子量＝180）；乙溶液為 200 克水溶解 3 克尿素（分子量＝60），達成平衡時，下列敘述何項正確？ (A) 重量百分率濃度：甲溶液＞乙溶液 (B) 兩杯溶液水分會由蒸氣壓平衡，由乙溶液進入甲溶液 (C) 平衡後甲溶液重量莫耳濃度為 0.2 m (D) 甲、乙兩溶液重量莫耳濃度相同 (E) 平衡後乙溶液重 223 克

38. 下列何者為膠體溶液？ (A) C60 的苯溶液 (B) 雲霧 (C) 發煙硫酸 (D) 牛奶 (E) 混濁石灰水

39. 難溶化合物在水溶液中，溶解過程中為吸熱反應，關於離子濃度積(Q)與溶度積(K_sp)的敘述，下列何者正確？ (A) Q< K_sp，溶液為未飽和溶液 (B) Q= K_sp，溶液為飽和溶液，系統達平衡，固體化合物持續進行溶解與沉澱 (C) 將 Q< K_sp 的溶液降溫、攪拌看見沉澱發生，此時 Q=K_sp (D) Q> K_sp，溶液為過飽和狀態，系統未達平衡，可加熱使之達到平衡 (E) 在同離子效應下，加入含有相同離子的另一電解質，會使 K_sp變小產生沉澱

40. 鋅－氫電化電池反應式、半電池反應式及標準還原電位如下所示：下列有關此電池的敘述，何者正確？ (A) 鋅有較強的還原力 (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) 提高陰極溶液的 pH 值，可提高此電池之電動勢 (E) 將此電池完全放電至 0 V，表示[H⁺ ]完全耗盡，濃度為 0 8

41. 下列哪組離子在水溶液中可以大量共存？ (A) Na⁺ , Ca²⁺, CO₃²⁻ (B) Ag⁺, Pb²⁺, H₃O ⁺ (C) I⁻ , IO₃⁻, H₃O ⁺ (D) NH₄⁺ , HCO₃⁻ , OH⁻ (E) Fe³⁺, Cu²⁺, SO₄²⁻

42. 下列路易士結構何者正確？ (A) (B) (C) (D) (E)

43. 下圖中的平行四邊形何者可為單位晶格？(A)(B)(C)(D)(E)

44. 氙氣(Xe)是一種惰性氣體，下列敘述何者正確？ (A) Xe 不參與任何反應 (B) Xe 之游離能量在同週期元素中最大 (C) Xe 可與電負度大的原子形成化合物 (D) Xe 會與超強酸（酸度大於 100% 之純硫酸）反應 (E) 由於 1937 年興登堡飛船災難，Xe 已經取代氫氣作為飛艇飛行和充填氣球之氣體

45. 下列那些化合物可以使酸性的 KMnO₄ 溶液褪色? (A) 甲酸 (B) 環己烯 (C) 1-丁醇 (D) 2-甲基-2-戊醇 (E) 丙酸

46. 下列化合物中哪些可以形成氫鍵? (A) 甲烷 (B) 甲酸 (C) 甲醇 (D) 二氯甲烷 (E) 胺基酸

47. 1,3-丁二烯(CH₂=CH-CH=CH₂)和溴化氫(HBr)在-80o C 的條件下，反應時生成 80%的產物 A，以及 20%的產物 B；在 40o C 的反應條件下，生成 20%的產物 A 以及 80%的產物 B。如果反應先在-80o C 的條件下反應完畢後，再將溫度慢慢提高至 40o C 時，發現與在 40o C 的反應條件下，產物分子的組成相同（20%的 A 以及 80%的 B）。下列敘述那些正確? (A) 產物 A 為 CH₃-CHBr-CH=CH₂ (B) 產物 B 為 CH₃-CH=CH-CH₂Br (C) 形成產物 A 的活化能比形成產物 B 的活化能低 (D) 產物 B 為 1,2-加成的產物 (E) 反應過程中會產生丙烯基陽離子的中間產物

48. 目前，大部分的汽車是使用汽油為動力，讓汽油蒸氣在汽缸內燃燒（活塞將汽油與空氣混合壓縮後，火星塞再點火燃燒）。倘燃燒太急速時，便會發生引擎不正常燃爆現象，稱為爆震（震爆）。目前國內使用的汽油為 92，95，98 等級之無鉛汽油；有鉛汽油是指在汽油中加入屬於有機鉛的化合物，但會導致車輛排氣中混有鉛微粒或鉛化物。研究顯示，都市地區空氣中含鉛之 90%來自汽車含鉛的廢氣，鉛會累積在人體內影響血管、心臟、內分泌及免疫系統；此外，鉛具慢毒性，兒童更易由空氣中吸入鉛成分，致使腦部受損。有關汽油的敘述，下列那些正確? (A) 汽油的主要成分是 C4~C12 之脂肪烴和環烴類混合物 (B) 汽油中添加有機鉛或酒精可改善汽車的爆震 (C) 汽油中所添加的有機鉛為四乙基鉛 (C₂H₅)₄Pb，除了可改善汽車的爆震外，亦可增加汽油的辛烷值 (D) 含鉛汽油燃燒時會產生固體一氧化鉛和鉛 (E) 近幾年來，部分國家地區已開始使用 Fe(CO)₅ 等代替四乙基鉛 (C₂H₅)₄Pb 作爲汽油抗震劑

申論題 (8)

(a) 維持在室溫，若兩氣體不互相反應，將開關打開，則容器內的壓力應為多少大氣壓？

(b) 維持在室溫，若兩氣體互相反應，生成氣體產物 A，反應式為 C + 2 D →A。若 D 氣體完全用盡，則容器內的壓力應為多少大氣壓？

2. 在一個未知的星球上，溫度與地球相似，已知其地表岩石的主要成分為碳酸鈣，大氣中存在 0.1 bar 的二氧化碳與其他鈍性氣體，星球上的河流充滿飽和溶解的碳酸鈣，科學家測得河水非常接近中性，[H⁺ ]= 1.8 × 10^-7M，如果已知有下列化學反應，請問河水中鈣離子的含量為多少 ppm?（平衡計算時，氣體直接以 bar 為單位即可） (6 分)

(a) 分別寫出產生 S₂O₆²⁻和 SO₄²⁻的平衡化學反應式。

上述反應完成後，先加入 Ba(OH)₂，直至硫酸根離子完全沉澱，接著再加入 Na₂CO₃。 (b) 寫出加入 Na₂CO₃所發生的平衡化學反應式。

(d) 寫出上述兩個加熱過程的平衡化學反應式。

4. 寫出下列反應的產物 A 至 G (每格 2 分，共 14 分)

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