在週期表之第二週期中，具有4個和6個價電子的元素分別以X和Y表示。下列哪些正確？（應選3項）
(A)Y之價殼層電子數大於X，故Y之原子半徑大於X
(B)\( ^{12}X \)和\( ^{16}Y \)之中子數和質子數的比值均為1
(C)XY\(_2\)和XY互為同分異構物
(D)由路易斯結構可知XY\(_2\)的孤對電子數是XY的2倍
(E)XY\(_2\)的水溶液呈弱酸性
答案
113學測自然
113學測自然試題-12
【第12-13題組】黃鐵礦（ FeS\(_2\) ）是地表上主要礦物之一，通常與他種岩石的硫化物或氧化物伴生。地質學家為了解黃鐵礦成分，進行以下的實驗。其實驗步驟如下：
步驟1：將黃鐵礦實驗樣品磨成粉末，於3個錐形瓶（標號1～3）中分別放置0.35 克樣品，並加入50 mL的酸性溶液。
步驟2：將3個錐形瓶置放在室溫，但不同氧氣分壓下。
步驟3：經過一天後，取出20 mL上層澄清液，測量溶液中含鐵總濃度（ [Fetotal] ，包含Fe(II)與Fe(III)）、SO\(_4^{2-}\)濃度（ [SO\(_4^{2-}\) ]）及含硫總濃度（ [Stotal] ，包含[SO\(_4^{2-}\) ]與其它含硫物質濃度）。
上述含硫總濃度是先用化學方法，將溶液中所有硫化物氧化成 SO\(_4^{2-}\) 後，再加以測量，實驗結果列於表1。
| 樣品 | 氧氣的分壓（ atm ） | [Fe total] （ mM ） | [SO\(_4^{2-}\) ]/[Fe total] | [Stotal] /[Fe total] |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.21 | 2.4 × 10\(^{-2}\) | 1.46 | 1.74 |
| 2 | 3.0 × 10\(^{-3}\) | 1.4 × 10\(^{-3}\) | 1.39 | 1.72 |
| 3 | 3.3 × 10\(^{-5}\) | 3.8 × 10\(^{-4}\) | 1.24 | 1.70 |
欲測量含硫物質的總濃度時，可選用以下哪種試劑，將水溶液內的硫化物都氧化成 SO\(_4^{2-}\) ?
(A) NH\(_3\)(aq) (B) H\(_2\)O\(_2\)(aq) (C) Zn(s) (D) HCl(aq) (E) KCl(aq)
答案
113學測自然試題-13
【第12-13題組】黃鐵礦（ FeS\(_2\) ）是地表上主要礦物之一，通常與他種岩石的硫化物或氧化物伴生。地質學家為了解黃鐵礦成分，進行以下的實驗。。其實驗步驟如下：
步驟1：將黃鐵礦實驗樣品磨成粉末，於3個錐形瓶（標號1～3）中分別放置0.35 克 樣品，並加入50 mL的酸性溶液。
步驟2：將3個錐形瓶置放在室溫，但不同氧氣分壓下。
步驟3：經過一天後，取出20 mL上層澄清液，測量溶液中含鐵總濃度（total [Fe ]， 包含Fe(Ⅱ)與Fe(Ⅲ)）、2 4 SO −濃度（2 4 [SO ]−）及含硫總濃度（total [S ]，包含 2 4 [SO ]−與其它含硫物質濃度）。 上述含硫總濃度是先用化學方法，將溶液中所有硫化物氧化成2 4 SO −後，再加以測 量，實驗結果列於表1。 表1黃鐵礦樣品在不同氧氣分壓下溶解後成分分析
下列實驗觀察哪些為合理敘述？（應選 3 項）
(A)理論上純度100%的黃鐵礦樣品，其 [Stotal]/[Fetotal]值應該為2
(B)黃鐵礦在酸性溶液中，會隨氧氣分壓增高而減少其溶解的量
(C)此實驗黃鐵礦樣品中可能含有氧化鐵，所以量測 [Stotal]/[Fetotal]的值小於2
(D)在純氮氣下操作此實驗， [SO\(_4^{2-}\)]/[Fetotal]的值會大於1.46
(E)表1中， [SO\(_4^{2-}\)]/[Fetotal]值比 [Stotal]/[Fetotal]值小，表示在氧氣分壓為0.21 atm，經過一天仍無法將硫化物都氧化成 SO\(_4^{2-}\)
答案
113學測自然試題-14
硼烷氫（ H\(_3\)NbH\(_3\) ）是一種固態能源，可與鹽酸反應產生氫氣。假設在 25°C、1 atm 下，取 1.54 克硼烷氫與足量的鹽酸反應，可完全轉變成硼酸（ H\(_3\)BO\(_3\) ）、氯化銨（ NH\(_4\)Cl ）與氫氣，反應式如下：
H\(_3\)NbH\(_3\) + HCl + H\(_2\)O → H\(_3\)BO\(_3\) + NH\(_4\)Cl + H\(_2\) （未平衡）
試問所產生氫氣的體積是多少升？（ 25°C、1 atm，1 莫耳氫氣的體積為 24.5 升；原子量 C = 12.0、H = 1.00、O = 16.0、N = 14.0、B = 10.8）
(A)1.23 (B)3.36 (C)3.68 (D)4.90 (E)6.00
答案
113學測自然試題-15
李小仁買了一條流行的飛天小丑魚，是一種質量很輕類似氣球的飛行玩具，但是買回來後發現，廠商沒有將飛天小丑魚灌入氣體。於是，李小仁前往附近店家尋找，並填充一定量體積的氨氣，但是找了幾家，發現氨氣的純度有所差異，皆含有體積1%氣體雜質。試問含有下列何種雜質會使飛天小丑魚最容易浮起？
（原子量 C=12.0、N=14.0、O=16.0、Ne=20.2、Ar=40.0）
(A)二氧化碳 (B)氮氣 (C)氫氣 (D)氫氣 (E)氧氣
答案
113學測自然試題-16
【第16-17題組】海水去鹽淡化，可讓水資源再利用。某實驗室發現咖啡渣可作為水純化的材料。首先將咖啡渣在極高溫下碳化成奈米材料，再混以具油脂特性的無色透明矽烷，均勻地灑在一杯海水的表面上，然後放置在一具有斜度上蓋的透明容器（如圖5所示），經在大陽光照射之下，底部漸漸發現有經過凝結後的純水。
研究人員針對四種情況，分別是（甲）未照光、（乙）照光、（丙）照光並灑上碳化咖啡粉，以及（丁）照光並灑上混有矽烷的碳化咖啡粉，且後兩種情況使用同樣重量的咖啡粉。在同樣的時間內，測量水杯重量的減少程度，並將實驗結果繪製成圖6。
實驗的結果發現，在水的表面灑上碳化後的咖啡粉，可以增加水的揮發效果，其可能原因為何？
(A)碳化後的咖啡粉變輕，與水一起揮發
(B)碳化後的咖啡粉變重，把水擠出容器外
(C)碳化後的咖啡粉易溶於水，促進水的揮發
(D)碳化後的咖啡粉，吸光吸熱的效果增加
(E)碳化後的咖啡粉不易吸水，水就容易揮發
答案
113學測自然試題-17
【第16-17題組】海水去鹽淡化，可讓水資源再利用。某實驗室發現咖啡渣可作為水純化的材料。在水杯中灑上混有油脂特性的矽烷碳化咖啡粉，可使水的揮發效果更佳，下列敘述哪些正確？（應選2項）
(A)油脂特性的矽烷具疏水性質，可使咖啡粉飄浮在水的表面上，不會產生沉澱
(B)油脂特性的矽烷具親水性質，可與水的互溶性提升
(C)可扮演界面活性劑的角色，使咖啡粉懸浮在水中
(D)可扮演凝聚劑的角色，使咖啡粉凝結成塊，沉入水中
(E)在40～50分鐘間，杯內灑上混有油脂特性矽烷碳化咖啡粉的揮發速率達到 \(0.02 \frac{\text{kg}}{\text{m}^2 \cdot \text{min}}\)
答案
113學測自然試題-18
有甲、乙、丙及丁四種純物質，皆不會相互反應，其熔點、沸點與加水後的情況如下表2 所示。
| 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
|---|---|---|---|---|
| 熔點（℃） | 16.6 | 1025 | −22.9 | 776 |
| 沸點（℃） | 118.1 | 1836 | 76.7 | 1420 |
| 取1 克純物質加入10毫升水，攪拌後靜置 | 無色溶液，呈弱酸性 | 無化學反應發生，呈懸浮狀，並有沉澱 | 液體分層 | 完全溶解後呈無色溶液 |
下列有關甲、乙、丙、丁四種純物質的敘述，哪些正確？（應選3項）
(A)乙與丁的混合物可藉由加入水後，而進行後續的分離
(B)丙與水的混合物適合使用蒸發結晶法分離
(C)分離乙與水的混合物的過程可使用濾紙過濾
(D)甲和丙為強電解質
(E)丁可能為離子化合物
答案
113學測自然試題-20
下列關於基本交互作用的敘述，哪些正確？（應選2 項）
(A)基本交互作用中，僅有重力的作用範圍可達無窮遠，故為星系形成的主要原因
(B)電子繞著原子核運動，主要是因為重力
(C)單獨的中子可藉由弱力衰變為質子、電子和其他粒子
(D)弱力與強力的作用範圍比原子的尺度還小
(E)質子與中子間有強力，但中子與中子間並沒有強力
答案
