110年 - 110-1臺中市立文華高級中等學校教師甄選：化學科專業知能#98007

選擇題 (1)

複選題

8. 以Zn、Cu、Ni、Mg 四種金屬棒分別浸入含各該金屬離子之濃度為1.0 M 之水溶液中，組成四個半電池，圖示其連接情形。循甲、乙、丙、丁之順序依序次為Zn、Cu、 Ni、Mg，甲、乙間及丙、丁間以鹽橋連接，甲、丁間及乙、丙間以導線連接伏特計，已知Zn、Cu、Ni、Mg氧化電位分別為＋0.76 V；－0.34 V；＋0.25 V；＋2.37 V，則下列敘述何者為正確？【第10格答案】（Cu＝63.5，Zn＝65.4，Mg＝24.3，Ni＝58.7） (A)若將四個半電池的連接順序任意變動，共可得五種不同的電壓 (B)當各反應均達平衡時電壓為0 (C)若在乙半電池中加入或在丙半電池中加入蒸餾水，則伏特計之讀數均減少 (D)此雙電池之標準電動勢為1.02 V (E)若將四個半電池的連接順序任意變動，可得最高電壓為2.20 V，最低電壓為1.02 V。

申論題 (49)

1. 已知氫氧化亞鐵，NH₃之解離平衡常數。欲使同時溶有 0.02M 硫酸亞鐵，0.01 M NH₃ 及 NH₄Cl 的水溶液中，不產生 Fe(OH)₂ 沉澱，則 NH₄Cl 存在之最小濃度約為【第 1 格答案】M

2. 於 100℃時，2 升真空容器中，放入 3.2g O₂及 1.8g H₂O，測得系統總壓力為 P atm，若將容器體積擴大為 10 升，溫度保持 100℃，則容器內氣體總壓力變為原來的【第 2 格答案】倍。(答案請四捨五入寫至小數點下兩位）

3. 已知標準電位(25 °C)如下：下列反應之電位為【第 3 格答案】V？

4. 在實驗室中將 1.000 克鎂鋅合金的樣本先用酸溶解後，加入過量氫氧化鈉溶液後過濾得澄清液，再以硫化氫氣體通入該澄清液，讓單一成分的金屬硫化物沈澱而分離並分析之。已知該金屬硫化物經水洗乾燥後秤重得 0.134 克，則該合金中所含的鎂其重量百分率為【第 4 格答案】%？ (Mg = 24，Zn = 65.4，S=32，答案請四捨五入寫至整數)

(1)AgCl 之 Ksp 為【第 5 格答案】？

(2)0.02molAgCl 完全溶於 0.10 MNaI 水溶液 200 mL 中，平衡後[I^－]的濃度為【第 6 格答案】M？

(3)欲使 0.01 莫耳 AgCl 完全溶解於 100 mL 水中，需通氨氣【第 7 格答案】莫耳於水中？ (答案請寫至小數點下二位）

6. 某元素 X 之兩種氧化物：XO 與 XO₂ 共 1.5 莫耳，總重 130 克，今以 1.0M KMnO₄ 酸性溶液將其完全氧化成時，共需該 KMnO₄ 溶液 500 毫升以達當量點，則 X 之原子量為【第 8 格答案】。

7. 利用以下四種方法置備氧氣：
(1) KClO₃ 和 MnO₂ 共熱 (2) Na₂O₂加水 (3) H₂O₂ 中加 MnO₂ (4) KMnO₄ 受熱分解。若要製得相同質量的氧氣，則上述反應中相關物質轉移的電子數之比依序為【第 9 格答案】。

9. 在燒杯 A 中，將 1.71 克的蔗糖（分子量為 342）溶於 20 克水中，另在燒杯 B 中，使 0.815 克非揮發性非電解質甲溶於 24 克水中，再將 A、B 置於一真空密閉容器中，當二者蒸氣壓達平衡，測得 A 杯中水重變為 24 克，由以上實驗數據算出甲分子量約為【第 11 格答案】(答案請寫至小數點下一位）

10. 兩個體積不等之燒瓶（體積比 V₁：V₂＝3：4）用細管相連接（細管體積可忽略），最初在 27 ℃下置入 0.70 莫耳，系統壓力為 1.0 atm。今 V₁改置入 127 ℃沸油中，V₂ 仍然維持在 27 ℃，達平衡時，求 V₂ 內氣體壓力為【第 12 格答案】atm？(答案請寫至小數點下兩位）

11. 分解反應之平衡反應式：。若一定容積的容器中含有 NO₂ 氣體 0.05 莫耳，且在 427 ℃下 NO₂之分解率為 40％，平衡後總壓為 800 mmHg。今知在 927 ℃下，NO₂之分解率達 80％，平衡後之總壓應為【第 13 格答案】 mmHg？

(1)安非他命【第 14 格答案】

(2)麩胺酸【第 15 格答案】

(3)壓克力【第 16 格答案】

13. 請排列出 H₂O、HF、PH₃、SiH₄、NH₃ 之沸點高低順序(左至右為由大到小)：【第 17 格答案】

14. 陳同學欲分析某樣品溶液的 COD 值，並進行下列操作：
步驟 1：將 1.0 L 樣品溶液用足量硫酸予以酸化，且加入硝酸銀溶液以去除氯離子。
步驟 2：在此樣品溶液中添加 100mL 之過錳酸鉀溶液，將此混合液加熱 30 分鐘，而後加入 100mL 之 M 草酸鈉標準溶液，將此混合溶液攪拌均勻。
步驟 3：未反應之草酸離子用 M 過錳酸鉀溶液滴定，需使用 25mL 的溶液才能達當量點。試依照上述分析操作，計算出此樣品溶液的 COD 值(mg/L)=【第 18 格答案】mg/L。

(1) CuO的分解率為若干%？【第19格答案】% 。(原子量：Cu＝64.0)

(2)整個反應過程的反應熱為若干kcal？【第20格答案】kcal 。

16. 有一密閉真空容器，其中央有一可自由滑動之隔板(一開始先固定)，把兩邊隔成各為1升之相同體積，如右圖所示，過程中溫度甲乙均維持在27℃。
若甲區置入3atm的，乙區置入4atm的，將隔板挖洞使甲、乙區氣體擴散，平衡時甲區之壓力為若干atm？【第21格答案】atm 。

(1)請完成實驗結果表格中，X、Y、Z 之數值，(X，Y，Z)＝【第 22 格答案】。

(2)若實驗的數據是正確的，且此時 T(K)＝t(℃)＋Q，則 Q＝【第 23 格答案】。

18. 阿倫同學為了驗證氯氣的性質，設計了一微型實驗裝置如下圖所示，其中 a、b、d、e 是浸有相關溶液的濾紙。他向 KMnO₄ 晶體滴加一滴濃鹽酸後，立即用另一培養皿扣在上面。以下針對此實驗現象的描述或結論解釋正確的有：【第 24 格答案】。(請寫出代號，全對才給分。)(甲) KMnO₄ 晶體滴加濃鹽酸後，產生無色有刺激性氣味的氣體
(乙) a 處變藍，b 處變紅棕色，依據此結果可證明氧化力：Cl₂＞Br₂＞I₂ (丙) c 處先變紅，後褪色，可說明氯氣與水生成了酸性物質、具漂白性物質
(丁) d 處變紅色，可說明還原性：
(戊) e 處立即褪色，可證明氯氣與水生成了具漂白性物質

19. 已知一氧化二氮分解成氮與氧其反應級數是一級反應，其半生期為六天。在定溫下，若將 16 大氣壓的一氧化二氮置入一個 16 升的真空鋼瓶中，試問：經過 24 天後，此鋼瓶中氮氣的莫耳分率約為若干？【第 25 格答案】。(答案請四捨五入至小數點第三位。)

20. 甲、乙、丙三個元素在週期表的位置相接鄰且均位於前三週期，已知：
(1)其中有一個元素與另一個元素同週期，同時又與第三個元素同族。
(2)此三個元素的原子序為甲小於乙，乙小於丙。
(3)此三個元素的原子序總和為此三個元素的價電子總數之 2 倍加 1。依照以上資料，將甲、乙、丙三個元素之第一游離能由大至小排列之：【第 26 格答案】。(請以元素符號表示。)

(1)若丙為 CaCl₂，則此水溶液中 CaCl₂的解離百分率為若干％？【第 27 格答案】 % 。(原子量：Ca=40.0、Cl=35.5)

(2)若乙的分子量為 75，在水中會發生偶合，產生(乙)₂分子，若其偶合度 80％，則 X=？【第 28 格答案】。

22. 硫酸鈉-過氧化氫化合物(xNa₂SO₄·yH₂O₂·zH₂O)是一種新型化工產品，被應用於漂白消毒殺菌等功用。陳同學為了測定此化合物的組成，設計了以下實驗進行操作：
步驟 1：準確稱取 1.7700g 樣品，配製成 100ml 溶液 A 。
步驟 2：準確量取 25.00 ml 溶液 A，加入鹽酸酸化的 BaCl₂ 溶液至沉澱完全，過濾、洗滌、乾燥，得到白色固體 0.5825g 。
步驟 3：準確量取 25.00 ml 溶液 A，加入適量稀硫酸酸化後，用 0.02000 M KMnO₄ 溶液滴定至終點，消耗 KMnO₄ 溶液 25.00 ml。
依照以上實驗結果，可此化合物之化學式為【第 29 格答案】。(原子量：Na=23.0、Ba=137.0、S=32.0)

23. 25°C 時，在不同[OH^－]之的飽和溶液，若以對 pOH 作圖可得如右之關係圖，今將 1.5 M 與 0.9 M依 1：2 之體積比混合，假設溶液混合時之體積具加成性，則所得混合溶液之 pH 值為多少？【第 30 格答案】。 (log2=0.3，請計算至小數點第二位。)

24. 若有一氯化鉻(Ⅲ)之水合物 CrCl₃．6H₂O，其示性式為，今取 5.33 g CrCl₃．6H₂O 配製成 100 mL 之水溶液，並將其通過 RH 型的陽離子交換樹脂，交換出的溶液需 160 mL 中和才能達當量點，則此氯化鉻(Ⅲ)水合物之示性式應如何表示：【第 31 格答案】（原子量：Cr=52.0，Cl=35.5）

25. 鹵烷與低級胺在適當條件下可反應產生高級胺及副產物，將一鹵烷(R-X)分別以低級胺：RNH₂、R₂NH、R₃N 與其參與反應時，反應速率快慢順序為何？【第 32 格答案】

26. 狄爾斯–阿爾德反應(Diels–Alder 反應)，又名雙烯加成反應，是一種由共軛雙烯與烯烴或炔烴反應生成六元環的反應，也是現代有機合成裡常用的反應之一。1928 年德國化學家奧托·迪爾斯(Otto Paul Hermann Diels)和他的學生庫爾特·阿爾德(Kurt Alder)首次發現和記載這種新型反應，他們也因此獲得 1950 年的諾貝爾化學獎。他們將對-苯醌(p- benzoquinone)和過量的環戊二烯混合，得到下面結果，請畫出 A 的結構式：【第 33 格答案】。

27. 在實驗室欲分辨甲、乙、丙、丁、戊五瓶未知物，只知道這五瓶分別為正丁醇、 2丁醇、2甲基2丁醇、2戊烯及乙醚，可經由下列實驗來鑑別：

實驗一：各取少許未知物，分別加入溴的四氯化碳溶液，發現只有戊可使溶液褪色。

實驗二：將甲、乙、丙、丁四種未知物分別加入二鉻酸鉀的酸性溶液時，發現只有甲與丙可使溶液變色，其產物分別為 X 與 Y。

實驗三：將 X 與 Y 分別加入硝酸銀的氨水溶液，發現只有 Y 可產生銀之沉澱。

實驗四：取小粒金屬鈉，分別加入乙、丁未知物，發現只有乙產生反應，放出氣泡。請依據以上結果，選出下列合理且正確的選項：【第 34 格答案】。(全對才給分)

(甲)實驗一中，戊與溴的反應式為

：，故戊為 2–戊烯
(乙)實驗二中，甲的反應產物為:

(丙)實驗三中，Y 的反應產物為：CH₃CH₂CH₂COOH
(丁)實驗四中，乙的反應產物為：

(戊)在實驗二中可與 K₂Cr₂O₇ 酸性溶液反應的化合物為第一醇(即 2–丁醇)及第二醇(即正丁醇)。

28. 已知反應式：該反應以數字代號①～⑨ 代表各物質係數，以最簡單整數比為原則進行平衡，試問： ①＋②＋③ ＋④ ＋⑤ ＋⑥ ＋⑦ ＋⑧ +⑨＝？【第 35 格答案】

29. 財華老師先將少許的純 NaCl 溶解於 5%的葡萄糖水溶液中，取該水溶液 100 g 放置於 (圖 1)的 B 半電池燒杯中，接著利用(圖 1)中的電化學滴定裝置測定，當逐漸滴入 0.2 M 硝酸銀溶液時，伏特計可偵測其電位差，如(圖 2)所示：

試問：當滴定管恰加入 10 mL時，此時 B 半電池中的銀離子濃度[Ag⁺]約為 1.12×10^b M，且 b 為整數，請問 b 應為若干？【第 36 格答案】

(1)試問 K₂SO₄ 是哪一瓶？(以反應編號 A~G 作答)【第 37 格答案】

(2)上述反應有五個會產生沉澱物，若取出這五種沉澱物，並分別加入過量的，試問哪些反應的沉澱物加入過量的後會溶解？(以反應編號 1~8 作答、全對才給分) 【第 38 格答案】

31. 梅妝同學在恆定氣壓 750 mmHg 下，利用截面積為 1.0 cm² 的玻璃管進行以下實驗：

實驗 1：將玻璃管放在水平桌面上，封入少許水銀(灰色部分)，如圖(A)所示。
實驗 2：利用圖(A)的裝置，將某種具有揮發性的液體 0.1 g 置入管內左端，並立即封閉左端管口，達平衡後，結果如圖(B)所示。
實驗 3：利用圖(B)的裝置，將溫度緩緩升高至 127 ℃，管口左端的液體恰好消失，如圖(C)所示。
根據計算，可知在 27 ℃下，液體的飽和蒸氣壓為 A cmHg，液體的分子量為 B，
試問 A＋B 為多少？(忽略汞蒸氣的影響，答案四捨五入至整數)【第 39 格答案】

32. 怡修同學在實驗室進行氣體相關的實驗時，發現在 1190 ℃時，
此反應的 K_p＝190 mmHg，今於 4 個 12.0 公升的真空容器中分別填充下列物質，且溫度仍保持為 1190 ℃，達平衡後，下列四種狀況的壓力分別為 a、b、c、d mmHg
(1) 1.0 g
(2) 1.0 g 以及 0.44 g
(3) 4.4 g 以及 5.6 g
(4) 4.4 g以及 1.0 g

試問： =？【第 40 格答案】(答案四捨五入至整數)

33. 福海同學今欲比較下列各物質與其對應軌域的能階大小：以上 11 格中應填入＞、＜或＝，總共有 a 個＞，b 個＜、c 個＝，試問 a²＋b²＋c²＝【第 41 格答案】

34. 簡秋老師欲將下列各原子或離子失去一個電子所吸收的能量變化大小關係進行比較：試問：上述① ～⑧項中，哪些順序關係是正確的？(請以代號作答，全對才給分) 【第 42 格答案】

35. 下列物質中，有哪些是屬於反磁性（Diamagnetic）(請以代號作答，全對才給分) 【第 43 格答案】

(1) B 的中文學名為(不需附註順反)？【第 44 格答案】

(2)請畫出聚合物 X 的結構式？【第 45 格答案】

i. 攪拌電解槽(B)兩極時，發現電解液顏色稍微褪去，此時發生的化學反應之「淨離子反應式」為何？【第 46 格答案】

ii. 電解槽(A)兩極產生的總氣體體積在 NTP 下，為多少Ｌ？【第 47 格答案】L (答案四捨五入至小數點下第二位)

38. 今有一化合物(甲)的分子式為，經實驗發現：
(1) 化合物(甲)與 Br₂/CCl₄ 溶液或鈉金屬均不起反應，但若用稀鹽酸或稀 NaOH 處理，可得到分子式為的化合物(乙)。
(2) 化合物(乙)能與 NaIO₄ 的水溶液在適當條件下作用，產生甲醛與分子式為 C₄H₈O 的化合物(丙)。 (3) 化合物(丙)沒有環狀結構，且不與多綸試劑（Tollens' reagent）發生反應。試求：請畫出化合物(甲)的結構式【第 48 格答案】【作答提示──NaIO₄ 與二醇結構的反應如下圖】

39. 已知某芳香族酯類化合物甲的分子式為，1 mol 甲化合物在適當條件下水解後，只生成一種產物，此產物稱為乙化合物共 2 mol，且經由實驗檢測發現：
(1) 符合上述條件的化合物甲，共有 a 種可能的結構。
(2) 取符合上述條件的化合物乙 5 mol，使用 1 M 的 NaOH 進行滴定，耗去 b 公升 NaOH 時，恰達滴定終點。試問：a²＋b²＝【第 49 格答案】

40. 柯多同學今使用碘酸根離子與亞硫酸氫根離子反應作為反應基礎，進行秒錶反應，以求反應速率。實驗步驟如下：

步驟 1：稱取 2.0 克的可溶性澱粉，以配製 500 毫升的澱粉溶液備用。

步驟 2：稱取 Na2S2O5(s) 0.57 克，溶於 100 毫升的水中後，倒入步驟 1 所配製的澱粉溶液中，並且加入 5.0 毫升的 1.0 M 硫酸溶液，攪拌均勻，然後加水配製成 1 公升的溶液 A。

步驟 3：稱取 0.428 克 KIO3(s)，然後加水配製成 100 毫升的溶液 B。

步驟 4：取 A 溶液 10.0 毫升，放入 A 試管中；另取 B 溶液 10.0 毫升，放入 B 試管中。

步驟 5：將 A 和 B 兩試管的溶液，同時倒入 100 毫升燒杯，並迅速搖動溶液使其瞬間混合均勻，經過 10 秒後，溶液瞬間變為藍色，且顏色不再變化。(假設體積有加成性) 試問：

在步驟 5 中溶液混合後的消失速率(M／s)為何？【第 50 格答案】M
(原子量：Na=23、S=32、O=16、H=1、K=39、I=127)

110年 - 110-1臺中市立文華高級中等學校教師甄選：化學科專業知能#98007

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選擇題 (1)

申論題 (49)