112年 - 112 桃園市立高級中等學校教師聯合甄選筆試試題：化學科 #114078

科目：教甄◆化學專業/化工科 | 年份：112年 | 選擇題數：0 | 申論題數：29

試卷資訊

所屬科目：教甄◆化學專業/化工科

選擇題 (0)

申論題 (29)

(A) 2-甲基-1-丙烯與水和硫酸反應。 (簡答、2 分)

(B) 3-戊醇被高錳酸鉀氧化。 (簡答、2 分)

(C) 乙二胺與對苯二甲酸的聚合反應。 (簡答、2 分)

(A) ⁶³Cu 和 ⁶⁵Cu 在自然界存量的莫耳數比為何? (4 分)

(B) 可以用哪種分析方法確認這兩種同位素的自然含量比? (簡答、2 分)

(C)⁶³Cu 和 ⁶⁵Cu 原子擁有的質子數目，何者較多? (簡答、2 分)

(A) 平衡上列化學反應方程式。(2 分)

(B) 高錳酸鉀溶液為何需要以草酸鈉標定? (2 分)

(C) 當開始標定時，加入 2 mL 高錳酸鉀溶液，需要一些時間高錳酸鉀顏色才會消失，然後反應進行會越來越快，請說明原因。(3 分)

(D) 請說明 KMnO₄溶液配製後，為何需要過濾?要如何過濾? (2 分)

(E) 滴定終點顏色約持續 30 秒即會消失，請說明原因。(2 分)

4、去氧核糖核酸 DNA 具有雙螺旋結構，一股去氧核醣核酸上所具有的各類型含氮鹼基，只會與另一股上的一個特定類型鹼基產生鍵結。此種情形稱為互補性鹼基配對。 DNA 中存在的四種含氮有機鹼基如下所示，畫出兩組互補對之間的氫鍵作用。(6 分)

5、某溫度下，聯氨(hydrazine)的分解反應 N₂H₄(g) 2H₂(g) + N₂(g)
K_p= 2.5 × 10³。此溫度下，將純的聯氨放入空容器中，當反應達到平衡時 30.0%的聯氨分解，此時氫氣的分壓大約是多少? (5 分)

6、X 光繞射實驗發現金屬 M 為面心立方(fcc)結晶，並測得晶胞的邊長為 409 pm。量測金屬 M 的密度為 10.5 g/cm³，計算金屬 M 的原子量。(6 分)

(A) 對反應物 A 而言，此反應的級數是多少? (2 分)

(B) A 的初始濃度是多少? (3 分)

(C) 此反應的半生期是多少? (3 分)

(a)3-ethyl-1,1-dimethylcyclopentane與

(b)2-methylpent-4-yl-2-ol的結構式。

2、試繪出NO₂^-離子的路易士結構式(Lewis structure)，並說明其最高占據分子軌道(highest occupied molecular orbital，HOMO)為何？ ________________________________；________________________________HOMO=________________________________

3、試問一瓶比重1.47、重量百分濃度為90%濃硫酸水溶液的體積莫耳濃度(molar concentration， M)與重量莫耳濃度(molality，m)各為何？______________ M、______________m 。(硫酸分子量=98克/莫耳)

4、氯化銀(AgCl，K_sp = 1×10^-10)與鉻酸銀(Ag₂CrO₄，K_sp= 1×10^-12)均為難溶於水的白色物質。今有一的水溶液中有各1×10^-4 M的氯離子與鉻酸根離子，在此水溶液中緩慢滴入硝酸銀(AgNO₃)水溶液，至第一種白色固體沉澱；持續再滴入硝酸銀水溶液，直至第二種白色固體沉澱。試問此時水中氯離子的濃度為______________M，鉻酸根離子的濃度為______________M。

(1) 試寫出並平衡上述的氧化還原的反應式(各物質的狀態亦須標示清楚)。(3 分)

(2)試問步驟 1 給學生 4.0 M 的鹽酸水溶液需多少毫升才能配置所有需要的鹽酸水溶液？(3 分)

(3)假設步驟 2 的每段三公分的鎂帶重量均相同，此重量至少應為多少才能讓反應完全？(3 分)

(4)做完實驗後，學生發現實驗時忘記紀錄了兩個重要的物理量，以至數據無法正確處理。所幸還來的及，取得此兩重要的物理量後，學生紀錄的實驗數據如下
試問此兩重要的物理量為何？(4 分)

(5)已知反應速率的關係式為：氫氣生成速率 = k(鹽酸濃度) n；k 為反應速率常數，n 為反應級數。利用下面的方格子繪示意圖，詳述如何利用作圖法獲得 k 與 n。如 x、y 軸應為何？如何從圖形中找出 k 與 n？(繪示意圖即可，不用求出精確的數值)。(4 分)

(6)分析完數據後有同學發現，上面作圖後所獲得的反應級數(n)不是整數，便詢問老師是否是實驗做錯了。老師回答說複雜的化學反應有可能有非整數的反應級數，並舉例乙醛熱解成甲烷與一氧化碳的反應級數也不是整數。

已知其反應機構(reaction mechanism)可表示為下列數個基本反應步驟 (elementary steps)

利用上述的反應機構與恆穩態近似(steady-state approximation)可求出甲烷的生成速率為

試求上式中的 k (以 k_a、k_b、k_c、k_d表示)與 n 為何。(6 分)
k =
n =

(7)實驗結束後，學生自行將錐形瓶置於熱水中來測量反應速率。老師看到學生的測試後，提示同學說，因為反應級數不會隨者溫度的變化而改變，所以你們把兩個溫度下所測得的速率常數取自然對數後就可以獲得另一個重要的物理量–反應活化能(activation energy)。同學測量 300 與 333 K 兩反應速率常數的自然對數為 ln(k₃₃₃/k₃₀₀) = 0.06。試問此結果所求出的反應活化能為何(要加上單位)？(3 分) (提示：理想氣體常數 R = 8.314 焦耳/莫耳/K)
反應活化能 =