114-分科測驗-化學
穩定分子的分子式 CH3SHx\mathrm{CH}_3\mathrm{SH}_x、CH3(CHy)3Cl\mathrm{CH}_3(\mathrm{CH}_y)_3\mathrm{Cl}、CH3NHz\mathrm{CH}_3\mathrm{NH}_z 中,則 xx、yy、zz 值應分別為下列哪一項?
定溫定容下,某氣體(X2Y\mathrm{X_2Y})可進行分解反應,其化學反應式如式1: X2Y(g)→X2(g)+Y(g)(式1)\mathrm{X_2Y(g)\rightarrow X_2(g)+Y(g)}\qquad\text{(式1)} 已知 X2Y\mathrm{X_2Y}、X2\mathrm{X_2} 及Y彼此之間互不反應,且三者皆可視為理想氣體。若初始的容器內僅有 X2Y\mathrm{X_2Y},其壓力為 P0P_0;反應過程中,X2Y\mathrm{X_2Y} 分壓與時間的關係如圖1所示,則容器內總壓隨時間的變化可能為何? f1
圖2為電解 NaCl(l)\mathrm{NaCl(l)} 的電流與時間的關係圖,試問經過3小時後,大約可以生成多少克鈉金屬?(鈉的原子量為23) f2
將pH=2.0的HCl水溶液50 mL,與一未知濃度的KOH水溶液50 mL均勻混合後,若溫度沒有改變,體積為100 mL,此溶液的pH值為4.0。則原來KOH水溶液的濃度(M)為下列何者?
氣體A與氣體B反應生成氣體C。在定溫下,某固定體積的密閉容器中,A、B與C的起始濃度分別為1.000 M、1.500 M與1.000 M;當反應達到平衡後,A的濃度為0.921 M,B的濃度為1.342 M,C的濃度為1.158 M。試問此反應的化學反應式為何?
聚二甲基矽氧烷(甲)與化合物(乙)試劑反應後,其線形結構轉變成三維網狀結構,物理性質也從液體的矽油轉變成具有彈性的固體矽膠,圖3為其分子結構及化學反應示意圖,此反應稱為交聯反應(aa、bb、cc 分別代表括弧中單元重複的數目)。 f3 交聯反應中,(甲)末端的碳碳雙鍵與試劑(乙)中的哪個基團形成新的化學鍵結?
聚二甲基矽氧烷(甲)與化合物(乙)試劑反應後,其線形結構轉變成三維網狀結構,物理性質也從液體的矽油轉變成具有彈性的固體矽膠,圖3為其分子結構及化學反應示意圖,此反應稱為交聯反應(aa、bb、cc 分別代表括弧中單元重複的數目)。 f3 在相同反應條件下,將適當比例的不同重量(甲)和(乙)進行交聯反應,反應完全後所得到的矽膠會有不同彈性,主要原因為何?
下列有關石墨與金剛石的敘述,哪些正確?
氦(He)是惰性氣體中最輕的元素,氦的一個價電子游離後,生成了氦離子(He+\mathrm{He^+})。下列關於 He+\mathrm{He^+} 的敘述,哪些正確?
甲、乙、丙、丁、戊五種元素的原子序均小於20。甲是週期表中質量最小的元素,乙是週期表中電負度最大的元素,丙原子最外殼層電子數是次外殼層電子數的三倍,丁原子序大於丙,而且丁與丙為同一族,另外,戊和乙的原子序總和等於丙和丁原子序總和。下列敘述哪些正確?
某生配製濃度均為1.0 M的 Pb(NO3)2\mathrm{Pb(NO_3)_2}、H2SO4\mathrm{H_2SO_4}、BaCl2\mathrm{BaCl_2} 與 AgNO3\mathrm{AgNO_3} 四種水溶液後,忘記標示,致使無法辨識各溶液。為能得知各溶液成分,他先將溶液標示為:甲、乙、丙、丁,再從中分別多次取出1.0 mL,兩兩混合,所得實驗結果記錄如下: I. 甲與乙混合後會產生白色沉澱。甲與丙或丁混合,則無變化。 II. 乙與丙、丁混合時,皆會產生白色沉澱。若對乙與丁反應所得的產物加熱,則所得沉澱物會溶解。 III. 丙與丁混合時會產生白色沉澱,加熱後不會消失。 根據上述實驗結果,下列敘述哪些正確?
某反應是一種振盪反應,反應溶液初始為紅色,經過一段時間後轉變為藍色,然後再轉變成紅色,溶液顏色就在紅與藍之間振盪,推測的反應步驟如下: 步驟甲: BrO3−+2Br−+3CH2(COOH)2+3H+→3BrCH(COOH)2+3H2O\mathrm{BrO_3^-+2Br^-+3CH_2(COOH)_2+3H^+\rightarrow3BrCH(COOH)_2+3H_2O} 步驟乙: BrO3−+4Fe(o-phen)32++5H+⇌HOBr+4Fe(o-phen)33++2H2O\mathrm{BrO_3^-+4Fe}(o\text{-phen})_3^{2+}+5\mathrm{H^+}\rightleftharpoons\mathrm{HOBr}+4\mathrm{Fe}(o\text{-phen})_3^{3+}+2\mathrm{H_2O} (左側鐵錯合物呈紅色,右側鐵錯合物呈藍色) 步驟丙: HOBr+2CH2(COOH)2+2Fe(o-phen)33++BrCH(COOH)2+2H2O⇌2Fe(o-phen)32++3HOCH(COOH)2+2Br−+4H+\begin{aligned}&\mathrm{HOBr}+2\mathrm{CH_2(COOH)_2}+2\mathrm{Fe}(o\text{-phen})_3^{3+}+\mathrm{BrCH(COOH)_2}+2\mathrm{H_2O}\\&\rightleftharpoons2\mathrm{Fe}(o\text{-phen})_3^{2+}+3\mathrm{HOCH(COOH)_2}+2\mathrm{Br^-}+4\mathrm{H^+}\end{aligned} 步驟甲中的溴離子濃度降低後,反應則切換至步驟乙,溶液顏色從紅色轉變為藍色。然後步驟丙中錯合物 Fe(o-phen)33+\mathrm{Fe}(o\text{-phen})_3^{3+} 與次溴酸及溴化丙二酸反應後,再生成溴離子,溶液顏色從藍色轉變成紅色。化學式中 oo-phen的結構如圖4所示,為一雙牙基的配位子。下列關於此振盪反應的敘述,哪些正確? f4
膽固醇可由肝細胞合成或由食物中攝取,是人體中重要的成分。膽固醇的結構如圖5所示,下列相關敘述,哪些正確? f5
某生在恆溫下進行 Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 水溶液的分解反應速率實驗,反應式如式2: S2O32−+2H+→SO2+S+H2O(式2)\mathrm{S_2O_3^{2-}+2H^+\rightarrow SO_2+S+H_2O}\qquad\text{(式2)} 其實驗步驟如下:
  1. 在一個錐形瓶中置入50 mL的0.20 M Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液。
  2. 在瓶子底部下方放置一張畫有黑色「X」標誌的白紙。
  3. 將10 mL的0.10 M HCl溶液加入上述錐形瓶中,並立刻按下秒錶且以玻棒攪拌。
  4. 由錐形瓶開口向下觀察,當無法看見白紙上「X」標誌時,停止計時並記錄時間(tt)。
  5. 改變步驟(1)的 Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液體積,並另加入適量蒸餾水。再重複上述步驟進行實驗,結果如表1所示。
Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液體積(mL)蒸餾水體積(mL)標誌消失時間 tt(秒)1/t1/t 數值(1/秒)
50.0033.80.0296
30.020.049.20.0203
10.040.01500.0067
關於式2的反應與實驗設計,下列敘述哪些正確?
某生在恆溫下進行 Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 水溶液的分解反應速率實驗,反應式如式2: S2O32−+2H+→SO2+S+H2O(式2)\mathrm{S_2O_3^{2-}+2H^+\rightarrow SO_2+S+H_2O}\qquad\text{(式2)} 其實驗步驟如下:
  1. 在一個錐形瓶中置入50 mL的0.20 M Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液。
  2. 在瓶子底部下方放置一張畫有黑色「X」標誌的白紙。
  3. 將10 mL的0.10 M HCl溶液加入上述錐形瓶中,並立刻按下秒錶且以玻棒攪拌。
  4. 由錐形瓶開口向下觀察,當無法看見白紙上「X」標誌時,停止計時並記錄時間(tt)。
  5. 改變步驟(1)的 Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液體積,並另加入適量蒸餾水。再重複上述步驟進行實驗,結果如表1所示。
Na2S2O3\mathrm{Na_2S_2O_3} 溶液體積(mL)蒸餾水體積(mL)標誌消失時間 tt(秒)1/t1/t 數值(1/秒)
50.0033.80.0296
30.020.049.20.0203
10.040.01500.0067
關於實驗結果與推論,下列敘述哪些正確?
甲烷(CH4\mathrm{CH_4})是天然氣的主要成分,燃燒時可以產生1200–1800 K的高溫。圖6是 CH4\mathrm{CH_4} 與 O2\mathrm{O_2} 的混合氣體燃燒時產生的火焰示意圖,其中Z軸標示了火焰的高度位置。以X=0、Z=0為起始點,完全燃燒時的火焰最高點為Z=1.0(cm),火焰高度按比例的相對值為Z=0.2、0.4……等,如圖6所示。 f6 科學家透過儀器分析,分別得到在X=0、Z=0至1.0位置的化學成分莫耳分率,結果如圖7所示。圖7中 O2\mathrm{O_2} 的莫耳分率數值範圍為0.72–0.92,而其他氣體的比例較少,莫耳分率數值範圍在0.0–0.20之間。 穩定的火焰中,圖7表示甲烷燃燒過程中的各氣體莫耳分率變化,可以呈現其燃燒的結果。回答下列問題: f7 關於此混合氣體燃燒實驗,下列敘述哪些正確?
甲烷(CH4\mathrm{CH_4})是天然氣的主要成分,燃燒時可以產生1200–1800 K的高溫。圖6是 CH4\mathrm{CH_4} 與 O2\mathrm{O_2} 的混合氣體燃燒時產生的火焰示意圖,其中Z軸標示了火焰的高度位置。以X=0、Z=0為起始點,完全燃燒時的火焰最高點為Z=1.0(cm),火焰高度按比例的相對值為Z=0.2、0.4……等,如圖6所示。 f6 科學家透過儀器分析,分別得到在X=0、Z=0至1.0位置的化學成分莫耳分率,結果如圖7所示。圖7中 O2\mathrm{O_2} 的莫耳分率數值範圍為0.72–0.92,而其他氣體的比例較少,莫耳分率數值範圍在0.0–0.20之間。 穩定的火焰中,圖7表示甲烷燃燒過程中的各氣體莫耳分率變化,可以呈現其燃燒的結果。回答下列問題: f7 下列敘述,哪些符合圖7的觀測結果?
酵素可以催化反應,其第一步是和反應物產生作用,並結合形成複合體。圖8結構中甲代表反應物,乙代表某酵素中和甲結合部位的示意圖,丙是兩者結合後的複合體。若催化反應是甲的水解反應,下列敘述哪些正確? f8
圖9為由硼砂(Na2B4O7⋅10H2O\mathrm{Na_2B_4O_7\cdot10H_2O})製備硼元素(熔點:2076℃)的方法: f9 下列關於圖9的敘述,哪些正確?
某生量測三個鹼土族金屬的氫氧化合物之溶解度,方法如下:
  1. 取適量氫氧化合物置於錐形瓶中,加入蒸餾水後攪拌一天,然後靜置一天。
  2. 由(1)的錐形瓶中取適當量的溶液,置於另一個錐形瓶中,以0.0020 M HCl的標準溶液滴定。實驗結果如表2所示:
化合物式量取用體積(mL)標準酸滴定用量(mL)
Mg(OH)2\mathrm{Mg(OH)_2}58.350.08.12
Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2}74.11.0024.41
Sr(OH)2\mathrm{Sr(OH)_2}121.60.50034.87
關於此實驗的步驟,下列敘述哪些正確?(多選)
某生量測三個鹼土族金屬的氫氧化合物之溶解度,方法如下:
  1. 取適量氫氧化合物置於錐形瓶中,加入蒸餾水後攪拌一天,然後靜置一天。
  2. 由(1)的錐形瓶中取適當量的溶液,置於另一個錐形瓶中,以0.0020 M HCl的標準溶液滴定。實驗結果如表2所示:
化合物式量取用體積(mL)標準酸滴定用量(mL)
Mg(OH)2\mathrm{Mg(OH)_2}58.350.08.12
Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2}74.11.0024.41
Sr(OH)2\mathrm{Sr(OH)_2}121.60.50034.87
關於表2的結果,下列敘述哪些正確?(多選)
某生量測三個鹼土族金屬的氫氧化合物之溶解度,方法如下:
  1. 取適量氫氧化合物置於錐形瓶中,加入蒸餾水後攪拌一天,然後靜置一天。
  2. 由(1)的錐形瓶中取適當量的溶液,置於另一個錐形瓶中,以0.0020 M HCl的標準溶液滴定。實驗結果如表2所示:
化合物式量取用體積(mL)標準酸滴定用量(mL)
Mg(OH)2\mathrm{Mg(OH)_2}58.350.08.12
Ca(OH)2\mathrm{Ca(OH)_2}74.11.0024.41
Sr(OH)2\mathrm{Sr(OH)_2}121.60.50034.87
根據此實驗結果,計算氫氧化鈣的溶解度(M)。(2分,須寫出計算過程)
在混合溶液中,不同種類分子的分子間作用力差距,會影響溶液偏離理想性質的幅度。圖10是在1大氣壓下,環己烷-乙醇混合溶液所測得的沸點對乙醇莫耳分率數值(XX)的曲線。回答下列問題: f10 關於環己烷-乙醇混合溶液的敘述,哪些正確?(多選)
在混合溶液中,不同種類分子的分子間作用力差距,會影響溶液偏離理想性質的幅度。圖10是在1大氣壓下,環己烷-乙醇混合溶液所測得的沸點對乙醇莫耳分率數值(XX)的曲線。回答下列問題: f10 下列三種液體甲、乙與丙在60℃時,蒸氣壓大小順序為何?用「<」的符號寫出從小到大的順序。(2分) 甲:純乙醇 乙:純環己烷 丙:0.5 mol環己烷+0.5 mol乙醇
在混合溶液中,不同種類分子的分子間作用力差距,會影響溶液偏離理想性質的幅度。圖10是在1大氣壓下,環己烷-乙醇混合溶液所測得的沸點對乙醇莫耳分率數值(XX)的曲線。回答下列問題: f10 X=0.9X=0.9 的環己烷-乙醇混合溶液,其沸點比純乙醇的沸點明顯降低,寫出其主要原因。(2分)
化合物甲為雌激素,化合物乙、丙、丁亦具有類似的作用,會干擾內分泌系統的正常運作,稱為環境荷爾蒙,結構如圖11所示。 f11 比較化合物甲~丁的分子結構,推測其關鍵的結構是何種官能基團,寫出此官能基的中文名稱及畫出其結構。(2分) 中文名稱: 結構:
化合物甲為雌激素,化合物乙、丙、丁亦具有類似的作用,會干擾內分泌系統的正常運作,稱為環境荷爾蒙,結構如圖11所示。 f11 式3為工業上合成化合物丙的方法,aa–dd 為反應式的平衡係數。寫出 a:b:c:da:b:c:d 的最小整數比。(2分) eq3 a:b:c:d=a:b:c:d=
化合物甲為雌激素,化合物乙、丙、丁亦具有類似的作用,會干擾內分泌系統的正常運作,稱為環境荷爾蒙,結構如圖11所示。 f11 式3為工業上合成化合物丙的方法: eq3 畫出式3反應中 C3H6O\mathrm{C_3H_6O} 的結構式(包含所有原子)。(2分)
果膠為一種水溶性的高分子聚合物,結構中含有大量的羥(–OH)、羧(–COOH)與酯(−COOCH3\mathrm{-COOCH_3})官能基,如圖12所示。果膠亦為一種高分子電解質,其結構單元上含有能解離的官能基團。 f12 小芬取0.2克果膠,置入15 mL的濃度0.1 M HCl水溶液,混合均勻後維持緩慢攪拌溶液,同時將0.1 M的NaOH水溶液慢慢滴入,量測和記錄該溶液的導電度及pH值。實驗結果如圖13所示。X軸代表所加入的NaOH體積,Y軸左側為導電度(方形□數據),Y軸右側為pH值(空心圓○數據)的變化。回答下列問題。 f13 寫出圖13中,區域I所發生的主要化學反應式。(2分)
果膠為一種水溶性的高分子聚合物,結構中含有大量的羥(–OH)、羧(–COOH)與酯(−COOCH3\mathrm{-COOCH_3})官能基,如圖12所示。果膠亦為一種高分子電解質,其結構單元上含有能解離的官能基團。 f12 小芬取0.2克果膠,置入15 mL的濃度0.1 M HCl水溶液,混合均勻後維持緩慢攪拌溶液,同時將0.1 M的NaOH水溶液慢慢滴入,量測和記錄該溶液的導電度及pH值。實驗結果如圖13所示。X軸代表所加入的NaOH體積,Y軸左側為導電度(方形□數據),Y軸右側為pH值(空心圓○數據)的變化。回答下列問題。 f13 根據圖13中pH值變化,判斷寫出果膠的 pKa\mathrm{p}K_a 應約為多少?(2分)
果膠為一種水溶性的高分子聚合物,結構中含有大量的羥(–OH)、羧(–COOH)與酯(−COOCH3\mathrm{-COOCH_3})官能基,如圖12所示。果膠亦為一種高分子電解質,其結構單元上含有能解離的官能基團。 f12 小芬取0.2克果膠,置入15 mL的濃度0.1 M HCl水溶液,混合均勻後維持緩慢攪拌溶液,同時將0.1 M的NaOH水溶液慢慢滴入,量測和記錄該溶液的導電度及pH值。實驗結果如圖13所示。X軸代表所加入的NaOH體積,Y軸左側為導電度(方形□數據),Y軸右側為pH值(空心圓○數據)的變化。回答下列問題。 f13 在區域II的範圍內,所消耗的NaOH體積約為3.9 mL。若更換另一種果膠樣品,實驗操作不變的情況下,區域II所消耗的NaOH體積變為4.1 mL,試用官能基與其數量說明新樣品與原樣品在結構上有何差異?(2分)