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112分科化學考科-24

[題組:第23-25題]
24 寫出化合物甲的結構式（含所有原子）（2分）

[題組題]

答案

略解：甲為丙烷(C₃H₈)
答案：H-C-C-C-H 或 CH₃-CH₂-CH₃ 報錯
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112分科化學考科-25

[題組:第23-25題]
25 若化合物丙與乙酐在酸的催化下反應，可以生成化合物己與乙酸，寫出化合物己分子的結構式。（2分）

[題組題]

答案

略解：丙為柳酸(水楊酸)，與乙酐反應生成乙醯柳酸(阿司匹靈)
答案：C₆H₄(OH)COOCH₃ 或具體結構式(乙醯柳酸) 報錯
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[題組:第26-28題]
過氧化二（三級丁基）（(CH₃)₃COOC(CH₃)₃，簡稱 dTBP），在加熱後會分解產生丙酮與乙烷，其反應如式5所示：
\[ (CH₃)₃COOC(CH₃)₃(g) \rightarrow 2(CH₃)₂CO(g)+C₂H₆(g) \quad (\text{式}5) \]
為了研究此一反應，小明在420 K下將一定量的dTBP氣體注入如圖8的反應容器中，並觀察水銀（汞）柱高度（h）隨時間的變化，紀錄如表4。小明也在表4中填寫了部分實驗數據分析的結果，但內容並不完整。假設容器中一開始只有dTBP且整個反應過程容器中只有式5所列之三種氣體存在，依據表4回答下列問題：（註：1.水銀壓力計內的體積變化可忽略不計，2.要寫出計算過程，否則不予計分）

26 計算時間為1分鐘時，容器中dTBP的體積莫耳濃度為何？
（已知：$\frac{25.94}{76 \times 0.082 \times 420} \approx 0.0099$）（2分）

[題組題]

答案

略解：反應式：(CH₃)₃COOC(CH₃)₃ → 2(CH₃)₂CO + C₂H₆
初壓26.17 cmHg，1分鐘後總壓26.63 cmHg，增加0.46 cmHg。
設反應掉x cmHg dTBP，生成2x cmHg丙酮和x cmHg乙烷，總壓變化：26.17-x+2x+x=26.63，得x=0.23 cmHg。
1分鐘時dTBP分壓=26.17-0.23=25.94 cmHg。
由P=CRT，C=P/RT=25.94/(76×0.082×420)≈0.0099 M=9.9 mM。
答案：9.9 mM 報錯
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112分科化學考科-27

[題組:第26-28題]
27 此反應的反應速率常數的數值與單位為何？（2分）

[題組題]

答案

略解：由表4數據，80分鐘[dTBP]=5.001 mM，160分鐘[dTBP]=2.501 mM，濃度減半時間80分鐘，為一級反應。
半生期t_{1/2}=80 min，k=0.693/t_{1/2}=0.693/80=0.00866 min⁻¹≈0.0086 min⁻¹。
答案：k=0.0086 min⁻¹ 報錯
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112分科化學考科-28

[題組:第26-28題]
28 在時間為40分鐘時，此反應的反應速率為何？（2分）

[題組題]

答案

略解：由表4，40分鐘[dTBP]=7.072 mM，41分鐘[dTBP]=7.011 mM。
反應速率R=Δ[C]/Δt=(7.011-7.072)/1=-0.061 mM/min。
取絕對值0.061 mM/min。
答案：0.061 mM/min 報錯
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112分科化學考科-29

[題組:第29-31題]
蒸氣蒸餾是一種提取植物精油常用的方法。此法乃將水與不溶於水的有機物質混合後，於蒸餾裝置中直接加熱至沸騰而將有機物質與水一起餾出，待觀察冷凝管中冷凝的液體不再有油滴存在時，表示蒸餾結束。已知溴苯（C6H5Br，分子量＝157）不溶於水，其沸點於常壓（760 mmHg）為156℃，且水與溴苯在不同溫度時的蒸氣壓如圖9 所示。理論上，兩種不互溶的液體，其蒸氣壓的表現，直接對應於該溫度之個別蒸氣壓。今將50 克水與20 克溴苯混合並加熱，回答下列問題：（註：要寫出計算過程，否則不予計分）

29 在90℃時，此混合物的蒸氣壓（mmHg）約為何？（2 分）

[題組題]

答案

略解：由圖9，90℃時水蒸氣壓約535 mmHg，溴苯蒸氣壓約105 mmHg。
不互溶液體總蒸氣壓為各純成分蒸氣壓之和：535+105=640 mmHg。
答案：約640 mmHg 報錯
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112分科化學考科-30

[題組:第29-31題]
30 在某大氣壓力下，此混合物沸騰時的溴苯蒸氣的分壓為50 mmHg，而水蒸氣的分壓為250 mmHg，則餾出物中二者質量比值（溴苯/水）為何？（2 分）

[題組題]

答案

略解：分壓比=莫耳數比，P_溴苯/P_水=n_溴苯/n_水=50/250=1/5。
質量比=(n_溴苯×M_溴苯)/(n_水×M_水)=(1×157)/(5×18)=157/90≈1.74。
答案：1.74 報錯
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112分科化學考科-31

[題組:第29-31題]
31 於1 大氣壓下，此混合物約在溫度幾度（℃）時會沸騰？（2 分）

[題組題]

答案

略解：1大氣壓=760 mmHg。由圖9數據：
90℃時總壓≈640 mmHg，100℃時總壓≈760+145=905 mmHg。
使用內插法：(905-640)/(100-90)=(760-640)/(t-90)
265/10=120/(t-90)，t-90≈4.53，t≈94.5℃。
答案：約94.5℃ 報錯
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113分科化學考科-01

元素 $ \left( ^9_4X \right) $ 的第一游離能為 $ E_1 $，第二游離能為 $ E_2 $，第三游離能為 $ E_3 $。將 $ E_1 $、$ E_2 $ 及 $ E_3 $ 的數值大小以柱狀圖表示並繪製如下，則下列何者正確？

[單選題]

答案

$ \frac{9}{4}X $ 為鈹(Be)，電子組態 $ 1s^2 2s^2 $。游離能順序：$ E_3 $ (移除內層電子) $\gt$ $ E_2 $ (移除第二個價電子) $\gt$ $ E_1 $ (移除第一個價電子)。答案：(A) 報錯
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113分科化學考科-02

下列有關 $ N_2 $、$ N_2H_2 $ 及 $ N_2H_4 $ 三種分子組成與結構的敘述，何者正確？
(A)孤對電子數：$ N_2 \gt N_2H_2 \gt N_2H_4 $
(B)鍵結電子對的總數：$ N_2 \gt N_2H_2 \gt N_2H_4 $
(C)N－N鍵長的大小：$ N_2 \gt N_2H_2 \gt N_2H_4 $
(D)$ N_2H_4 $中N－N－H的鍵角為120°
(E)$ N_2H_2 $為一平面分子

[單選題]

答案

$ N_2 $ (三鍵, sp), $ N_2H_2 $ (雙鍵, sp²), $ N_2H_4 $ (單鍵, sp³)。孤對電子數皆為2；鍵結電子對總數：$ N_2 $ $\lt$ $ N_2H_2 $ $\lt$ $ N_2H_4 $；N-N鍵長：$ N_2 $ $\lt$ $ N_2H_2 $ $\lt$ $ N_2H_4 $；$ N_2H_4 $ 鍵角約109.5°；$ N_2H_2 $ 為平面分子。答案：(E) 報錯
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