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112分科化學考科-20

[題組:第20-22題]
水電解反應所產生的氫氣(H2)與氧氣(O2),可分別作為燃料與醫療用途。為了瞭解電解質與電極材料對於水電解反應的影響,小安利用NaOH、Na2SO4、KNO3 與NaNO3 作為電解質,搭配白金、不鏽鋼與石墨作為電極,設計了一系列水電解實驗,並將結果整理成表3 與圖5;表3 為水電解實驗氣體生成體積,圖5 為水電解實驗的電流效率。電流效率表示所流通的電流中,有多少比例實際進行水電解反應。

20 下列關於實驗結果的敘述,哪些正確?(多選)
(A) 當使用白金電極時,氫氣或是氧氣的產量,並不隨電解質的不同而有明顯變化
(B) 當使用不鏽鋼電極時,無論電解質種類為何,氫氣都是主要產物
(C) 當使用石墨電極時,無論電解質種類為何,氫氣的產量都相同
(D) 若使用NaOH 或Na2SO4 當作電解質,無論電極材料為何,產氫的電流效率都接近100%
(E) 若使用KNO3 或NaNO3 當作電解質,不鏽鋼電極產氫和產氧的效率都比石墨電極佳

答案

略解:(A)白金電極各電解質下H₂:O₂≈2:1,變化不明顯。
(B)不鏽鋼電極在KNO₃、NaNO₃時O₂產量>H₂。
(C)石墨電極在不同電解質下H₂產量有差異。
(D)NaOH、Na₂SO₄產氫效率接近100%。
(E)不鏽鋼產氧效率較石墨佳,但產氫效率不佳。
答案:A,D 報錯
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112分科化學考科-21

[題組:第20-22題]
21 在某個實驗條件下,小安獲得了如圖6 的實驗結果,試問下列哪一項最可能為此實驗的電極材料與電解質組合?(單選)
(A)電極材料:白金;電解質:甲-NaOH、乙-Na2SO4、丙-KNO3、丁-NaNO3
(B)電極材料:不鏽鋼;電解質:甲-Na2SO4、乙-NaNO3、丙- KNO3、丁-NaOH
(C)電極材料:不鏽鋼;電解質:甲-KNO3、乙-NaOH、丙-NaNO3、丁-Na2SO4
(D)電極材料:石墨;電解質:甲-NaNO3、乙-Na2SO4、丙-NaOH、丁-KNO3
(E)電極材料:石墨;電解質:甲-NaOH、乙-Na2SO4、丙-KNO3、丁-NaNO3

答案

略解:圖6顯示甲、丙氫氣極少,乙、丁氫氣較多且H₂:O₂≈2:1。對照表3,不鏽鋼電極在KNO₃、NaNO₃時產氫極少,在NaOH、Na₂SO₄時產氫正常,故選(C)。
答案:C 報錯
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114分科化學考科-16

[題組:第16-17題]甲烷(CH₄)是天然氣的主要成分,燃燒時可以產生1200-1800 K的高溫。右圖是CH₄與O₂的混合氣體燃燒時產生的火焰示意圖,其中Z軸標示了火焰的高度位置。以X=0、Z=0為起始點,完全燃燒時的火焰最高點為Z=1.0(cm),火焰高度按比例的相對值為Z=0.2、0.4……等,如圖所示。
科學家透過儀器分析,分別得到在X=0、Z=0至1.0位置的化學成分莫耳分率,結果如下圖所示。圖中O₂的莫耳分率數值範圍為0.72-0.92,而其他氣體的比例較少,莫耳分率數值範圍在0.0-0.20之間。
穩定的火焰中,下圖表示甲烷燃燒過程中的各氣體莫耳分率變化,可以呈現其燃燒的結果。
16. 關於此混合氣體燃燒實驗,下列敘述哪些正確?
(A)燃燒前混合氣體中CH₄與O₂的莫耳數比大於0.2
(B)燃燒前混合氣體中有H₂O及CO₂雜質
(C)燃燒過程共消耗掉約0.15莫耳的O₂
(D)完全燃燒後CH₄轉變生成CO₂與H₂O
(E)完全燃燒後產生之H₂O重量約為CO₂重量之2倍

答案

(A)錯誤,由圖Z=0時,CH₄莫耳分率約0.075,O₂約0.91,比值約0.082<0.2。
(B)正確,Z=0時,H₂O和CO₂莫耳分率不為0,表示有雜質。
(C)需注意莫耳分率非莫耳數,題幹未給總莫耳數,無法判斷消耗的O₂莫耳數。
(D)正確,CH₄完全燃燒生成CO₂和H₂O。
(E)錯誤,由CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O,H₂O與CO₂莫耳數比為2:1,質量比為(2×18):44=36:44≠2:1。答案:BD 報錯
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114分科化學考科-17

[題組:第16-17題]… (題組敘述同16題) …
17. 下列敘述,哪些符合題目圖的觀測結果?
(A)H₂O的生成,在Z=0.1cm時的速率最快
(B)在Z=0.1cm時,每生成1.0莫耳H₂O伴隨0.5莫耳CO₂的生成
(C)在Z=0.2cm時,CH₄生成CO的速率比CO轉變為CO₂的速率快
(D)在Z=0.2cm時,CH₄生成CO的速率比生成H₂O的速率快
(E)在Z>0.3cm時,主要反應為CO的燃燒

答案

(A)錯誤,H₂O曲線在Z=0.2~0.3間斜率最大,生成速率最快。
(B)需查圖Z=0.1時H₂O與CO₂莫耳分率,判斷是否成2:1關係。
(C)正確,Z=0.2時CO曲線仍在上升,表示生成速率大於消耗速率。
(D)錯誤,H₂O曲線上升斜率較CO大,表示H₂O生成速率較快。
(E)正確,Z>0.3時CH₄已耗盡,CO開始下降,CO₂持續上升,主要為CO燃燒生成CO₂。答案:CE 報錯
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113分科生物考科_05

科學家在研究蜜蜂覓食和跳搖擺舞時的調控機制,發現使蜜蜂產生覓食慾望與相關行為和腦內生物胺量的變化有關(圖1)。根據此結果推測,若在覓食前以腹部注射方法給予蜜蜂人工合成的多巴胺(DA)和血清素(5-HT)後,觀察其對蜜蜂覓食行為的影響,並以蔗糖覓食指數表示,指數越高代表覓食頻率愈高。下列何者是最可能的預期結果?

 

答案

根據圖1,多巴胺在覓食中上升,血清素在跳舞中上升,推測DA會提高覓食指數,5-HT影響較小。答案:A 報錯
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114物理分科測驗22

[題組:第21-23題]
(a)以箭頭畫出圖9中C、D二點的電場方向。(2分)
(b)試比較E點與F點的電場量值的大小?須說明判斷理由。(2分)

答案

(a)C點電場向右,D點電場向左(沿電力線切線方向)。
(b)E點電場量大於F點,因E點電力線較密集。
答案:(a)C→,D←;(b)E\gtF 報錯
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114物理分科測驗25

[題組:第24-26題]
有關在晶圓與光源間注入純水的做法,下列不同波長的光源,何者較不適用?(單選)(3分)
(A)13.5nm (B)193nm (C)248nm (D)365nm (E)436nm

答案

由圖10可知13.5nm波長衰減係數極大(\( 10^6 \sim 10^7 \)),光強度急速衰減,不適用。
答案:A 報錯
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114物理分科測驗26

[題組:第24-26題]
在圖10中,若當光在水中傳遞10cm後,其強度至少仍有起始強度的0.37倍,則可能的波長範圍為何?即 \( \lambda_L \lt \lambda \lt \lambda_H \),求 \( \lambda_L \)及\( \lambda_H \)。(須有說明或計算過程)(4分)

答案

由 \( \frac{I}{I_0} = 0.37 = e^{-\alpha z} = e^{-1} \) 得 \( \alpha z = 1 \),代入 \( z = 0.1 \, \text{m} \) 得 \( \alpha = 10 \, \text{1/m} \)。由圖可知 \( \alpha \leq 10 \) 的波長範圍約為200nm至900nm。
答案:\( \lambda_L = 200 \, \text{nm} \),\( \lambda_H = 900 \, \text{nm} \) 報錯
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114學測自然考科53

[題組:第50題到第54題]
圖 17 顯示不同照光時間下,每克觸媒催化所產生的氫氣電莫耳數(mmol/g),若使用 1.0 g 的觸媒進行催化反應,照光 6 小時條件下,則 Zn-TiO₂ 的氫氣產量為 TiO₂ 的幾倍?(2分)

答案

由圖17讀取:
TiO₂產量:4 mmol/g
Zn-TiO₂產量:16 mmol/g
倍數 = 16/4 = 4倍
答案:4倍 報錯
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105學測自然試題-12

二鉻酸鉀( \( K_2Cr_2O_7 \) )可用於檢測呼氣中的酒精濃度。酒精與 \( K_2Cr_2O_7 \) 的反應式如下:
\[3CH_3CH_2OH + 2Cr_2O_7^{2-} + 16H^+ \rightarrow 3CH_3COOH + 4Cr^{3+} + 11H_2O\]
反應後,顏色由橘紅變為綠,經由儀器測得的數據可換算成酒精濃度。在常溫、常壓下,目前公認的血液中與呼氣中的酒精濃度比例為2100:1。法令規定每升呼氣中的酒精濃度不得超過0.25毫克。已知呼氣中的酒精濃度與儀器所測得的變化量之關係如圖4所示:
[圖4: 變化量 vs 濃度(毫克/升)曲圖]


當某人呼氣造成的儀器上變化量為0.80時,血液中的酒精濃度,若以M計,則最接近下列哪一數值?
(A) 0.084 (B) 0.018 (C) 0.18 (D) 0.36 (E) 0.84

答案

由圖4,變化量0.80對應呼氣酒精濃度約0.40 mg/L。血液濃度 = 呼氣濃度 × 2100 = 0.40 mg/L × 2100 = 840 mg/L = 0.84 g/L。乙醇莫耳質量 = 46 g/mol。體積莫耳濃度 M = 0.84 / 46 ≈ 0.018 M。答案:(B) 報錯
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