〈莫耳濃度〉彙整頁面

114分科化學考科-05

氣體A 與氣體B 反應生成氣體C。在定溫下，某固定體積的密閉容器中，A、B 與C 的起始濃度分別為1.000 M、1.500 M 與1.000 M；當反應達到平衡後，A 的濃度為0.921 M，B 的濃度為1.342 M，C 的濃度為1.158 M。試問此反應的化學反應式為何？
(A) A＋B ⇌ 2C
(B) A＋2B ⇌ 2C
(C) 2A＋B ⇌ C
(D) A＋3B ⇌ 2C
(E) 2A＋3B ⇌ 3C

答案

A消耗1.000-0.921=0.079 M，B消耗1.500-1.342=0.158 M，C生成1.158-1.000=0.158 M。係數比為0.079:0.158:0.158=1:2:2，故反應式為A + 2B → 2C。答案：B 報錯
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114學測自然考科32

萘克多巴胺俗稱「瘦肉精」，可作為動物飼料添加物，用以幫助肌肉生長，減少體脂肪。將「瘦肉精」樣品進行元素分析，發現含有重量百分比 71.75% 的碳、7.65% 的氫、4.65% 的氮與 15.95% 的氧，試問其分子式為何？（原子量：H=1.0，C=12.0，N=14.0，O=16.0）
(A) C\(_{18}\)H\(_{24}\)N\(_2\)O\(_2\)
(B) C\(_{17}\)H\(_{22}\)N\(_2\)O\(_2\)
(C) C\(_{18}\)H\(_{23}\)NO\(_3\)
(D) C\(_{17}\)H\(_{21}\)NO\(_4\)
(E) C\(_{17}\)H\(_{21}\)N\(_2\)O\(_3\)

答案

C:H:N:O = \(\frac{71.75}{12.0}:\frac{7.65}{1.0}:\frac{4.65}{14.0}:\frac{15.95}{16.0}\) = 5.98:7.65:0.33:0.99 ≈ 18:23:1:3。
分子式為C\(_{18}\)H\(_{23}\)NO\(_3\)。
答案：(C) 報錯
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114學測自然考科56

[題組:第55題到第57題]
(a)根據表3，試推測丙烷的分子式為何？並計算其分子量為何？（2分）
(b)假設莫耳燃燒熱與燒類碳數大致呈線性關係，試列式推算丙烷的莫耳燃燒熱的數值為何？（單位：千焦耳/莫耳）（2分）

答案

(a) C₃H₈，分子量=12×3+1×8=44
(b) 使用乙烷與丁烷內插：
丙烷燃燒熱 = (1560 + 2874)/2 = 2217 kJ/mol
答案：(a)C₃H₈，44 (b)2217 kJ/mol 報錯
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109學測自然試題-41

41-42為題組
組成生物體的主要元素有碳、氫、氮及氧等。這些元素先形成各種大小不等的物質分子，如單體和胺基酸。再經同化作用合成較大的物質，如多體和蛋白質。這些物質分子可以形成細胞結構，或是調節生理機能。
41. 生物體內的某分子具有下列性質：
(1) 至少含碳、氫、氮及氧四種元素
(2) 含氮的重量百分比超過3%
(3) 若含有磷元素時，磷的重量百分比極低
(4) 分子量約為葡萄糖分子量的150倍
下列何者最有可能為此分子？
(A)胺基酸 (B)脂肪 (C)澱粉 (D)蛋白質 (E)DNA

答案

葡萄糖(C₆H₁₂O₆)分子量180。150倍約27000。(1)含C，H，N，O。(2)N%>3%。(3)P%極低（排除核酸）。(4)分子量~27000。蛋白質含N（約16%），分子量可達數萬，符合。胺基酸為單體，分子量小（~100-200）。脂肪主要含C，H，O。澱粉為多醣，含C，H，O。DNA含P，且P%不低（~10%）。故(D)蛋白質最符合。報錯
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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-32

某生想利用圖 9 的燃燒分析實驗裝置，推導出某一值含碳、氫、氧三種元素化合物的實驗式。實驗中利用丙、丁兩支吸收管，其中一支填充過氯酸鎂（吸收水分），另一支填充氯化鈉（吸收二氧化碳）。稱量兩支吸收管燃燒前後重量差，即可分別算出生成的水及二氧化碳重量，進而求出各元素之重量百分率，最後求得實驗式。為了使未知化合物燃燒完全，通常需使用氧化銅。下列針對圖 9 的實驗裝置甲、乙、丙及丁處所應放置的物質及其功用的敘述，哪些正確？（應選 2 項）
(A) 氧化銅應放於乙處
(B) 氧化銅為還原劑
(C) 過氯酸鎂應放於丁處
(D) 氫氧化鈉應放於丁處
(E) 實驗前後，需分別稱得氧化銅、過氯酸鎂及氫氧化鈉的重量，才能推算出碳、氫、氧三元素的重量

答案

氣流方向：乾燥氧氣→甲(燃燒區，放樣品+氧化銅)→乙(氧化銅，確保完全氧化)→丙(吸水，過氯酸鎂)→丁(吸CO₂，氫氧化鈉)。氧化銅是氧化劑(B錯)。過氯酸鎂在丙，氫氧化鈉在丁(C錯，D對)。氧化銅在乙處(A對)。氧元素重量由樣品總重減去C、H重求得，不需稱氧化銅等重量(E錯)。故(A)(D)正確。報錯
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106學測自然試題-13

銅金屬溶於硝酸溶液的反應式如下：
\[ \text{Cu(s)} + 4 \text{HNO}_3(aq) \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2(aq) + 2 \text{NO}_2(g) + 2 \text{H}_2\text{O}(l) \]
若將 6.35 克銅線，完全溶解於 2.00 M 的硝酸溶液，則至少需要硝酸溶液，約多少毫升？
(A) 50 (B) 100 (C) 150 (D) 200 (E) 300

答案

6.35g Cu = 6.35/63.5=0.10 mol。反應需HNO₃ 0.10×4=0.40 mol。體積=0.40/2.00=0.20 L=200 mL。故選 (D)。報錯
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111學測自然科試題_10

下列離子之荷質比，即電荷/質量比值的關係，何者正確？（原子量H＝1.0、He＝4.0、Li＝6.9）
(A)H+>He2+>Li+ (B)He2+>Li+>H+ (C)Li+>He2+>H+ (D)He2+>Li+=H+ (E)Li+=H+>He2+

答案

荷質比=電荷數/質量數。H+:1/1=1，He2+:2/4=0.5，Li+:1/6.9≈0.145，故H+>He2+>Li+，選(A) 報錯
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111學測自然科試題_41

題組(37-42題)在古土壤與二鉻酸充分反應移除不屬於黑碳的碳質後，以下實驗敘述，何者可以較易且最準確地得到樣品中黑碳含量？
(A)直接烘乾秤重
(B)以有機溶劑充分潤洗後烘乾秤重
(C)在氧氣下點火充分燃燒，產生的氣體用排水集氣法收集
(D)在氧氣下點火充分燃燒後，產生的氣體依序通入過氯酸鎂、氫氧化鈉後再分別秤重
(E)通入氫氣反應，測量生成的甲烷體積

答案

燃燒後測CO2增重最準確，(D)正確。故選(D) 報錯
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112學測自然試卷_25

25-26題為題組

貼有甲、乙、丙、丁標籤的四個相同真空密閉容器，其中，甲、丁之間有一個關閉的氯閥相連，並分別於四個容器內置入5.4克M金屬粉末。接著，曉諭將不同質量的氧氣分別通入上述四個容器內，在適當的條件下與M反應，產生相同的氧化物 M2Ox 。待反應完全後，分別測量每個容器內所生成 M2Ox 的質量，結果如表4：
表4

容器	通入氧氣質量（克）	產生 M2Ox 質量（克）
甲	1.6	3.4
乙	3.2	6.8
丙	4.8	10.2
丁	6.4	10.2

已知 M 的原子量介於 20 與 30 amu 之間，且 x 為整數，則下列敘述，哪些正確？（應選 2 項）
(A) x = 1
(B) M的原子量為24 amu
(C) M2Ox 的莫耳質量為102克/莫耳
(D)反應完全後，丙容器內有殘餘未反應的金屬M
(E)反應完全後，丁容器內有殘餘未反應的氧氣

答案

由甲組：氧1.6g生成3.4g氧化物，金屬用量1.8g。設M原子量A，反應式：2M + x/2 O₂ → M₂Oₓ，1.8g M與1.6g O₂反應。計算得A=27，x=3（Al₂O₃），(B)錯誤。M₂Oₓ莫耳質量=102g/mol，(C)正確。丙組氧4.8g需金屬5.4g恰完全反應，(D)錯誤。丁組氧過量，(E)正確報錯
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