111分科化學

「大象牙膏」是一有趣的化學實驗：將濃度為30～35%的雙氧水與清潔劑混合，雙氧水分解產生的氧氣被清潔劑水溶液包裹住產生氣泡，此泡沫狀物質會像噴泉一樣噴湧而出。已知其化學反應式為：
\[ 2H_2O_2(l) \rightarrow 2H_2O(l) + O_2(g) \quad \Delta H^1 = -196 \, \text{kJ/mol} \]
活化能 \( E_a^1 = 76 \, \text{kJ/mol} \)。
若在此溶液中加入少量碘化鉀溶液，則泡沫噴湧的效果會更明顯。小安量測加入碘化鉀溶液後的反應活化能 \( E_a^2 = 57 \, \text{kJ/mol} \) 與反應熱 \(\Delta H^2 = -Q \, \text{kJ/mol} \)。此外，小安發現加入碘化鉀溶液後，碘離子會參與反應，而且有甲、乙兩反應發生。
甲：\( H_2O_2(l) + I^- (aq) \rightarrow Y(aq) + H_2O(l) \)
乙：\( H_2O_2(l) + Y(aq) \rightarrow Z(aq) + H_2O(l) + O_2(g) \)
已知甲、乙兩個反應的反應係數皆已平衡，且甲反應的反應速率小於乙反應的反應速率，小安分析反應後碘離子的量沒有減少。根據以上實驗觀察及結論，下列敘述哪些正確？
(A) \( Q > 196 \)
(B) \( Y \) 是 \( IO_3^- \)
(C) \( Z \) 是 \( I^- \)
(D) 甲反應活化能小於乙反應活化能
(E) 雙氧水在此實驗中既是氧化劑，也是還原劑

硫酸根離子濃度的檢測方法如下：首先加入適量的鹽酸使樣品溶液酸化，然後加入氯化銅溶液，會產生白色沉澱，稱重後即可確定樣品所含有硫酸根離子的量。
李同學取得一樣品，依照上述方法得到硫酸銅沉澱，以預先稱重的濾紙過濾，並將濾紙與沉澱物質於已稱重的坩埚內，於烘箱內烘乾，最後再稱沉澱物、濾紙與坩埚的總重，可計算樣品中硫酸根離子的濃度。實驗完成後，發現所測得的結果高於實際濃度，下列哪些可能是造成此誤差的原因？
(A)最後稱重時，濾紙乾燥未完全
(B)樣品溶液中含有不溶的固體雜質
(C)在過濾的過程中，有粉末通過濾紙而流失
(D)尚未加入氯化銅前，在操作過程濾濾出樣品
(E)空坩埚稱重前未完全乾燥，但最後稱沉澱物、濾紙與坩埚的總重時，則是完全乾燥

小華在25℃時，將1毫克的蛋白質分別加到10 mL的純水、0.001 M的鹽酸溶液、0.001 M的氫氧化鈉溶液中，得到如下的實驗結果：
(1)無法完全溶解於純水中
(2)完全溶解於0.001 M的鹽酸溶液中
(3)完全溶解於0.001 M的氫氧化鈉溶液中
(4)在電場下，(2)所述溶液中的蛋白質，會向負(-)端移動
(5)在電場下，(3)所述溶液中的蛋白質，會向正(+)端移動
根據上述，下列有關該蛋白質性質的推論哪些正確？
(A)溫度越高，該蛋白質溶解度越大
(B)該蛋白質的溶解度和溶液酸鹼值有關
(C)該蛋白質所需的電荷和溶液的酸鹼值有關
(D)若將(2)與(3)所述溶液等量混合，可能有部分蛋白質析出
(E)溶於0.001 M氫氧化鈉溶液中的蛋白質，其移動速率不隨電場強弱而改變

[題組:第16-17題]
有甲、乙、丙、丁、戊、己等六個前三週期的元素，其相關的性質如表3所示。
表3

16 根據表3所提供的資料，下列有關此六個元素的敘述哪些正確？
(A)室溫下，甲可與甲醇反應
(B)乙的第一游離能小於丁的第一游離能
(C)室溫下，丙分子會與水進行氧化還原反應，而丁分子則不會
(D)丁可形成雙原子和三原子兩種氣體分子，其中三原子分子的變長較長
(E)室溫下，丙和戊均可形成同核雙原子分子，且戊分子的沸點比丙分子的沸點高

[題組:第16-17題]
17 此六元素彼此之間可形成不同的化合物，下列相關化合物的敘述哪些正確？
(A)甲與丙可形成離子化合物
(B)乙與丁可形成多種化合物
(C)丁與戊形成的分子化合物中，丁的氧化數可為-1
(D)乙與丙形成的分子化合物，其分子形狀為平面三角形
(E)甲與丁可形成離子化合物，其中丁的氧化數可為-1或-2

[題組:第18-19題]
19 研究指出，甲產生殺菌的效果，是透過分子間的作用力，堆疊在細菌的細胞膜上形成規律的結構，如圖6所示。下列關於甲的性質與其堆疊結構物的敘述哪些正確？
(A)甲可形成分子間氫鍵
(B)甲可分別與丙酮、丙酸及丙炔產生氫鍵
(C)甲主要是藉由凡得瓦力互相堆疊
(D)堆疊後的結構物，可形成中空的通道
(E)甲的殺菌作用，可能是影響細菌細胞膜的功能