115年 - 115 教育部受託辦理公立高級中等學校教師甄選試題：化學科#139605

1. 若 \(\mathrm{Fe_2O_3(x)} + 2\mathrm{Al(x)} \rightarrow 2\mathrm{Fe(x)} + \mathrm{Al_2O_3(x)} + \mathrm{mKJ}\), \(\mathrm{Cr_2O_3(x)} + 2\mathrm{Al(x)} \rightarrow 2\mathrm{Cr(x)} + \mathrm{Al_2O_3(x)} + \mathrm{nKJ}\)。已知 m > n, m > 0, n > 0；且 \(\mathrm{Fe_2O_3(x)}\), \(\mathrm{Al_2O_3(x)}\), \(\mathrm{Cr_2O_3(x)}\) 的莫耳生成熱分別為 x, y, z kJ，則此三者的大小關係，何者正確？(A) x > y > z (B) z > y > x (C) x > z > y (D) z > x > y。

2. 某混合物試樣由1-丙醇與2-丙醇組成，總質量為6克。將此試樣與 \(0.10\mathrm{M}\) 的酸化過錳酸鉀溶液進行完全氧化反應，過程中總共消耗了600毫升的過錳酸鉀溶液。試計算該混合試樣中，2-丙醇的質量百分率為多少？(A) 67 (B) 50 (C) 33 (D) 25

3. 下列為有關 \(\mathrm{C_5H_{12}O}\) 異構物的敘述：(1) 可和鈉反應的有 a 個、(2) 不可和鈉反應的有 b 個、(3) 可使酸性 \(\mathrm{KMnO_4}\) 溶液褪色的有 c 個、(4) 可氧化成酸的有 d 個、(5) 和 \(\mathrm{K_2Cr_2O_7}\) 反應後的產物不能與斐林試液反應的有 e 個，則 a + b + c + d + e 為多少？(A) 28 (B) 25 (C) 22 (D) 19

4. 下列哪一組化合物在水中的溶解度均會隨著 \(\mathrm{pH}\) 值降低而增加？(A) \(\mathrm{Hg_2Cl_2}\), \(\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}\) (B) \(\mathrm{Ni(CN)_2}\), \(\mathrm{AgBr}\) (C) \(\mathrm{BaC_2O_4}\), \(\mathrm{PbI_2}\) (D) \(\mathrm{CuS}\), \(\mathrm{AgF}\)。

5. 定溫下在密閉容器中放入 \(\mathrm{A}_{2(\mathrm{g})}\)，進行反應 \(\mathrm{A}_{2(\mathrm{g})} \rightleftharpoons 2\mathrm{A}_{(\mathrm{g})}\)(A元素的原子量 = 60)，達平衡時，總壓為 \(3\mathrm{atm}\)，混合氣體平均分子量為 100，則：(A) \(\mathrm{A}_{2(\mathrm{g})}\) 之解離率為 0.1 (B) \(\mathrm{A}_{2(\mathrm{g})}\) 之解離率為 0.2 (C) 混合氣體中，\(\mathrm{A}_{(\mathrm{g})}\) 之分壓為 \(2\mathrm{atm}\) (D) 其 \(\mathrm{K_p}\) 值 \(= 0.05\mathrm{atm}\)。

6. \(\mathrm{Na}^{+}\) 與 \(\mathrm{Cl}^{-}\) 之半徑依次為 \(0.95\mathring{\mathrm{A}}\) 與 \(1.81\mathring{\mathrm{A}}\)，則 \(\mathrm{NaCl}\) 單位格子之邊長為多少 Å？(A) 2.76 (B) 5.52 (C) \(\frac{\sqrt{2}}{4} \times 2.76\) (D) \(\frac{\sqrt{3}}{4} \times 2.76\)。

7. 在定溫下，某氣相反應 \(2\mathrm{A}_{(\mathrm{g})} + 2\mathrm{B}_{(\mathrm{g})} \rightarrow 2\mathrm{C}_{(\mathrm{g})} + \mathrm{D}_{(\mathrm{g})}\) 的速率定律式為 \(\mathrm{r} = \mathrm{kP_A^2P_B}\)，其中 \(\mathrm{P_A}\), \(\mathrm{P_B}\) 分別為 A 與 B 的分壓，k 為速率常數。今將氣體 A 與 B 依莫耳數 1:3 的比例混合後置入一剛性密閉容器中，測得初始總壓為 P，此時反應速率為 R。經過一段時間反應後，當生成物 D 的分壓達到 P/16 時，此刻的反應速率為何？(A) \(\frac{5}{24} R\) (B) \(\frac{5}{4} R\) (C) \(\frac{1}{6} R\) (D) \(\frac{3}{16} R\)。

8. 某一指示劑 \(\mathrm{HIn}\)，其解離常數 \(\mathrm{K_a} = 1.2 \times 10^{-5}\)，當 \([\mathrm{HIn}]\) 與 \([\mathrm{In}^{-}]\) 之比為 4:1 時呈黃色，\([\mathrm{In}^{-}]\) 與 \([\mathrm{HIn}]\) 之比為 6:1 時呈紅色，試求此指示劑之 \(\mathrm{pH}\) 值變色範圍？(\(\log 2 = 0.30\)，\(\log 3 = 0.48\))(A) \(4.14 \sim 4.32\) (B) \(4.14 \sim 5.52\) (C) \(4.32 \sim 5.70\) (D) \(5.52 \sim 5.70\)。

9. 有下列 (a) 蒸糖、(b) 氯化鐵(III)、(c) 硝酸銀水溶液各 \(0.1\mathrm{M}\)，任取兩種等體積混合成，甲：(a) + (b)，乙：(a) + (c)，丙：(b) + (c)，則下列敘述何者正確？(A) 沸點：甲 > 丙 > 乙。 (B) 凝固點：甲 > 乙 > 丙。 (C) 蒸氣壓：乙 > 甲 > 丙。 (D) 渗透壓：丙 > 乙 > 甲。

10. \(727^{\circ} \mathrm{C}\) 時，將 1.32 克 \(\mathrm{CO}_{2}\) 和 0.36 克碳同置於 \(1.64 \mathrm{~L}\) 的真空密閉容器中，進行下列反應：\(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})} + \mathrm{C}_{(\mathrm{s})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}\)，平衡後，混合氣體平均分子量為 36，試問此反應之 \(\mathrm{Kp}\) 值？(A) 0.5 (B) 1.0 (C) 1.5 (D) 2.0 atm。

11. 附有活塞的容器內裝有二硫化碳液體 \(\mathrm{CS}_{2(l)}\)、二硫化碳飽和蒸汽 \(\mathrm{CS}_{2(g)}\) 及空氣，於 \(1\mathrm{atm}\)、\(7^{\circ}\mathrm{C}\) 時的狀態如下圖所示。若壓力維持 \(1\mathrm{atm}\) 不變，溫度上升至 \(27^{\circ}\mathrm{C}\)，則活塞應移至哪一個刻度？(取近似值，且 \(\mathrm{CS}_2\) 的飽和蒸氣壓在 \(7^{\circ}\mathrm{C}\) 時為 \(180\mathrm{mmHg}\)、\(27^{\circ}\mathrm{C}\) 時為 \(400\mathrm{mmHg}\)，混合氣體視為理想氣體，由於膨脹與蒸發所引起的液面升降、活塞的重量及摩擦力均可忽略)

(A) 3.2 (B) 3.7 (C) 5.2 (D) 5.5

12. 已知 R、Q、X、Y、Z 都是含有氯元素的化合物，相關氧化還原反應如下：(1) \(\mathrm{Q} + \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \xrightarrow{\text{電解}} \mathrm{X} + \mathrm{H}_{2}\) (2) \(\mathrm{R} \rightarrow \mathrm{Q} + \mathrm{NaCl}\) (3) \(\mathrm{Y} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{R} + \mathrm{Q} + \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\) (4) \(\mathrm{Z} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Q} + \mathrm{X} + \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\) 請由上述各反應推出在這五個化合物中，氯的氧化數由大到小之排列順序為何？(A) \(\mathrm{X} > \mathrm{Q} > \mathrm{Z} > \mathrm{Y} > \mathrm{R}\)。(B) \(\mathrm{Q} > \mathrm{R} > \mathrm{Y} > \mathrm{Z} > \mathrm{X}\)。(C) \(\mathrm{X} > \mathrm{Z} > \mathrm{Q} > \mathrm{Y} > \mathrm{R}\)。(D) \(\mathrm{Q} > \mathrm{Y} > \mathrm{R} > \mathrm{X} > \mathrm{Z}\)。

13. 00升溶液中含有 \(0.05\mathrm{M}\) 的 \(\mathrm{Cl}^{-}\)、\(0.02\mathrm{M}\) 的 \(\mathrm{Ag(NH_3)_2^+}\) 與若干濃度的 \(\mathrm{NH_3}\)，若欲避免溶液中產生 \(\mathrm{AgCl}\) 沉澱，則 \(\mathrm{NH_3}\) 的濃度至少需控制在若干 \(\mathrm{M}\) 以上？(相關反應式如下)\(\mathrm{AgCl}_{(x)} \rightleftharpoons \mathrm{Ag}^{+}_{(aq)} + \mathrm{Cl}^{-}_{(aq)}\) \(\quad K_{sp} = 1.00 \times 10^{-10}\) \(\mathrm{Ag(NH_3)_2^+ \rightleftharpoons Ag^{+}_{(aq)} + 2NH_{3(aq)} \quad K_c = 9.00 \times 10^{-9}\) (A) 0.30 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.60。

14. \([\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_6]\mathrm{Cl}_3\)、\([\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_5\mathrm{Cl}]\mathrm{Cl}_2\)、\([\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_4\mathrm{Cl}_2]\mathrm{Cl}\)、\([\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_3\mathrm{Cl}_3]\) 四種錯合物的幾何形狀皆為八面體，則總共有幾種立體異構物？(A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7。

15. 媒體報導—韓國知名泡麵「辛拉麵」，有 6 款泡麵被驗出含有致癌物質「苯並芘」，臺灣代理商表示，臺灣進口其中 2 款拉麵分別是「爽口海鮮烏龍麵」、「香辣海鮮烏龍麵」、「苯並芘」在常溫是一種多環芳香烴類的黃色固體(不具揮發性)，其結構如下圖所示。今在 \(25^{\circ}\mathrm{C}\) 下，若取 12.6 克苯並芘溶於 70.2 克的苯而形成溶液，則下列關於此溶液的敘述，何者正確？(苯的 \(\mathrm{K_r} = 5.12^{\circ}\mathrm{C / m}\)，凝固點 \(= 5.48^{\circ}\mathrm{C}\)，\(25^{\circ}\mathrm{C}\) 時的蒸氣壓為 \(76\mathrm{mmHg}\))

(A) 蒸氣壓為 \(68\mathrm{mmHg}\)。(B) 蒸氣壓為 \(72\mathrm{mmHg}\)。(C) 凝固點約為 \(2.39^{\circ} \mathrm{C}\)。(D) 凝固點約為 \(-0.7^{\circ} \mathrm{C}\)。

16. 有關1-丁醇、2-丁醇和2-甲基-2-丙醇的敘述，下列哪些正確？(A) 跟鹵化氫反應時，1-丁醇的反應速率最快 (B) 對水的溶解度 2-甲基-2-丙醇最大 (C) 投入鈉時，1-丁醇產生氣體的速率最快 (D) 與乙酸進行酯化反應時，2-甲基-2-丙醇反應速率最快。

17. 反應 \(\mathrm{FeS}_2 + \mathrm{NO}_3^- + \mathrm{H}^+ \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+} + \mathrm{SO}_4^{2-} + \mathrm{NO} + \mathrm{H}_2\mathrm{O}\)(未平衡)，則下列敘述何者正確？(A) 若 1 莫耳 \(\mathrm{HNO}_3\) 被還原，則實際消耗 1.6 莫耳 \(\mathrm{HNO}_3\)。(B) \(\mathrm{HNO}_3\) 當氧化劑占 50\%。(C) \(\mathrm{HNO}_3\) 的當量為21。(D) 上述方程式之係數總和為19。

18. 含有 \(\mathrm{Zn}^{2+}\)、\(\mathrm{Cu}^{2+}\)、\(\mathrm{Hg}_2^{2+}\)、\(\mathrm{Al}^{3+}\)、\(\mathrm{Fe}^{3+}\)、\(\mathrm{Ag}^+\) 之溶液，作沉澱分離時，得流程如下圖所示，則下列的紀錄哪些正確？

(A) 沉澱甲、乙均為黑色。(B) 沉澱丙為 \(\mathrm{CuS}\)。(C) 沉澱丁為棕褐色。(D) 濾液戊為 \(\mathrm{Al}^{3+}\)(aq)。

19. 如下圖所示為氫原子光譜之可見光區及紫外光區，則正確的敘述有哪些？

(A) 紫外光區為Ⅱ區。(B) 若電子由3d降落至2p，則生成譜線a。(C) 譜線d的能量為譜線a與譜線b的能量和。(D) 巴耳末第三條譜線為c譜線。

(1) 俗名「柳酸」者為 (1) __________。

(2) 在 \(\mathrm{HCl}_{(\mathrm{aq})}\) 中溶解度較水中高者為 (2) __________。

(3) (e) 與鹼性 \(\mathrm{MnO}_4^-\) 溶液共熱後，酸化可得到 (3) __________。

(4) 正己烷在 \(500^{\circ} \mathrm{C}\) 時，以 Pt 為催化劑，經脫氫後所得產物為 (4) __________。

(5) 承第(4)題，將此產物與 \(\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{g})}\) 在氯化鐵催化下反應，所得之主要產物在高溫、高壓下與氫氧化鈉反應，酸化後可得 (5) __________。

(6) (g) 與 (h) 在硫酸催化下，所得主要產物之結構式為 (6)__________。

(7) (f) 與 (h) 反應後可得一種鎮痛劑，其結構式為 (7)__________。

(1) 氨水的初濃度為何？

(2) 氨水的解離常數為何？

(3) 當量點的 \(\mathrm{pH}\) 值為何？

(1)此溶液的重量百分率濃度為多少％？ (11) _________（計算至小數點後第一位）

(2) 若以惰性電極電解此溶液，通入10法拉第的電量，假設電流效率為 100% ，且電解過程中水分不蒸發，則電解後溶液的重量莫耳濃度為多少m？____________（計算至小數點後第二位）

(3) 承上題，電解完成後該溶液的凝固點為多少°C？（計算至小數點後第二位）

(1) 分子式為何？

(2) 一氯取代物的異構物有幾種？

(1) 此反應的速率方程式為何？

(2) 比較 \([\mathrm{A}] = 1.0 \mathrm{M}, [\mathrm{B}] = 2.0 \mathrm{M}, [\mathrm{C}] = 4.0 \mathrm{M}\) 時，D 的生成速率為 \([\mathrm{A}] = 2.0 \mathrm{M}, [\mathrm{B}] = 4.0 \mathrm{M}, [\mathrm{C}] = 3.0 \mathrm{M}\) 時之若干倍？

1. 芳香烴化合物甲的分子式為 \(\mathrm{C_8H_{10}}\)。此化合物在適當催化劑的作用下，與溴水反應，可得化合物乙，化合物乙僅有一種結構，其分子式為 \(\mathrm{C_8H_9Br}\)。當化合物甲與過量的過錳酸鉀鹼性溶液加熱，經中和並純化後，可得化合物丙，化合物丙的分子式為 \(\mathrm{C_8H_6O_4}\)。試畫出化合物甲、化合物乙及化合物丙的分子結構式。

2. 實驗室有甲、乙兩溶液，甲：0.1 M 二質子弱酸 \( \text{H}_2\text{A}_{\text{(aq)}} \)，乙：0.10 M \( \text{NaOH}_{\text{(aq)}} \)。若利用上述兩溶液混合來配製 \( \text{pH}=7 \) 的緩衝溶液，則兩溶液所需的體積比 \( (\text{V}_{\text{甲}} : \text{V}_{\text{乙}}) \) 為若干？ \( (\text{H}_2\text{A} : \) \( \text{K}_{\text{a1}}=4\times 10^{-7}, \text{K}_{\text{a2}}=1\times 10^{-11}) \) (2分)

(1) 草酸鈉 \(\left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}\right)\) 的體積莫耳濃度為何？

(2) 草酸 \(\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}\right)\) 的體積莫耳濃度為何？

4. 晶格能是指「將1莫耳的氣態陰、陽離子結合成1莫耳固體離子晶體」所釋放的能量。今已知：鉀的昇華熱為 +20 kcal/mol、鉀的游離能為 +100 kcal/mol、氯分子的解離能為 +60 kcal/mol、氯原子的電子親和力為 -90 kcal/mol，且氯化鉀晶體的莫耳生成熱為 -110 kcal/mol。請利用赫斯定律建構循環，計算出氯化鉀晶體的晶格能（kcal/mol）。

(1) 欲使左管空氣柱長變為 30 cm 時，需從右管取出水銀多少 mL？

(2) 欲使左管空氣柱長變為 15 cm 時，需從右管加入水銀多少 mL？

(3) 欲使左、右水銀面等高，需從右管加入或取出水銀多少 mL？

(1) 寫出 Na₂S₂O₅ 固體與水反應之反應式。

(2) 計算在【步驟2】丁試管中 HSO₃⁻ 的消失速率為何？

(3) 由實驗數據顯示反應速率（r）對 [KIO₃] 的級數為何？

(4) 取 2 mL 的 A 溶液、8 mL 蒸餾水及 10 mL 的 B 溶液混合，靜置一段時間後，溶液呈現何種顏色？