109-指考-化學
中等
下列哪一個化合物於適當條件下會與過錳酸鉀溶液反應使其褪色,並且也會與斐林試液反應產生紅色沉澱?
下列有關化學反應的敘述,哪一項正確?
題組 3-4 (6分)
無水硫酸鈣(CaSOX4\ce{CaSO4})固體可作為除濕劑,在 300K\ce{300 K} 其平衡反應式與平衡常數(KpK_p)如下:
    CaSOX4(s)+2HX2OCaSOX4 2HX2O~~~~\ce{CaSO4(s) + 2H2O <=> CaSO4 \cdot 2H2O}       Kp=2500~~~~~~K_p=2500
已知 300K\ce{300 K} 時純水的飽和蒸氣壓為 0.040atm\ce{0.040 atm},試回答3-4題。(CaSOX4\ce{CaSO4} 式量為 136136
300K\ce{300 K} 時,將足量的 CaSOX4 2HX2O(s)\ce{CaSO4 \cdot 2H2O(s)} 置於一乾燥之密閉容器中,使其達成上述反應之平衡時,容器內之相對濕度為多少?
300K\ce{300 K} 時,將 1.8\ce{1.8} 克水及 xx 克的無水硫酸鈣固體一起放入 3030 公升之乾燥密閉容器中,容器內之相對濕度為 82%82\%,則 xx 約為多少?(假設 CaSOX42HX2O\ce{CaSO4\cdot2H2O} 不釋放水蒸氣)
已知氫原子的游離能約為 320kcal/mol\ce{320 kcal/mol},試問當 11 莫耳氫原子的電子,從 n=4n=4 躍遷至 n=2n=2 時,所產生的能量變化約為何?
表1是 MgX2+\ce{Mg^{2+}}SrX2+\ce{Sr^{2+}}BaX2+\ce{Ba^{2+}} 三種金屬離子溶液分別與含有 SOX4X2\ce{SO4^{2-}}COX3X2\ce{CO3^{2-}}NHX3\ce{NH3} 三種試劑的水溶液反應的結果(所有溶液的濃度均為 0.01M\ce{0.01M}),表中「+」表示有沉澱物生成,「‒」表示無沉澱物產生。下列各組溶液的成分均為濃度 0.01M\ce{0.01 M} 的水溶液,各自以等體積混合後,根據表1,何者不會有沉澱產生?image.png
四種與氧有關的粒子 OX3\ce{O3}OX2\ce{O2}OX22\ce{O^{2-}2}OX22+\ce{O^{2+}2},其路易斯結構如表2所示。 image.png 有關此四種粒子的敘述,哪一項正確?
(甲)臭氧沒有共振結構
(乙)四種粒子中,兩個氧原子間的鍵長是 OX22> OX3>OX2>OX2\ce{O^{2-}2> O3 > O2 > O2}
(丙)氮氣的電子總數與 OX22+\ce{O^{2+}2} 相等
國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)於 2016201666 月正式宣布週期表上第 113113115115117117118118 號元素的英文命名及元素符號,其中,第 118118 號元素的符號為 X118X21182Og\ce{_118Og} ),屬於週期表上第 1818 族。下列關於此新元素的敘述,哪一項正確?
感光色素結構的改變啟動了對大腦的神經脈衝,從而形成視覺。而化合物甲為人體視網膜細胞內之重要感光色素組成的一部分,化合物甲在吸收光後可轉變為化合物乙,其分子結構及其光照的轉換如圖3所示。下列關於化合物甲與化合物乙的敘述,哪一項正確?image.png
下列三種化合物的水溶性大小順序,哪一項正確?
(甲)己酸      ~~~~~(乙)正己烷      ~~~~~(丙)1-己醇
矽晶(Si\ce{Si})為半導體及太陽能板的重要材料。晶體中的矽原子如金剛石一樣,與鄰近的四個矽原子以 spX3\ce{sp^3} 混成軌域鍵結。若一個矽原子位於圖4中正立方體之中心位置1處,則緊鄰此矽原子的其他矽原子的位置為何?(註:中心位置為1,其他角落位置為2–9)image.png
生物體內許多生理反應均需要酵素的催化能力才能順利進行。當血液的酸鹼值不穩定時,會影響酵素的能力。已知血液中的 COX2\ce{CO2} 濃度會影響血液的酸鹼值,而呼吸的快慢會影響血液中的 COX2\ce{CO2} 濃度,當呼吸加快時,體內排出 COX2\ce{CO2} 則變快。下列敘述哪一項正確?
瑞德西韋是一種曾被試用於治療嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)患者的藥物,假設結構如圖5所示,則下列有關瑞德西韋的敘述,哪一項正確?image.png
合成橡膠常做為汽車輪胎的材料。某一合成橡膠的局部化學結構如圖6所示。此合成橡膠是以化合物甲為單體,彼此透過一端碳原子進行碳-碳鍵結,如此重複進行而成的鏈狀聚合物,此過程無其他副產物生成。試問單體化合物甲的分子量約為多少?image.png
物質的狀態變化常伴隨著熱量變化(ΔH\ce{\Delta H})。圖7是某物質的相圖(未按比例繪製),若將 100100 克此物質置於一體積可變之容器中,則下列哪一項變化之 ΔH\ce{\Delta H} 會小於 00? (只考慮相態轉移能量變化)image.png
以鋰金屬為負極材料的鈕扣型電池,具有小而輕、能量密度高以及放電穩定的優點。原因除鋰的原子量小且為密度最輕的固態金屬性質外,鋰原子的電子組態也是需要瞭解的環節。而鋰原子的某些電子組態如下:
甲:1sX1 2sX2 2pXx02pXy02pXz0\ce{1s^{1} 2s^2 2p^0_x2p^0_y2p^0_z}
乙:1sX0 2sX2 2pXx12pXy02pXz0\ce{1s^{0} 2s^2 2p^1_x2p^0_y2p^0_z}
丙:1sX0 2sX1 2pXx22pXy02pXz0\ce{1s^{0} 2s^1 2p^2_x2p^0_y2p^0_z}
丁:1sX2 2sX1 2pXx02pXy02pXz0\ce{1s^{2} 2s^1 2p^0_x2p^0_y2p^0_z}
下列哪一項依序為能量最高和最低的組態?
有兩條質料相同的抹布,都沾上了大約相同量的油溶性汙漬。將兩條抹布分別以肥皂與合成清潔劑清洗,結果以合成清潔劑的清潔效果較佳。下列哪些敘述,可能是造成此種區別的原因?
題組 18-19 (8分)
一氧化氮和二氧化氮為常見的空氣汙染物。汽機車引擎的高溫可促使空氣中的氮氣與氧氣反應產生一氧化氮,一氧化氮再與空氣中的氧氣反應產生紅棕色二氧化氮,其反應式如式(11)所示。兩分子的二氧化氮在密閉系統中可結合生成無色的四氧化二氮氣體,其反應式如式(22)所示。
    2NO(g)+OX2(g)2NOX2(g)     ~~~~\ce{2NO(g) + O2(g) -> 2NO2(g)}~~~~~ 式(11
    2NOX2(g)NX2OX4(g)                  ~~~~\ce{2NO2(g) <=> N2O4(g)}~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 式(22
在定溫下,式(11)反應物初濃度([NO]X0\ce{[NO]0}[OX2]X0\ce{[O2]0})與生成 NOX2\ce{NO2} 之初速率的關係如表3所示。下列相關敘述,哪些正確?image.png
在定溫下,測得式(22)的平衡常數(KcK_c)為 1616。下列有關此反應的敘述,哪些正確?
張同學取 x\ce{x}y\ce{y}z\ce{z}t\ce{t}s\ce{s} 五種金屬,它們均會形成 +2+2 價離子,並進行以下的實驗:
實驗一:將五種金屬分別加入稀鹽酸溶液中,除了 s\ce{s} 以外,其餘四種金屬均會與鹽酸作用產生氣泡
實驗二:zX2+\ce{z^{2+}}x\ce{x} 不發生反應;zX2+\ce{z^{2+}}y\ce{y} 不發生反應
實驗三:將此五種金屬兩兩組合成電化電池 M(s)MX2+(aq)NX2+(aq)N(s)\ce{M(s)|M^{2+}(aq)||N^{2+}(aq)|N(s)},則當 M\ce{M}t\ce{t}N\ce{N}s\ce{s} 時可得到最大的電池電壓
根據上述實驗結果,下列敘述,哪些正確?
取一 5050 毫升的 0.10M\ce{0.10 M} 醋酸水溶液,以 0.10M\ce{0.10 M} 的氫氧化鈉水溶液進行酸鹼滴定反應。試問下列敘述,哪些正確?(醋酸的解離常數 Ka=1.8×105K_a=1.8\times10^{-5}log2=0.30\log{2}=0.30log3=0.48\log{3}=0.48
不同尺寸的銀奈米粒子具有不同的光學特性,有的在光照後會發光,有的不會。市面上用於殺菌的銀奈米粒子,顆粒較大且不會發光,但由數十個銀原子組成的銀奈米粒子則可發光。合成可發光銀奈米粒子的簡單方法是將 DNA\ce{DNA} 和銀離子加入中性水溶液中,再加入 NaBHX4\ce{NaBH4} 使其形成銀奈米粒子。在合成中,DNA\ce{DNA} 主要是和銀離子形成錯合物,避免形成銀的氫氧化物或氧化物,同時 DNA\ce{DNA} 亦可保護所形成的銀奈米粒子,使其穩定存於水溶液中並降低其和氧氣作用的程度。根據上文,下列相關敘述,哪些正確?
薄荷醇是薄荷油的主要成分之一,其結構式示於圖8。薄荷醇可由天然薄荷葉片萃取而得,亦可在實驗室以化合物甲為起始物,經一步反應製得。下列有關此反應、化合物甲及薄荷醇性質的敘述,哪些正確?Screenshot from 2023-12-07 17-34-18.png
在測量反應速率的秒錶反應實驗中,準備的兩個反應溶液如下:
溶液A:碘酸鉀(KIOX3\ce{KIO3}
溶液B:亞硫酸氫鈉(NaHSOX3\ce{NaHSO3})、硫酸、澱粉
實驗中相關的離子反應式如下:
IOX3X(aq)+3HSOX3X(aq)IX(aq)+3SOX4X2(aq)+3HX+(aq)             \ce{IO_3^-(aq) + 3HSO3-(aq) -> I^-(aq) + 3 SO4^{2-}(aq) + 3H+(aq)}~~~~~~~~~~~~~ 式(33
IOX3X+5IX(aq)+6HX+(aq)3IX2(s)+3HX2O(l)                                   \ce{IO3- + 5I-(aq) +6H+(aq) -> 3I2(s) + 3H2O(l)}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 式(44
IX2(s)+HSOX3X(aq)+HX2O(l)2IX(aq)+SOX4X2(aq)+3HX+(aq)       \ce{I2(s) +HSO3-(aq) + H2O(l) -> 2I-(aq) + SO4^{2-}(aq) + 3H+(aq)}~~~~~~~ 式(55
下列敘述,哪些正確?
題組 25-28 (8分)
取10克大理石粉(主要成分為 CaCOX3\ce{CaCO3},式量 100100)和過量煤焦(C\ce{C})均勻混合後,在高溫、隔氧下加熱反應。假設碳酸鈣完全反應後,可得到混合氣體甲(莫耳數比為 1:11:1CO\ce{CO}COX2\ce{CO2})及固體乙。固體乙與過量水完全反應產生可燃性氣體丙,若水的蒸氣壓可以忽略不計,於 0XC\ce{0^{\circ}C}11 大氣壓下,丙的體積為 1.571.57 公升。依據此一實驗,回答下列問題。
寫出 CaCOX3\ce{CaCO3} 和過量煤焦反應生成混合氣體甲及固體乙的平衡化學反應式。
寫出氣體丙的化學式。
此大理石粉中的碳酸鈣重量百分比為何?
%\%
0XC\ce{0^{\circ}C}11 大氣壓下,混合氣體甲的體積為何?
(L)\ce{(L)}
題組 29-31 (6分)
氫鍵是一種重要的分子間作用力,除了 HF\ce{H–F}HO\ce{H–O}HN\ce{H–N} 等鍵結的分子外,還有其他鍵結方式的分子也會形成分子間氫鍵。例如:HCN\ce{H–C≡N} 可形成分子間氫鍵,因為氮原子電負度大,即使間隔一個碳原子,仍可使氫原子帶有部分正電荷而形成氫鍵。氯原子與氮原子的電負度類似,在某些情況下,含氯的分子也可與鄰近分子的孤對電子(孤電子對)形成氫鍵。小明在實驗室找了下列四種常見有機物質:甲:正己烷(CX6HX14\ce{C6H14})、乙:乙醚(CX4HX10O\ce{C4H10O})、丙:氯仿(CHClX3\ce{CHCl3})、丁:2,22,2-二氯丙烷(CX3HX6ClX2\ce{C3H6Cl2})。 將以上物質各取 25.025.0 毫升於簡易卡計中分別兩兩混合,達熱平衡後,測量溫度的變化量。當混合後放熱越多,表示分子間氫鍵越強。依據此一實驗,回答下列問題。
取各物質精確體積25.0毫升時,必須使用到圖9中的哪一項器材?
名稱: 代號: (寫出此器材的名稱及代號)image.png
甲–丁四種物質中,哪兩種物質之間的分子間氫鍵最強? (填寫代號)
氯仿與丙酮(CX3HX6O\ce{C3H6O})可形成分子間氫鍵,以路易斯結構畫出兩者間的氫鍵鍵結,氫鍵以虛線表示。
題組 32-34 (6分)
圖 10 為多環芳香烴類化合物芘的結構,芘的分子式為 CX16HX10\ce{C16H10},分子量為 202202。回答下 列問題。image.png
在適當條件下,芘可被完全氫化形成飽和烴類化合物。寫出此產物的分子式與分子量。
分子式:
分子量:
在適當條件下,芘中的一個氫原子可被置換成溴原子。在不考慮實際產率的情況下,此一反應的單一溴取代產物可能有幾種?
芘與苯相似可進行硝化反應,生成硝基芘。寫出一般硝化反應試劑為何?