自然指考分科
111分科化學考科-05
[題組:第5-6題]
甲、乙、丙、丁為四種具有孔洞的特殊大分子，其孔洞的內部可以吸附氣體。已知其莫耳質量分別為1000、1100、1200、1300 (g/mol)，均具有單一孔洞且孔洞內總體積相同，但孔洞的口徑大小不同。氣態物質可經由孔洞進入這些特殊大分子內滯留，因此它們具有儲存氣體的特性。在同溫(200℃)、同壓下，H₂、He、Ne、Ar及Kr進入甲、乙、丙、丁的莫耳數比例不同，其平衡常數K如表2所示。以氫氣進入甲分子的平衡常數為例，可表示如下：
\[ H_2 + H \rightleftharpoons H_2 \oplus H \]
\[ K = \frac{n_{H_2} \oplus H}{P_{H_2} \times n_{H}} \]
\( n_{H_2} \oplus H \)：含H₂分子的甲之莫耳數，\( n_{H} \)：未含H₂分子（空）的甲之莫耳數，
\( P_{H_2} \)：氫氣的壓力 (atm)。
表2：\( K \) (atm\(^{-1}\))
| 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
|---|---|---|---|---|
| H₂ | \( 10 \times 10^{-4} \) | \( 2 \times 10^{-4} \) | 0 | \( 6 \times 10^{-4} \) |
| He | \( 1 \times 10^{-4} \) | \( 0.1 \times 10^{-4} \) | 0 | \( 0.5 \times 10^{-4} \) |
| Ne | 0 | \( 6 \times 10^{-4} \) | 0 | 0 |
| Ar | 0 | \( 9 \times 10^{-4} \) | 0 | 0 |
| Kr | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 甲、乙、丙、丁四種分子上孔洞的口徑，最可能的相對大小為何？
(A)甲>乙
(B)乙>丙
(C)丙>丁
(D)丁>乙
(E)丙>甲
答案
111分科化學考科-06
111分科化學考科-07
近年來，由於新型冠狀病毒在全球各地肆虐，耳溫槍已成為重要的防疫工具。耳溫槍是以量測數據溫度來代表人體的體溫，假若人體數據的輻射能量主要處於6000～15000 nm之間，則試問氫原子中的電子在下列哪一種主量子數n之間的躍遷，所釋出的電磁波能量與人體數據的輻射能量最接近？
（內得柏方程式：\( \frac{1}{\lambda} = R_H \left( \frac{1}{n_1^2} – \frac{1}{n_2^2} \right) \)，\( n_2 > n_1 \)，內得柏常數\( R_H \)約為1.0 × \( 10^{-2} \, \text{nm}^{-1} \)）
(A) \( n = 2 \rightarrow n = 1 \)
(B) \( n = 3 \rightarrow n = 2 \)
(C) \( n = 4 \rightarrow n = 3 \)
(D) \( n = 5 \rightarrow n = 4 \)
(E) \( n = 6 \rightarrow n = 5 \)
答案
111分科化學考科-08
下列有關分子結構與特性的敘述，哪些正確？
(A)SO3與NH3皆具有偶極矩
(B)氣態BeH2與H2S 皆為直線型分子
(C)光氣 (COCl2) 為一具極性的平面分子
(D)NO2的價電子總數為奇數，故其路易斯結構不符合八隅體規則
(E)穩定態的SF6為正八面體結構，但因為S 和F 原子電負度不同，故SF6具有偶極矩
答案
111分科化學考科-09
[題組:第9-10題]
將同溫、同壓、同體積的氣體A 與氣體B 共同置入一體積為V之密閉容器內，已知A 與B 會發生化學反應產生氣體C，化學平衡反應式為
\[ 2A(g) + B(g) \rightleftharpoons 2C(g) \]
回答下列問題：
9 定溫下，下列關係圖哪些正確？
答案
111分科化學考科-11
王同學用乙醇與過量的醋酸進行酯化反應，反應完成後，利用萃取法將醋酸與產物分離。依序將水、乙醚加入至反應完成的混合液中，再倒入分液漏斗內，如圖3所示。
下列有關此反應與萃取過程的敘述，哪些正確？
(A)分液漏斗中的上層為水層
(B)醋酸是有機物，但還是會溶於水層中
(C)實驗過程中所加的乙醚，可以用丙酮取代
(D)乙酸乙酯與乙醚可互溶，故用乙醚進行萃取
(E)加入少量的濃硫酸，有助於此酯化反應的進行
答案
111分科化學考科-12
以0.10 M NaOH溶液滴定200 mL 0.050 M之某有機酸溶液，其滴定曲線如圖4所示。下列關於此有機酸的敘述，哪些正確？
(A) \( K_{a1} \) 大於 \( 10^{-4} \)
(B) 此有機酸為單質子酸
(C) 在pH5.5附近有很好的緩衝效果
(D) 當溶液的pH=10時，該有機酸呈帶+1價離子
(E) 於上述有機酸溶液中加入0.10 M NaOH溶液100 mL時，溶液的pH值接近7.0
答案
111分科化學考科-13
「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
答案
