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109學測自然試題-57

化學家在合成新的有機化合物後,會利用碳與氫的元素分析數據,來幫助化合物的鑑定。假設在鑑定一未知的有機化合物時,發現當 10.0 毫克的樣品完全燃燒後,其混合氣體可使無水過氯酸鎂管柱增加 10.8 毫克,並使氫氧化鈉管柱增加 26.4 毫克。試問下列哪一個化合物,最符合實驗所測量結果?

答案

無水過氯酸鎂吸水,增重10.8 mg為H₂O質量,含H質量= (2/18)×10.8 = 1.2 mg。氫氧化鈉吸CO₂,增重26.4 mg為CO₂質量,含C質量= (12/44)×26.4 = 7.2 mg。樣品10.0 mg,故O質量=10.0 - 1.2 - 7.2 = 1.6 mg。C:H:O原子數比 = (7.2/12) : (1.2/1) : (1.6/16) = 0.6 : 1.2 : 0.1 = 6 : 12 : 1。最簡式C₆H₁₂O,分子量約100。比對選項結構式,符合C₆H₁₂O的為環己酮或己醛等。需看選項具體結構判斷。若選項中有一個是C₆H₁₂O,即為答案。 報錯
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108學測自然試題-34

甲和乙兩化合物皆由元素R和Q所組成,其中甲化合物中Q的重量百分率為20%,而1.4公克的乙化合物中含有1.2公克的R;若甲的分子式為R₂Q₆,而乙的分子式為R₂Q₄,且乙一莫耳完全燃燒需要x莫耳的氧氣並產生y莫耳的RO₂與z莫耳的Q₂O,其反應式為:
\[ \text{乙} + x\text{O}_2 \rightarrow y\text{RO}_2 + z\text{Q}_2\text{O} \]
則下列哪些選項正確?(應選3項)
(A) a=2
(B) x=3
(C) y=2
(D) z=4
(E) x+y+z=7

答案

甲R₂Q₆:Q%=6Q/(2R+6Q)=0.2 → 6Q=0.2(2R+6Q) → 6Q=0.4R+1.2Q → 4.8Q=0.4R → R=12Q。乙R₂Q₄:M=2R+4Q=2(12Q)+4Q=28Q。1.4g乙含R 1.2g,R重%=1.2/1.4≈85.7%,計算:R₂質量占比=24Q/28Q=6/7≈85.7%,符合。乙燃燒:R₂Q₄ + xO₂ → yRO₂ + zQ₂O。R守恆:2=y。Q守恆:4=2z → z=2。O守恆:2x=2y+z=4+2=6 → x=3。x+y+z=3+2+2=7。(A)題中無a?可能a是R原子量?R=12Q,若Q=1,R=12,則乙分子量28,合理,但選項(A) a=2無定義。故正確為(B)x=3,(C)y=2,(E)x+y+z=7。(D)z=2。答案(B)(C)(E)。 報錯
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108學測自然試題-65

下列8類有機化合物:烷、烯、醇、醛、酮、酯、羧酸、醯胺,其最簡單成員之分子式含有兩個碳原子者,共有幾類?
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5 (E)6

答案

最簡單的兩個碳成員:烷(乙烷C₂H₆)、烯(乙烯C₂H₄)、醇(乙醇C₂H₅OH)、醛(乙醛CH₃CHO)、酮(丙酮CH₃COCH₃,但丙酮是3個碳,最簡單的酮是丙酮,無2碳酮?酮需羰基在碳鏈中間,最少3碳)、酯(甲酸甲酯HCOOCH₃是2碳?甲酸1C,甲醇1C,總2C?但酯的官能基是-COO-,兩邊碳算進去。甲酸甲酯H-COO-CH₃,碳數:羰基碳1個,甲基碳1個,共2碳)、羧酸(乙酸CH₃COOH)、醯胺(乙醯胺CH₃CONH₂)。酮無2碳成員。故有烷、烯、醇、醛、酯、羧酸、醯胺,共7類?但選項最大為6。檢查:酯甲酸甲酯H-COO-CH₃,碳數1(甲酸部分)+1(甲醇部分)=2,算2碳酯。醯胺乙醯胺CH₃CONH₂,碳數2。所以是烷、烯、醇、醛、酯、羧酸、醯胺,7類。但選項無7。可能不把甲酸甲酯視為2碳化合物?或者酮算進去?丙酮是3碳。重新審題:「最簡單成員之分子式含有兩個碳原子者」,意指該類化合物中存在分子式為C₂的成員。烷(C₂H₆)、烯(C₂H₄)、醇(C₂H₅OH)、醛(C₂H₄O)、羧酸(C₂H₄O₂)。酮最簡單是丙酮C₃H₆O,無C₂酮。酯:甲酸甲酯C₂H₄O₂。醯胺:乙醯胺C₂H₅NO。所以是烷、烯、醇、醛、羧酸、酯、醯胺,共7類。但答案選項只有到6。可能題目將甲酸甲酯視為C₂H₄O₂,與乙酸相同分子式,但結構不同,仍算一類。或者不考慮醯胺?常見答案是6類:烷、烯、醇、醛、羧酸、酯。答案可能是(D)5或(E)6。根據常見題目,兩個碳的化合物有:乙烷、乙烯、乙醇、乙醛、乙酸、甲酸甲酯(酯)、乙醯胺(醯胺)。若算7類,但選項無。可能題目「最簡單成員」指該類中碳數最少的成員,且分子式為C₂。酮最簡單是丙酮C₃,故無。得6類:烷、烯、醇、醛、羧酸、酯(甲酸甲酯C₂H₄O₂)。醯胺最簡單是乙醯胺C₂H₅NO,也算一類,則為7類。若答案為6,則可能是未計入醯胺,或未計入酯(但甲酸甲酯是酯)。推測答案為(E)6,包括烷、烯、醇、醛、羧酸、酯。 報錯
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