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108年 - 臺北市立西松高級中學 108 學年度教師甄試化學科試題#76024

科目：教甄◆化學專業/化工科 | 年份：108年 | 選擇題數：18 | 申論題數：30

試卷資訊

所屬科目：教甄◆化學專業/化工科

選擇題 (18)

1. 使用以下數據計算乙烷，C2H6 的莫耳燃燒焓。5cd50fe9a345e.jpg (A) –1428 (B) –2684 (C) –2856 (D) –3306 (E) –3606 kJ/mol 

2. 合成氨的反應： N2(g) + 3H2(g)5cd51031b624a.jpg 2NH3(g) K = 2.3 × 10–6 將反應物和產物各 1.00 mol 放入 1.00L 容器中；則達平衡時，N2 的濃度為何？ (A) 0.5 (B) 1.0 (C) 1.5 (D) 2.0 (E) 2.5 M

3. 將以下 0.10 M 的各個溶液，依 pH 值，從最低排到最高。 NaF, NaC2H3O2, C5H5NHCl, KOH, HCN. (Ka HCN = 6.2 × 10–10; Ka HF= 7.2 × 10–4 ; Ka HC2H3O2 = 1.8 × 10–5 ; Kb C5H5N = 1.7 × 10–9 ) (A) KOH, NaC2H3O2, NaF, HCN, C5H5NHCl (B) NaC2H3O2, NaF, HCN, KOH, C5H5NHCl (C) HCN, C5H5NHCl, NaF, NaC2H3O2, KOH (D) NaF, NaC2H3O2, HCN, C5H5NHCl, KOH (E) C5H5NHCl, HCN, NaF, NaC2H3O2, KOH

4. 下列各基態物種的電子組態，有幾個是正確的？ 5cd5111daa811.jpg (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5

 5. 考慮最簡單的氨基酸；甘氨酸的結構： 分子中每個 N 和 C 原子的混成軌域（從左到右依次）何者正確？5cd511851782b.jpg (A) sp3 sp3 sp2 (B) sp3 sp3 sp3 (C) sp2 sp2 sp2 (D) sp2 sp3 sp2 (E) sp3 sp2 sp2

6. 某金屬之晶體為體心立方堆積，邊長為 2.18 × 102 pm。此單位晶格中，中空體積的百分比是多 少？ (A) 0.00% (B) 26.0% (C) 32.0% (D) 68% (E) 75.5%
7. 在某定溫下，有苯(純苯的蒸氣壓 = 745 torr)和甲苯(純甲苯的蒸氣壓= 290 torr)的混合物。若溶液 上方蒸氣中，苯的莫耳分率為 0.590；則溶液中甲苯的莫耳分率為何？(假設均為理想液體、氣 體) (A) 0.213 (B) 0.359 (C) 0.590 (D) 0.641 (E) 0.778
8. 計算下列反應的平衡常數： H2C2O4(aq) + 2OH– (aq) → C2O42– (aq) + 2H2O(l) 已知 H2C2O4(aq) Ka1 = 6.5 × 10–2；Ka2 = 6.1 × 10–5；H2O Kw = 1.0 × 10–14 (A) 4.0 × 10–34 (B) 4.0 × 10–6 (C) 4.0 × 106 (D) 4.0 × 1022 (E) 4.0 × 10 34

9. 已知下列半反應之標準電位，選項中之電化學電池，何者具有最大(最正)的標準電池電位？ 5cd5121bd2479.jpg (A) Cu(s) | Cu2+(aq) || Cd2+(aq) | Cd(s) (B) Tl(s) | Tl+ (aq) || AgCl(s) | Ag(s), Cl– (aq) (C) Cd(s) | Cd2+(aq) || AgCl(s) | Ag(s), Cl– (aq) (D) Cu(s) | Cu2+(aq) || AgCl(s) | Ag(s), Cl– (aq) (E) Tl(s) | Tl+ (aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)

10. What is the geometry of BrF3? (A) seesaw (B) T-shaped (C) trigonal planar (D) trigonal pyramidal (E) tetrahedral
11. A racemic mixture consists of equal quantities of (A) cis-trans isomers. (B) diastereomers. (C) enantiomers. (D) structural isomers (E) geometric isomer
12. Which of the following molecules has a nonzero dipole moment? (A) CH4 (B) SiF4 (C) CS2 (D) SO3 (E) PBr3
13. In which choice are the species listed in order of increasing radius? (A) Cl– , S2– , P3– (B) Na+ , Mg2+, Al3+ (C) Ar, K+ , Cl– (D) Cl– , Ar, K+ (E) P3– , S 2– , Cl –

14 and 15 are related. 14. The following initial rate data were found for the reaction 5cd512b3469da.jpgWhich of the following is the correct rate law? (A) Rate = k[MnO4 – ] 2 [H2C2O4] 5 [H+ ] 6 (B) Rate = k[MnO4 – ] 2 [H2C2O4][H+ ] (C) Rate = k[MnO4 – ][H2C2O4][H+ ] (D) Rate = k[MnO4– ] 2 [H2C2O4] (E) Rate = k[MnO4– ][H2C2O4] 2

15. What is the value of the rate constant? (A) 2 × 105 M • s –1 (B) 2 × 105 M–2 • s –1 (C) 200 M–1 • s –1 (D) 200 M–2 • s –1 (E) 2 × 10–4 M • s –1

16. Which of the following statements about the complex ion Co(en)2Cl2+ is true? (en = ethylenediamine, NH2CH2CH2NH2) (A) The complex ion contains Co(I). (B) The complex ion exhibits cis and trans geometric isomers, but no optical isomers. (C) The complex ion exhibits two geometric isomers (cis and trans) and two optical isomers. (D) Because en is a strong field ligand (large △o), the complex ion is paramagnetic. (E) The geometric isomers of the complex ion have identical chemical properties.

17. Name the following:5cd513d95c4f5.jpg (A) 1,1,1-trichloro-5-bromo-3-pentene (B) 1-bromo-5,5,5-trichloro-2-pentene (C) 1,1,1-trichloro-5-bromo-2-pentene (D) 1,1,1-trichloro-5-bromo-3-pentyne (E) 1-bromo-5,5-dichloro-2-hexene

18. Which of the following statements is true? (A) We can determine the exact location of an electron if we know its energy. (B) An electron in a 2s orbital can have the same n, l, and ml quantum numbers as an electron in a 3s orbital. (C) Only three quantum numbers are needed to uniquely describe an electron. (D) In the building up of atoms, electrons occupy the 4f orbitals before the 6s orbitals. (E) Ni has 2 unpaired electrons in its 3d orbitals.

申論題 (30)

(a) 計算將 1.0 × 10-3 mol 之 CuI 固體加入 1.00 L 水中，溶解的銅離子的莫耳數。
(b) 若要完全溶解問題(a)中之 CuI，則需要加入 NaI 的最小莫耳數(需有計算)。假設溶液體積不變.
(c) 寫出中性溶液中，Cu+ 可發生之歧化反應之反應式，並計算其平衡常數。
(d) 碘化銅，CuI2 為不穩定化合物。寫出合理的化學反應，描述 CuI2 在水溶液中的分解，並證明在 標準條件下，其為自發反應。
(a) Draw the Lewis structure of dioxygen difluoride, O2F2, and sketch or describe the three-dimensional shape of this polar molecule.
(b) Explain why the O–F bonds in dioxygen difluoride, O2F2 (157.5 pm) are much longer than those in oxygen difluoride, OF2 (140.5 pm).
(c) Disulfur difluoride, S2F2, exists as two structural isomers. One isomer is analogous in structure to dioxygen difluoride, O2F2, but the second, more thermodynamically stable isomer, has a structure in which the two sulfur atoms are in different chemical environments. Draw a Lewis structure of the more stable isomer of disulfur difluoride, S2F2, and sketch or describe its three-dimensional shape.
(d) Sulfur tetrafluoride, SF4 (bp –38 ºC), has a higher boiling point than sulfur hexafluoride, SF6 (bp –64 ºC). Briefly explain why
(a) isopropyl acetate
(b) 4-chloro-2,5-dimethyl-3-heptanone
(c) 4-溴-2,4-二甲基 已烷
(d) 1-氯-4-甲基 環戊烯
（1）下列關於乙的敘述，正確者為何？【2 分】 a. 分子中碳原子與氮原子的個數比是 7：5 b. 屬於芳香族化合物 c. 可與鹽酸，也可與氫氧化鈉溶液反應 d. 屬於苯酚的同系物 e. 與氯化鐵溶液生成紫色物質
（2）丁是丙的同分異構體，且滿足下列兩個條件，則丁的結構式有哪些？【4 分】 a. 同時具有胺基(-NH2)與羧基(-COOH) b. 在稀硫酸中水解有乙酸生成

（3）甲可以通過下列路線合成(分離方法和其他產物已經略去)： 5cd515539d6e7.jpg1. 步驟 I 和 IV 在合成甲過程中的主要目的是什麼？【2 分】 2. 請寫出步驟 IV 反應的化學反應式。（反應物與產物均以結構式表示）【2 分】

(1) 在 KI(aq)、Na2S2O3(aq)與澱粉的混合溶液中，加入一定量的 K2S2O8 溶液，當溶液中的何種物質 耗盡後，溶液顏色將由無色變成為藍色？又為了確保能觀察到藍色，以 S2O3 2－與 S2O8 2－的初始濃 度混合，個別所需的體積量，其 V(S2O3 2－ )／V(S2O8 2－ ) 的數學關係式為何？【2 分】

(2) 為探討反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗如下表：5cd515f3ab308.jpg 表中 Vx為多少 mL？簡述其理由。【2 分】

(3) 已知某條件下，濃度[S2O8 2－ ]與反應時間 t 的變化曲線如下圖，以此圖為標準，若保持其他條件不 變，請在答案卷(自行繪出座標圖)中，分別畫出降低反應溫度(甲)和加入催化劑(乙)時，[S2O82－ ] 與 t 的變化曲線示意圖(寫出相對應的位置標註甲、乙)。【2 分】5cd5163b00750.jpg

(4) 碘可作為心臟心律調節器的電源—鋰碘電池的材料。該電池反應為： 已知：5cd516651b414.jpg 則電池反應的∆H 如何以∆H1、∆H2 表示？碘電極作為該電池的哪一極？(正或負) 【2 分】

(1) 寫出濃硝酸與銅反應的離子反應式並平衡。【2 分】
(2) 上圖裝置中 NaOH 溶液的作用為何？反應結束後，廣口瓶內的溶液中，除了含有 NaOH 外，還有 哪種最可能的物質？(請寫化學式說明)。【2 分】
(3) 步驟二中，水浴加熱所需儀器，有哪二項？(夾持儀器、加熱裝置除外)；洗滌的目的為何？【3 分】
(4) 步驟二的濾液中可能含有 CO3 2－，簡單說明檢驗 CO3 2－的方法。【2 分】
(5) 影響產品產量的主要因素有哪二項？(反應物數量固定) 【2 分】
(6) 若實驗得到 2.42 g 產品(且只含 CuO 雜質)，取此產品加熱至完全分解後，得到 1.80 g 固體，此樣 品中鹼式碳酸銅的質量百分率為多少%？(請列計算是說明) 【4 分】
六、回答下列問題： (1) 試排列下列化合物之酸性強弱： A：ICH2CO2H； B：CH3CO2H； C：FCH2CO2H；D：ClCH2CO2H 【1分】
(2) 下列分子或離子之中心原子，何者帶有一個孤對電子？ NH2 －，S2Cl2，BeF2，CH3－，PCl5 【1分】
(3) 下列分子的鍵角,何者最小？ NH3、AsH3、H2O、H2Se、CO2 【1分】
(4) 在綠色化學的推動，重視化學反應之原子效率（Atom efficiency），原子效率以反應目標產物之 原子質量（mass of atoms）除以反應物之原子質量來評估。甲基第三丁基醚（methyl tert-butyl ether, MTBE）為無鉛汽油填加劑，由異丁烯(isobutylene)與甲醇在固態酸為催化劑進行加成反應 而得，其化學反應方程式為 C4H8 + CH3OH → (C4H9)-O-CH3，此反應之原子效率為多少%。（C = 12；O = 16；H = 1） 【1分】

(5) 在同時存在 0.2 M 的 Ni2＋和 0.2 M 的 Co2＋的酸性水溶液中逐漸加入NaOH。當 Ni 2＋離子沉澱 到達該離子在水溶液中的濃度為原先濃度的5cd5179966d9a.jpg 時，Co2＋離子在水溶液中的濃度為多少M？ （[Ni2＋ ][OH－ ] 2＝Ksp＝6×10－16；[Co2＋ ][OH－ ] 2＝Ksp = 1.3×10－15） (請列計算式說明)【3分】