115年 - 115 臺北市立陽明高級中學正式教師甄選試題：高中化學科#139231

科目：教甄◆化學專業/化工科 | 年份：115年 | 選擇題數：28 | 申論題數：14

試卷資訊

所屬科目：教甄◆化學專業/化工科

選擇題 (28)

1. 欲利用蒸氣壓的變化來測定某非揮發性化合物的分子量。在25°C下，取此未知物粉末6.0克完全溶於9.0克水中，配成的溶液與純水分別進行蒸氣壓測定，結果如附圖。根據以上實驗與說明，此未知物最可能是下列何者？
(A)醋酸
(B)食鹽
(C)蔗糖
(D)葡萄糖
(E)尿素
2. 定壓下，使氫、甲烷及氧之混合氣體100 mL完全燃燒後通入P₄O₁₀中，然後使溫度恢復而測得氣體體積減至65 mL。再通入氫氧化鉀水溶液中，測得氣體體積為55 mL。請問，最初氫與甲烷之莫耳數比為何？
(A)3：1
(B)2：1
(C)1：1
(D)1：2
(E)1：3
3. 將0.069克的某單質子酸HA(分子量為69)溶於50.0克水中，所形成水溶液的密度為1.0 g/mL，若測得其凝固點為－0.056°C，則此單質子酸水溶液的pH值約為多少？
(A)1.7
(B)2.0
(C)2.7
(D)3.0
(E)3.7
4. 已知：
\( \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} \)，\( E^0 = 0.34 \) V
\( 2\text{H}_2\text{O(l)} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2\text{(g)} + 2\text{OH}^-(\text{aq}) \)，\( E^0 = -0.41 \) V
\( 2\text{H}_2\text{O(l)} \rightarrow \text{O}_2\text{(g)} + 4\text{H}^+(\text{aq}) + 4e^- \)，\( E^0 = -0.82 \) V
\( 4\text{OH}^-(\text{aq}) \rightarrow \text{O}_2\text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O(l)} + 4e^- \)，\( E^0 = -0.40 \) V
\( \text{Na} \rightarrow \text{Na}^+ + e^- \)，\( E^0 = 2.71 \) V
\( 2\text{Cl}^- \rightarrow \text{Cl}_2 + 2e^- \)，\( E^0 = -1.36 \) V
在電化學標準狀況下，以銅棒為電極，電解1 M NaCl水溶液，理論上最初需外加的最小電壓為何？
(A)0.41
(B)0.68
(C)0.75
(D)0.84
(E)1.10 V
5. 將0.1 M HCl(aq) 10 mL加入下列溶液中，何者的pH變化最小？（\( \text{CH}_3\text{COOH} \) 之 \( K_a = 1.8 \times 10^{-5} \)）
(A)0.1 M NaOH(aq) 10 mL
(B)0.1 M HClO₄(aq) 10 mL
(C)0.5 M NaOH 20 mL + 0.5 M CH₃COOH 15 mL
(D)0.5 M NaOH 10 mL + 0.5 M HCl 10 mL
(E)0.2 M HCl 10 mL + 0.2 M CH₃COONa 20 mL
6. 下列(甲)~(癸)共計十項實驗操作：
(甲) NH₄Cl＋NaNO₂ →（加熱）　(乙) NH₄Cl＋NaOH →（加熱）　(丙) NaH＋H₂O→　(丁) MnO₂＋HCl →（加熱）　(戊) NaCl＋濃H₂SO₄ →（加熱）
(己) NaClO＋HCl→　(庚) H₂O₂＋MnO₂→　(辛)金＋濃硝酸→　(壬)銅＋稀硫酸中　(癸)電解飽和NaCl(aq)之陽極產物
上述操作中，會產生氣體且須用向下排氣法收集的有 X 項；氣體產物可溶水或鹼性溶液，且該水溶液具有漂白效果的有 Y 項。則 X－Y =？
(A)－3
(B)－2
(C)－1
(D)0
(E)1
7. 草酸(H₂C₂O₄)存在於很多植物與蔬菜中，草酸含量的定量分析方法是在酸性溶液中，用過錳酸鉀進行氧化還原滴定，生成CO₂。若滴定1.00 g含有草酸的樣品，用40.00 mL之0.0050 M過錳酸鉀溶液恰可完全反應。則草酸在樣品中的重量百分比為何？
(A)2.25%
(B)4.5%
(C)9.0%
(D)13.5%
(E)18%
8. 已知甲烷的擴散速率為X氣體之2倍，但為Y氣體之2.5倍。取兩個完全相同之真空容器，一個通入3.2克之X氣體，並保持在27°C。另一個通入2.5克之Y氣體，如欲使此二容器具有相同之壓力，則含Y氣體之容器，其溫度應控制在幾度？
(A)27°C
(B)127°C
(C)150°C
(D)327°C
(E)600°C
9. 已知 \( \text{N}_2\text{(g)} + 3\text{H}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{NH}_3\text{(g)} \) 的反應速率定律式可表示如下：\( r = k[\text{N}_2][\text{H}_2] \)。定溫下，容器充入2莫耳N₂和2莫耳H₂的反應速率為a，若維持定溫定壓、再充入2莫耳He和2莫耳H₂後，反應速率會變成多少？
(A)\( \frac{a}{4} \)
(B)\( \frac{a}{3} \)
(C)\( \frac{a}{2} \)
(D)\( \frac{2a}{3} \)
(E)\( \frac{4a}{3} \)
10. 下列何種配位化合物有異構物存在？
(A)\( [\text{Co(H}_2\text{O)}_4\text{Cl}_2]^+ \)
(B)\( [\text{Pt(NH}_3\text{)Br}_3]^- \)
(C)\( [\text{Pt(en)Cl}_2] \)
(D)\( [\text{Pt(NH}_3)_3\text{Cl}]^+ \)
(E)\( [\text{Zn(NH}_3)_2\text{Cl}_2] \)
11. 三種難溶性鹽類之溶度積分別為 AX：\( 1.0 \times 10^{-10} \)，BX₂：\( 1.0 \times 10^{-15} \)，CX₃：\( 1.0 \times 10^{-20} \)，則三種難溶性鹽類之飽和溶液中所含 X⁻ 離子濃度分別為a、b、c，其大小依序為？
(A)a＞b＞c
(B)c＞a＞b
(C)b＞c＞a
(D)a＞c＞b
(E)c＞b＞a
12. 關於下方所示之鹵化反應所預期產生的產物，下列哪一個敘述最正確？（反應結構如附圖所示）
(A)會生成大約等量的I與II
(B)會生成大約等量的I與III
(C)會生成大約等量的I與IV
(D)會生成大約等量的II與IV
(E)會生成大約等量的III與IV
13. 濃度均為0.1 M的A、B兩種水溶液，分別取不同量的A液與B液混合進行反應如下：A＋B →（催化劑Y）→ C＋D。其中Y是催化劑，A為有顏色物質，B、C、D無色。測量A顏色完全褪去所需的時間後，所得實驗記錄如下表：

根據以上數據，可推測此反應之反應速率常數k之單位，最有可能為下列何者？
(A)S
(B)S⁻¹
(C)M·S
(D)M·S⁻¹
(E)M⁻¹·S⁻¹
14. 市售一種金屬染黑劑，是由氯酸鉀(KClO₃)與另一物質X所組成。若將鋅板置於該染劑中，可將鋅板表面先染成紅色，繼而變成黑色。試問下列哪一選項可能是該染劑所含的另一物質X？
(A)硫酸銅
(B)石墨粉
(C)黑色油漆
(D)碳酸鋅
(E)鐵粉
15. 某些芳香化合物其分子式均為C₇H₈O，下列敘述哪些正確？
(A)其異構物共有四種
(B)與鈉反應可產生氫氣者有三種
(C)具分子間氫鍵的有兩種
(D)具分子內氫鍵的有一種
(E)可被氧化成苯甲酸者有一種
16. 某金屬之原子量為w，若取該三價金屬之氧化物x克，將其完全還原後，可得y克金屬。試問該金屬的原子量w可以用下列的哪一式子表示？
(A)\( \frac{8y}{x-y} \)
(B)\( \frac{16(x-y)}{y} \)
(C)\( \frac{x-y}{16x} \)
(D)\( \frac{x-y}{24y} \)
(E)\( \frac{24y}{x-y} \)
17. ( A )~( E )五種組合，電解一段時間後，再加X能使電解槽恢復至原來狀態者為何？
18. 已知 \( 2\text{NH}_3\text{(g)} \rightleftharpoons 3\text{H}_2\text{(g)} + \text{N}_2\text{(g)} \) 為吸熱反應，在此平衡系中進行下表所列( A )～( E )五組實驗，何者可以符合附圖之關係？
複選題
1. 右圖為硫的相圖，實線稱為相界，表示硫以兩種相共存時溫度和壓力的關係。下列有關此相圖的敘述，哪些正確？
(A)硫的正常熔點為153℃、正常沸點為445℃
(B)常溫常壓下，固態硫是以斜方硫的形式存在
(C)將斜方硫加熱成氣體的過程中必定發生熔化
(D)由相圖可知，硫至少有三個三相點
(E)由相圖可知，斜方硫的密度應大於單斜硫
複選題
2. 有關橡膠的敘述，下列哪些正確？
(A)新平橡膠(neoprene)是經由2-氯-1,3-丁二烯聚合而得
(B)布納橡膠(Buna rubber)是由1,3-丁二烯與苯乙烯共聚合而得
(C)加硫橡膠的結構為直鏈狀的聚合物間，以8個硫原子相接而成
(D)硫化時加入碳黑的主要目的是為了著色，但會稍微降低橡膠的強度
(E)在硫化前加入碳酸銨可製成泡沫橡膠
複選題
3. 化學反應式：\( a\text{MnO}_4^- + b\text{H}_2\text{S} + c\text{H}^+ \rightarrow d\text{Mn}^{2+} + e\text{S} + f\text{H}_2\text{O} \)，下列各係數間之關係式，哪些正確？
(A)\( \frac{b}{a} = \frac{2}{5} \)
(B)\( \frac{a}{b} = \frac{2}{5} \)
(C)\( \frac{a}{e} = \frac{2}{5} \)
(D)\( \frac{f}{c} = \frac{4}{3} \)
(E)\( \frac{b}{d} = \frac{2}{5} \)
複選題
4. 25°C下，混合溶液中各鈉鹽濃度均為0.1 M：NaA、NaB、NaC。若其共軛酸之pKa值分別為9、7、5。敘述正確的有：
(A)25°C下、莫耳濃度相同時，酸強度順序為：HA＞HB＞HC
(B)鹼性大小：C⁻＞B⁻＞A⁻
(C)鈉鹽混合溶液中：[HA]＞[HB]＞[HC]
(D)鈉鹽混合溶液中pH≒11
(E)鈉鹽混合溶液中 \( [\text{HC}] \approx 1.0 \times 10^{-5} \)
複選題
5. 已知 H₂O(g) 與 CO₂(g) 的莫耳生成熱分別為－242 kJ、－394 kJ。下列三個熱化學反應式中的x、y、z均大於零：
①\( \text{C(s)} + \text{CO}_2\text{(g)} + x\text{ kJ} \rightarrow 2\text{CO(g)} \)
②\( \text{C(s)} + \text{H}_2\text{O(g)} + y\text{ kJ} \rightarrow \text{CO(g)} + \text{H}_2\text{(g)} \)
③\( \text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{(g)} + z\text{ kJ} \rightarrow \text{CO(g)} + \text{H}_2\text{O(g)} \)
下列關於x、y、z的大小關係，正確的有：
(A)2y＞2z＞x
(B)x＞2y＞2z
(C)2y＞x＞2z
(D)x＞y＞z
(E)y＞z＞x
複選題
6. 取若干1.0 M的H₂S溶液，與若干1.0 M的NaOH溶液混合靜置後測得pH值＝7.0。下列敘述何者正確？（H₂S之 \( K_{a1} = 1.0 \times 10^{-7} \)、\( K_{a2} = 1.2 \times 10^{-15} \)）
(A)H₂S和NaOH的體積比為1：1
(B)此時溶液中 \( [\text{Na}^+] = [\text{HS}^-] + 2[\text{S}^{2-}] \)
(C)溶液中 \( [\text{H}_2\text{S}] ＞ [\text{HS}^-] ＞ [\text{S}^{2-}] \)
(D)中和點亦為第一當量點
(E)此時為緩衝溶液
複選題
7. 在探討電化學相關概念時，常會把「反應熱H」，「平衡常數K」，「電池電動勢Ecell」三者相互比較與討論。下列三者之相關敘述，正確者為：
(A)定溫下，改變反應物濃度或分壓，H、K、Ecell皆會改變
(B)當改變溫度，H、K、Ecell皆會改變
(C)若方程式改為逆反應，則H、K、Ecell皆變為等值異號
(D)定溫下，若改變方程式係數，只有Ecell不會改變
(E)當反應已達平衡時，H＝Ecell＝0
複選題
8. 下列物質性質之比較，哪些正確？
(A)熔點：順丁烯二酸＞反丁烯二酸＞順丁烯酸＞反丁烯酸
(B)酸性：CF₃COOH＞CHF₂COOH＞CH₂FCOOH＞CH₃COOH
(C)鹼性：芳香胺＞氨＞脂肪胺
(D)沸點：乙醯胺＞乙酸＞正丙醇＞正丙胺
(E)與甲醇進行酯化的反應性：乙酐＞乙酸＞乙醯氯
複選題
9. 比較濃度均為0.1 m的下列四種溶液：
甲：CO(NH₂)₂(aq)，乙：CH₃OH(aq)；丙：CH₃COOH(aq)；丁：NaCl(aq)
下列各種性質的比較，哪些正確？
(A)25°C時滲透壓：甲＝乙＞丙＞丁
(B)25°C時蒸氣壓：乙＞甲＞丙＞丁
(C)1 atm時凝固點：甲＝乙＞丙＞丁
(D)1 atm時沸點：甲＝乙＜丙＜丁
(E)1 atm時加熱到沸騰時蒸氣壓：甲＝乙＝丙＝丁
複選題
10. 已知 \( \text{A(g)} + 3\text{B(g)} \rightarrow 2\text{C(s)} \)，進行下列兩個實驗：
實驗一：取A和B在定容下反應，且[B]≫[A]，測得[A]對時間之關係如下（見附圖）。
實驗二：在定壓下，取莫耳數比1：2的A和B反應，測得反應速率為s，反應至A之莫耳數減半時，測得反應速率為 \( \frac{27}{32}s \)。
下列敘述哪些正確？
(A)本反應為三級反應
(B)速率方程式為 \( r = k[\text{A}]^2[\text{B}] \)
(C)本反應速率與A之濃度無關
(D)速率常數之單位為 \( \text{M}^{-2} \cdot \text{s}^{-1} \)
(E)A之濃度加倍，反應速率也加倍

申論題 (14)

1. 甲、乙、丙三個元素在週期表的位置相接鄰且均位於前三週期，已知：
(1)其中有一個元素與另一個元素同週期，同時又與第三個元素同族；
(2)此三個元素的原子序為甲小於乙，乙小於丙；
(3)此三個元素的原子序總和為此三個元素的價電子總數之2倍加1。
依照以上提示，此三個元素之第一游離能(IE₁)由大至小依序為________。（請以元素符號作答）
2. 在波耳氫原子模型中，運用古典物理中的庫侖靜電力與圓周運動的概念，推導出電子軌道半徑與能量和主量子數n的關係，此模型引入原子序Z後，亦可延伸至類氫原子。請問：\( \text{Li}^{2+}\text{(g)} \) 的電子由 n＝2 躍遷至 n＝1 所放出之光子的能量，為 H(g) 的電子由 n＝3 躍遷至 n＝1 所放出光子能量的________倍。
3. 透過主量子數n、角量子數l、磁量子數ml與自旋量子數ms，我們可以精確定義電子在能階與軌域中的分布。若書寫時ml、ms均以正號為先，請根據量子數的定義與電子填充原則，回答下列問題：
(1) Co原子最後1個電子的量子數(n，l，ml，ms)應為________。
4. 實驗桌上放置8支塑膠滴管，編號依序為A~H。每支塑膠管均內含濃度約為0.10 M的1種未知溶液。已知未知溶液如下所列（未依序）：
鹽酸、氯化鋇、硝酸銀、碳酸鈉、硫酸、碘化鉀、酚酞指示劑、氫氧化鈉
實驗結果如下：
(1). D分別與E和F反應後，溶液均會呈現紅色；若將G不斷滴入該紅色溶液中，紅色會褪去。
(2). B與F反應後會產生氣泡；B與H反應後會產生白色沉澱。
(3). A分別與C、E、H反應後均會產生沉澱，顏色分別為黃色、黑褐色與白色。
由上述實驗結果，可判定E、H兩塑膠吸管內的未知溶液分別為________與________。
5. 三個形狀相同之容器以半透膜部分相通（水分子能通過而溶質則否）。今在容器a內加入2.0升0.10 M BaCl₂水溶液，容器b內加入1.0升0.20 M NaCl水溶液，容器c內加入1.1升0.30 M葡萄糖水溶液。剛加入時各容器之液面高低如附圖。若忽略液面高度差異所產生的壓力，當達平衡時，三溶液的體積莫耳濃度比(a：b：c)為________。
6. 已知銅與濃硝酸反應可生成NO₂，與濃度小於0.5 M的稀硝酸反應則生成NO，但若硝酸濃度介於其中，除銅會氧化成硝酸銅以外，硝酸則會還原並同時生成NO₂與NO的混合氣體。已知定溫下，某生將Cu與某濃度的HNO₃作用，同時產生了NO₂與NO，且兩者莫耳數比為3：1。若以1莫耳的Cu反應，則總共消耗掉________莫耳的HNO₃。
7. 請畫出(R)－2－丁醇的Fischer structure（費雪投影式）。
8. 某生進行比色法實驗之操作步驟如下：
①在1號管與2號管中，分別加入5毫升 \( 2 \times 10^{-3} \) M的KSCN；
②吸取5毫升0.200 M的Fe(NO₃)₃放入1號管內，並定義其為標準溶液；
③吸取0.200 M Fe(NO₃)₃溶液4毫升移入一10毫升的量筒中，再加蒸餾水，使溶液最後總體積為10毫升。將此溶液倒入小燒杯中使其充分混合後，用分度吸量管吸取5毫升移入2號管中。
④將1號管與2號管比色，待兩管色度相等時，高度分別為4.0公分與5.0公分。
由以上可知，\( \text{Fe}^{3+} + \text{SCN}^- \rightleftharpoons \text{FeSCN}^{2+} \) 之平衡常數為________。（答案請四捨五入至整數位）
9. 某有機化合物的光譜分析資訊如下：
i. 質譜在m/z=113處出現分子離子峰；
ii. 元素分析顯示該化合物含有四種不同的元素；
iii. 紅外線光譜在2270與1735 cm⁻¹處出現特徵吸收峰；
iv. ¹³C-NMR光譜共有五個訊號；
v. ¹H-NMR光譜如附圖所示。
請推斷此化合物的結構為何？
10. 請寫出並平衡下列化學反應式：（可用結構式表示部分反應物或產物）
(1)在稀鹽酸溶液中，以鐵為還原劑將硝基苯還原。
(2)丙醛與多侖試劑作用產生銀鏡。
11. 化合物A（分子式CₓH₂ₓO₃），已知化合物A不會讓溴水褪色，亦不與斐林、多侖試劑反應。秤取2.36克的A配製成100 mL的水溶液，取10 mL恰可中和0.1 M 10 mL的碳酸鈉溶液。在適當的反應條件下加入濃硫酸可得到B、C、D、E四種化合物，分子式為CₓH₂ₓ₋₂O₂。B具有五員環；C、D、E不具有環狀結構，但均可使溴水褪色；D、E互為幾何異構物；順式的D在一定條件下，可以生成聚合物F，且F可以(CₓH₂ₓ₋₂O₂)n表示。請畫出B、D、F的結構式。
12. 在熱力學標準狀況下，已知下列反應之平衡常數(K)為 \( 4.8 \times 10^{18} \)
\( \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} \)
(1)請計算出該反應之 \( \Delta G^0 \) 為多少 kJ/mol？
(2)假設該反應之亂度變化甚小，請計算出該反應之 \( \Delta H^0 \) 為多少 kcal/mol？