104年 - 2015年第47屆國際奧林匹亞競賽-國內初選試題#81660

選擇題 (48)

1. HA 為單質子酸，K_a 為 3.0 × 10^-2 。將 0.040 M HA 和 0.040 M NaA 等體積混合後，溶液之氫離子濃度為多少？(A) 5.0 × 10^-3M (B) 1.0 × 10^-2M (C) 2.0 × 10^-2 M (D) 3.0 × 10^-2 M (E) 6.0 × 10^-2M.

2. 若半反應 M³⁺ + 3e⁻ → M 和 M²⁺ + 2e⁻→ M 之標準還原電位分別為 -0.10 V 和-0.50 V，則半反應 M³⁺ + e⁻→ M²⁺之標準還原電位為多少？(A) -0.70 V (B) -0.40 V (C) +0.40 V (D) +0.70 V (E) +1.30

3. 下列哪一種液態物質的性質會因分子間作用力的增加而減少？ (A) 凝固點 (B) 沸點 (C) 表面張力 (D) 黏性 (E) 飽和蒸氣壓

4. 乙醇在 25 ºC 之標準莫耳燃燒自由能變化 (ΔG°) 為 -1320 kJ。試問乙醇-氧氣燃料電池之電池反應：C₂H₅OH_(l)+ 3 O_2(g) → 2 CO_2(g)+ 3 H₂O_(g) 的標準電位為多少 V？(A) +2.28 (B) +1.14 (C) +0.57 (D) -0.57 (E) -1.14

5. 磷 (P₄) 溶於鹼性溶液生成 PH₃和 H₂PO₂‾ 之反應式如下： P4 + x OH‾ + y H₂O → z PH₃ + w H₂PO₂‾ (未平衡)。在平衡反應式中，係數 x、y、z、w 之和為多少？(A) 8 (B) 10 (C) 12 (D) 14 (E) 16

6. 碳酸鋇固體(K_sp = 1.6 × 10^-9 )在下列哪一種溶液或溶劑中的溶解度最大？(A) 純水 (B) 0.010 M NaOH (C) 0.010 M HCl(D) 0.010 M BaCl₂ (E) 0.010 M Na₂CO₃.

7. 下列哪一組溶液 (各 50 mL) 配製成 pH5.0 之緩衝溶液時，緩衝效果最好(具最大的緩衝容量)？(A) 0.50 M HA (pKa = 5.0) + 0.50 M NaA(B) 0.10 M HA (pKa = 5.0) + 0.10 M NaA(C) 0.10 HA (pKa = 5.0) + 0.90 M NaA(D) 0.25 M HA (pKa = 6.0) + 0.25 M NaA(E) 0.25 M HA (pKa = 4.0) + 0.25 M NaA

8. 若 X 和 Y 二液體在 25 ºC 形成理想溶液，則下列敘述何者錯誤？ (A) 異類分子間之作用力與同類分子間之作用力相同(B) X 氣體之分壓與溶液中 X 的莫耳分率成正比(C) X 氣體之分壓與純液體 X 之飽和蒸氣壓成正比(D) 混合溶液之沸點介於二純液體的沸點之間(E) 二液體混合時會釋出熱能，故有利於混合溶液的形成

9. 常溫、常壓下，下列化學式中何者既能表示物質的組成，又能表示物質的一個分子？ (A) Na₂O₂ (B) Al₂Cl₆ (C) KH (D) SiO₂(E) AgCl

10. 常溫下把鐵片置入下列溶液中，何者會使鐵片溶解，溶液質量增加，但沒有氣體產生？ (A) 硫酸鐵溶液 (B) 濃硝酸 (C) 鹽酸 (D) 硫酸鋅溶液 (E) 硝酸鎂溶液

11. 下列有關氧化還原的敘述，何者正確？ (A) 金屬元素在反應中只能當還原劑，非金屬元素只能當氧化劑(B) 失去電子多的金屬還原能力強(C) 若某元素之化合物，經化學反應變成元素狀態，則該化合物一定被還原(D) 金屬陽離子被還原不一定變成金屬元素(E) 非金屬離子無法經由還原變成元素

12. 在常溫下，於一飽和 NaOH 水溶液中加入一小塊金屬鈉，反應完全後回復到原來溫度。下列有關此反應的敘述，何者錯誤？(A) 產生 H₂，所以 NaOH 溶液濃度增加(B) 有 H₂產生，但溶液中 NaOH 的重量百分比不變(C) 產生 H₂ 且溶液的質量減少(D) 反應過程中，鈉塊浮於液面，到處游動並發出嘶嘶的聲音(E) 該反應為放熱反應

13. 為了使太空人在太空旅程中有個合適穩定的生存環境，太空旅行載具中會攜帶固體 Na₂O₂ 或 K₂O₂，其用途為產生氧氣。下列關於 Na₂O₂的敘述，何者正確？(A) Na₂O₂ 的陽、陰離子的個數比為 1 : 1(B) Na₂O₂ 分別與水和 CO₂ 反應，產生相同量的 O₂ 時，需要水和 CO₂ 的質量相等(C) Na₂O₂ 分別與水和 CO₂ 反應，產生相同量的 O₂時，電子轉移的數目相等(D) Na₂O₂ 與 SO₂均可漂白它物，其漂白原理亦相同(E) Na₂O₂ 與 CO₂ 反應時，Na₂O₂ 為氧化劑

14. 將 NaOH 水溶液逐滴加入含有 H⁺、Mg²⁺ 和 Al³⁺三種離子的無色水溶液中。若以 NaOH溶液的消耗體積(X 軸)與所產生的沉澱的質量(Y 軸)作圖，則下列何者正確？(A) (B) (C)(D) (E)

15. 鋁、鐵、銅和鈦為人類文明發展的過程中四種重要的金屬，此四種金屬因其反應性，在歷史上被人類使用的時間先後順序應為何？(A) 銅、鐵、鋁、鈦 (B) 鐵、鋁、銅、鈦 (C) 銅、鐵、鈦、鋁(D) 鐵、銅、鋁、鈦 (E) 鐵、銅、鈦、鋁

16. 某生欲證明某溶液中不含 Fe³⁺，而可能含有 Fe²⁺，於是設計了以下的實驗：①加入足量氯水(氯氣水溶液)② 加入足量酸性 KMnO₄ 溶液③ 加入少量 KSCN 溶液。下列實驗操作順序，何者正確？(A) ③② ①(B) ① ② ③ (C) ③ ②(D) ① ③ (E) ③ ①

17. 某反應在 327 °C 的反應速率為其在 27 °C 的 10⁴倍，該反應活化能為多少？ ( e 10 ) 9 2 4 = . (A) 4526 J/mol (B) 22.9 kJ/mol (C) 45.9 kJ/mol (D) 76.5 kJ/mol (E) 225 kJ/mol

18. 某反應物可經由兩個反應路徑得到產物，如下圖所示，其中包含 3 個基本反應步驟 (1、2、3)，其反應速率常數分別為 k₁、k₂、k₃，相對大小為 k₁ << k₂ < k₃，則此產物的生成速率常數最接近下列何者？(A) k₁ (B) k₂ (C) k₃ (D) k₁+k₂ (E) k₁×k₂

19. 取 8.00 克 SO_3(g)注入 5 升的真空容器內，在 527 ºC 下進行下列反應， 2SO_3(g)2SO_2(g)+ O_2(g)達平衡時，容器內壓力為 1.80 大氣壓，該上述反應的平衡常數 K_p 是多少？(A) 0.12 (B) 0.3 (C) 0.36 (D) 0.62 (E) 4.0

20. 有一反應 A_(g) 2B_(g)，在溫度 25 ºC 時，其正、逆反應速率常數分別為 k₁及 k_‒1，當加入催化劑後，正、逆反應速率常數分別變為 k2 及 k‒2，下列那些敘述是正確？(A) k₂ > k_‒2(B) k₁ > k_‒2 (C) (k₂ − k₁) = (k₋₂ − k₋₁)(D)(E)

21. 在20 °C時，液態化合物A (分子量80.0) 的蒸氣壓和密度分別為75.0 mmHg和0.80 g/cm³ ，而液態化合物 B (分子量 60.0) 的蒸氣壓和密度分別為 120.0 mmHg 和 1.20 g/cm³，將化合物 A 和 B 以體積比例為 6：4 混合，若混合溶液是理想溶液，該溶液的總蒸氣壓是多少？(A) 82.8 mmHg (B) 88.8 mmHg (C) 93.0 mmHg (D) 100.7 mmHg (E) 102.6 mmHg 6

22. 根據以下的標準還原電位下列何者是最強的還原劑？(A) Cr (B) Cr³⁺ (C) Co (D) Mn²⁺ (E) MnO₄^‾

23. 已知下列的熱反應式依上述反應式，計算下列反應的反應熱是多少？NO_(g)+ O_(g) → NO_2(g)(A) −551.6 kJ (B) −304.1 kJ (C) 153.8 kJ (D) 190.9 kJ (E) 438.4 kJ

24. 有一果糖(C₆H₁₂O₆)水溶液的密度為 1.05 g/cm³，在 27 ºC 下，滲透壓為 19.7 atm，估算該溶液的凝固點溫度是多少？ (果糖分子量=180；水的凝固點下降常數 K_f = 1.86 ºC/m)(A) −1.22 ºC (B) −1.38 ºC (C) −1.49 ºC (D) −1.64 ºC (E) −1.78 ºC

25. 下列何者不具有順反異構物？ (A) CH₂(OCH₃)₂(B) Co(NH₃)₃Cl₃(C) HOOCHC = CHCOOH(D) CHCl=CHBr (E) Pt(NH₃)₂Cl₂

26. 下列關於乙炔之敘述，何者正確？ (A) 乙炔經多分子聚合可產生聚苯乙烯(B) 乙炔可與硫酸汞的酸性水溶液反應可得乙醇(C) 乙炔與過量溴反應可得 1,2-二溴乙烷(D) 乙炔可由電石(碳化鈣)與水反應而得(E) 三個乙炔分子自相聚合可產生環己烷

27. 3-甲基戊烷與氯氣分子在加熱或照光下，會進行氯化反應，其中產生的單氯產物 (C₆H₁₃Cl) 會有幾種異構物？(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6

28. 下列碳數相同，但具不同官能基之化合物，其沸點高低排列，何者正確？ (A) 乙胺 > 乙醇 > 乙酸 > 乙烯(B) 乙酸 > 乙胺 > 乙醇 > 乙烯(C) 乙胺 > 乙酸 > 乙醇 > 乙烯(D) 乙酸 > 乙醇 > 乙胺 > 乙烯(E) 乙醇 > 乙酸 > 乙胺 > 乙烯 7

29. 下圖為某分子之結構，有關該分子之敘述何者正確？(A) 此分子含有四個分子內氫鍵(B) 此分子完全水解後，可得四種不同結構之胺基酸分子(C) 此分子不會與重鉻酸鈉水溶液反應(D) 此分子中，只有一種官能基可與三級胺形成氫鍵(E) 此分子有十個碳原子具 sp² 混成軌域

30. 下列何者可與 FeCl₃ 水溶液反應，使溶液呈紫色？ (A)(B)(C)OO(D)(E)OHOClClCl

31. CH₃CH₂CH₂CH₂OH 於 180 ºC 下，先與濃 H₂SO₄反應後，再與 HCl 反應，主要產物為下列何者？(A) 1-氯丁烷 (B) 2-氯丁烷 (C) 1,2-二氯丁烷(D) 2-氯-2-甲基丙烷 (E) 二丁醚

32. 三聚氰胺（化學式 C₃H₆N₆）俗稱蛋白精，因其含氮量較高，而被不肖業者利用，添加在食品中造成食品蛋白質含量較高的假像，以牟取暴利。已知含氮量的測定法為凱氏定氮法(Kjeldahl method)，其測量步驟如下：① 以硫酸分解試料，可將氮原子變成硫酸銨：試料＋H₂SO₄→ CO₂＋(NH₄)₂SO₄＋SO₂②　於上述硫酸銨溶液中加入過量氫氧化鈉，以得到氨氣：(NH₄)₂SO₄＋2NaOH → Na₂SO₄＋2NH₃＋2H₂O③以硼酸捕捉產生的氨氣：B(OH)₃＋H₂O＋NH₃ → NH₄⁺＋B(OH)₄‾④ 以標準鹽酸溶液滴定硼酸根離子：B(OH)4‾＋H⁺ → B(OH)₃＋H₂O現有一奶粉試樣 1.00 g，已知內含蛋白質 0.20 g (含氮量為 28%)，以凱氏定氮法決定此試樣的含氮量時，滴定時共用去 0.10 M 鹽酸 100 mL，則其中可能被加入多少三聚氰胺 (含氮量為 67%)？(A) 0.056 g (B) 0.084 g (C) 0.125 g (D) 0.140 g (E) 0.250 g。

二、多選題33. 離子化合物 M₃A₂(s) 之飽和水溶液，在 300 K 之滲透壓為 0.123 atm。下列敘述哪些正確？(A) 100 mL 的水可溶解 5.0 × 10-4 莫耳 M3A2(s)(B) [M²⁺] + [A^3-] = 5.0 × 10^-3M(C) [M²⁺] = 2.0 × 10^-3 M(D) [A^3-] = 3.0 × 10^-3 M(E) M₃A_2(s) 之 K_sp為 1.1 × 10^-13

34. 下列哪些方法可用於決定 NaCl 和 MgCl₂ 之固體混合物的組成？下列方法係對用已知重量之固體混合物配製成的溶液所進行的分析實驗。(A) 用三碘離子(I₃^-)標準溶液及澱粉指示劑滴定(B) 用 NaOH 標準溶液滴定(C) 測定樣品溶液在一定溫度時之滲透壓(D) 先用 AgNO_3(aq)溶液沉澱樣品溶液；再精稱乾燥後之沉澱質量(E) 測量電池 Ag|AgCl|樣品溶液||參考電極之電位

35. 銅銀電池 (Cu|Cu²⁺(0.10 M)||Ag⁺(1.0 M)|Ag) 之二電解液的體積均為 100 mL。若此電池以 9.65 安培的固定電流進行放電，下列敘述哪些正確？(已知 E°(Cu²⁺→Cu) = 0.34 V; E°(Ag⁺→Ag) = 0.80 V)(A) 銅離子之形成速率為 5.0 × 10^-4 M⋅s^-1(B) 當銅離子和銀離子之濃度相同時，可析出 6.48 克的銀(C) 此電池剛組裝完成時之電位為 0.40 V(D) 經 10 分鐘之放電後，銅離子和銀離子的濃度相同(E) 電池反應 Cu + 2 Ag⁺ → Cu²⁺+ 2 Ag 之平衡常數為 10^0.46/0.0592

36. 目前週期表所列元素的原子量，是依據指定 ¹²C 的原子量為 12.00 amu，而得到其他元素的原子量，若更改為指定 ¹²C 的原子量為 24.00 amu，則下何項的數值變大？(A) H₂O 的分子量 (B) 理想氣體常數 (C) 沸點上升常數(D) 亞佛加厥數 (E) 在 STP 下，一公升 H₂ 氣體含有的分子莫耳數

37. 含有 Cl‾、Br‾、I‾ 之混合溶液，可經由右圖之流程將其分離，根據此流程，下面哪些選項正確？(A) X = Cl‾(B) Y = I‾(C) Z = AgBr(D) 形成溶液 X 之反應為： AgCl_(s) + 2NH_3(aq) → Ag(NH₃)₂⁺_(aq)+ Cl^‾_(aq)(E) 溶液 X 加入 6 M HNO_3(aq) 時，會再產生沉澱

複選題
38. 已知 E 為週期表中前三週期的一個元素，其氯化物 ECl_n 的熔點為 -121 ºC，沸點為 59 ºC 。取 0.2 莫耳的 ECln 與足量硝酸銀溶液完全反應後可得到 57.4 克的氯化銀沉澱。下列相關的敘述，哪些正確?(A) E 是一種非金屬元素(B) 在 ECl_n 中，E 與 Cl 之間的鍵結屬於共價鍵(C) EO₂為 E 的一種氧化物(D) E 為第 14 族的元素(E) E 無法與氫形成化合物

39. 氮化鎵(GaN)是發藍光二極體的重要材料，氮化鎵的粉末呈黃色，密度為 6.15 g/cm³ , 熔點高於2500 ºC，氮化鎵可由右式的方法製備Ga₂O₃ + 2 NH₃ → 2 GaN + 3 H₂O。今年的諾貝爾物理獎便是頒給研究氮化鎵的科學家。下列有關氮化鎵及其製備方法的敘述，哪些正確？(A) 氮化鎵為分子化合物(B) 氮與鎵之間具有叁鍵 (C) 氮化鎵為半導體材料 (D) 氮與鎵的氧化數分別為 -3 和 +3 (E) 製備氮化鎵的反應屬於酸鹼反應

40. 下列有關黃血鹽(K₄[Fe(CN)₆])和赤血鹽(K₃[Fe(CN)₆])的敘述，哪些正確? (A) 黃血鹽和赤血鹽的中心金屬 Fe 的氧化數分別為 +4 和 +3(B) 赤血鹽的陰離子可當配位基，但黃血鹽的陰離子不可當配位基(C) 黃血鹽和赤血鹽的中心金屬 Fe 均與氰離子的碳原子產生鍵結(D) 黃血鹽和赤血鹽的水溶液，可分別用來檢驗 Fe³⁺和 Fe²⁺ 離子(E) 赤血鹽的還原力較黃血鹽強

41. 下列有關原子的結構及電子組態的敘述，哪些正確? (A) 週期表的元素中，有三個基態元素的最外層的電子組態為 4s¹(B) 同一族元素的最外層的電子組態，除了主量子數 n 不同之外，電子排列及電子數皆相同，如：第 1 族的元素最外層的電子組態皆為 ns ¹(C) 現今已知的原子結構以原子核為中心，電子在原子核外，於固定的軌道繞原子核運行(D) 銅原子的電子組態由[Ar]3d⁹ 4s² 變成[Ar]3d¹⁰4s¹ 時，會有能量伴隨產生(E) 氫原子中電子由 n = 5 能階回至 n = 1 能階所產生的譜線，屬於紅外光區的有兩條

42. 在 25o C 時，將 1.0 M 醋酸溶液的濃度稀釋為 0.1 M 後，溶液中何者的數值增加？ (醋酸的 K_a=1.8×10^‒5)(A) pH (B) 導電度 (C) 沸點(D) 滲透壓 (E)

43. A 化合物反應生成 B 化合物，其反應式如下 3A_(g)→ B_(g)在 25 ºC 時，A 的消耗速率式可表示為 A 的消耗速率 = k[A]ⁿ其中 n 是整數，速率常數 k = 0.25 M^‒1s^‒1。若 A 和 B 反應的最初濃度分別為[A]_o = 0.20 M和[B]_o = 0.0 M，則下列哪些敘述正確？(A) n 等於 1(B) A 的最初消耗速率為 0.01 M/s(C) 反應 20 秒後，[B] = 0.10 M(D) 反應 20 秒後，反應速率為最初速率的 1/4(E) 可能的反應機制為

44. 在 220 K 下，H₂、CH₄,、N₂ 和 CO₂ 四種氣體的與 P 間關係曲線如右圖所示，依圖及理想氣體定義，判斷下列敘述哪些正確？(A) 在很低的壓力下( P → 0 )，真實氣體的性質接近理想氣體(B) CH₄在 400 大氣壓比在 200 大氣壓的性質更接近理想氣體(C) 分子間的作用力大小：H₂< N₂ < CH₄< CO₂(D) 在較高壓力時(P > 200 atm)，隨壓力增加而增大，因為真實氣體分子間的作用力所致(E) 理想氣體的等於 1，而真實氣體的可能小於 1，因為真實氣體分子具有體積

45. 下列有關油脂之敘述，哪些正確？ (A) 為甘油酯，可含有未飽和碳碳雙鍵(B) 為三個脂肪酸分子與一個甘油分子所構成之酯類(C) 與 NaOH_(aq)共煮可以製造生質柴油(D) 一般家庭所用的洗衣精是由油脂起皂化反應而得(E) 油脂皂化後需加入 NaCl_(aq)，稱為鹽析

46. 丙酮的溴化反應一般可用酸催化，催化後的反應式為 CH₃COCH₃ + Br2H+ CH₃COCH₂Br + H⁺ + Br⁻，在固定溫度下，改變[CH₃COCH₃]、[Br₂]、[H⁺]，對於[Br₂]的消耗速率影響如表：則下列敘述哪些正確?(A) 此反應的總級數為 3(B) 此反應的速率常數為 1.9 × 10^{− 3} M^{− 1}s^{− 1}(C) 此反應的速率常數為 3.8 × 10^{− 3} M^{− 1}s^{− 1}(D) 此反應的速率與丙酮的濃度平方成正比(E) 此反應的速率與溴的濃度無關