115年 - 教育部受託辦理115學年度公立高級中等學校教師甄選：化工科#139619

1. 鋁因其質量輕(密度約為鋼的三分之一)、耐腐蝕且導電性好，被稱為「現代工業的骨骼」。鋁工業提取主要分為化學提純與電解還原兩大階段試問：鋁電解陰極反應是？(A) Al → Al³⁺ + 3e⁻ (B) Al³⁺ + 3e⁻ → Al (C) 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻ (D) C + O₂ → CO₂

2. 小君以Fe³⁺為指示劑，利用0.15 M的KSCN標準液，直接滴定某50.00毫升硝酸銀水溶液樣品中的銀離子，當滴入KSCN標準液30.00毫升時，達滴定終點，該硝酸銀水溶液中，銀離子的濃度為多少M？(原子量：Ag=108)(A) 9.0×10⁻² (B) 4.5×10⁻² (C) 4.5×10⁻³ (D) 9.0×10⁻⁴

3. 取32 kg的甲烷與800 kg的空氣(含氧氣重量百分率為20%)在燃燒爐內燃燒，可得44 kg的二氧化碳與14 kg的一氧化碳(原子量：H=1，C=12，O=16)甲烷的轉化率為多少%？(A) 50 (B) 60 (C) 75 (D) 80

4. 在28°C時某有機酸在苯與水中的分配係數為5.0，今有100 mL水溶液含有此有機酸5 g，若以40 mL的純苯分二階段加入(每次20 mL)萃取裝置中，假設每階段萃取前後水相與苯相的體積不變，則總共有多少公克的有機酸被萃取到苯中？(A) 1.25 (B) 2.50 (C) 3.75 (D) 5.00

5. 反應：A + B → C 之反應速率與反應物濃度之關係如下：
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問該反應為幾級反應？(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3

6. 一雙套管熱交換器用以冷卻熱油，熱油入口溫度為82°C，希望冷卻至42°C；冷水入口溫度為20°C，出口溫度為34.5°C；若已知其熱傳率為242kW，而其熱總傳係數為2.5kW/(m²·K)，則在逆向對流之下，需熱傳面積多少m²？(ln(22/47.5)=-0.7697)(A) 2.92 (B) 3.43 (C) 4.27 (D) 5.83

7. 將濕物料60kg，以溫度80°C相對濕度20%之熱風乾燥，經長時間乾燥後達恆重45kg。然後將之放入120°C之烘箱中烘乾數小時後，重量變為40kg，問自由含水率？(A) 0.125 (B) 0.333 (C) 0.375 (D) 0.5

8. 有一卡爾諾(Carnot)循環熱機在327°C與27°C間操作，此一循環操作中，對低溫熱槽放出10000J的熱量，則此熱機所作的淨功大小為多少J？(A) 5000 (B) 10000 (C) 12000 (D) 20000

9. 流程圖上各種儀器的字母代碼是將測量變數與儀器功能的字母組合，下列何者錯誤？(A) TRC代表溫度紀錄控制器 (B) TT代表溫度記錄器 (C) PIC代表壓力指示控制器 (D) LIA代表液位指示警報器

10. 下列有關於相律的敘述，何者錯誤？(A) 對三成分系，最小的自由度等於0。 (B) 在 \(25^{\circ} \mathrm{C}\) 下，乙醇水溶液與其蒸氣達平衡的系統，其自由度等於2。 (C) 液態水與其蒸氣達平衡的系統，其自由度等於1。 (D) 對二成分系，最大的自由度等於3

11. 關於立方格子的性質，下列敘述何者錯誤？(A) 填充率大小為：面心立方 > 體心立方 > 簡單立方。 (B) 每個簡單立方格子實際上僅具有1個球體數。 (C) 在面心立方堆積中，球半徑(r)和立方格子邊長(a)的關係為：\(4a = \sqrt{2}r\)。 (D) 在簡單立方格子中，各粒子的配位數為6

12. 已知二氧化碳、水及丁烷的莫耳生成熱分別為 a kJ、b kJ、c kJ，則丁烷的莫耳燃燒熱為多少 kJ？(A) 2a + 2b - c (B) 4a + 5b - c (C) c - 4a - 5b (D) $c - 2a - 2b

13. 定溫時，一學生利用毛細管液面上升法及同一支毛細管來測量三種液體(A、B、C)的表面張力，假設各液體與毛細管的接觸角極小，三種液體(A、B、C)的比重分別是2.0、1.0、0.5，毛細管上升高度依序是 \(10\mathrm{cm}\)、\(5\mathrm{cm}\)、\(20\mathrm{cm}\)，若改以液滴重量法及同一支滴數計來測量，則三種液體(A、B、C)的滴數比(最簡整數比)為多少？(A) 4:2:1 (B) 2:4:1 (C) 4:1:2 (D) $2:1:4

14. 已知在 \(25^{\circ} \mathrm{C}\) 時，銅與鐵氟龍二種固體的表面能分別為 \(1650 \mathrm{erg} / \mathrm{cm}^{2}\) 與 \(23 \mathrm{erg} / \mathrm{cm}^{2}\)，水的表面能為 \(72 \mathrm{erg} / \mathrm{cm}^{2}\)，若將少量水分別滴在二種固體表面時，下面敘述何者正確？(A) 水在二種固體表面的接觸角均小於 \(90^{\circ}\)。 (B) 水可以潤濕鋼表面。 (C) 水在鐵氟龍表面上形成薄膜狀。 (D) 水在銅表面上呈現液滴狀

15. 下列敘述何者錯誤？(A) Mohr法以硝酸銀滴定水中氯離子，若以鉻酸鉀為指示劑，達終點時形成磷紅色沉澱物。 (B) Liebig錯鹽滴定法，以硝酸銀滴定水中氰離子，達終點時形成白色沉澱物。 (C) Fajans法 \(\mathrm{Ag^{+}}\) 滴定鹵素離子時，若以二氯螢光黃為指示劑，達終點時溶液為黃色。 (D) Volhard法以KSCN分析水中銀含量，若以鐵明霰為指示劑，達終點時溶液為血紅色

16. 在定溫下，甲、乙二液體之蒸氣壓分別為 \(120 \mathrm{mmHg}\) 及 \(200 \mathrm{mmHg}\)，將甲、乙二液體以1：3的莫耳比例混合後得到液體丙，實驗測得液體丙的蒸氣壓為 \(160 \mathrm{mmHg}\)，以下說明何者正確？(A) 甲、乙混合溶液具有最低共沸點。 (B) 混合後溶液體積增加。 (C) 甲—甲、乙—乙、甲—乙分子間之引力相同。 (D) 此溶液為負偏差類型的非理想溶液

17. 乙烯水解製成乙醇過程中，乙醚為其副產物。若 100 莫耳進料中含 \(55\% \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}\)，5% 化學惰性物，40% 水，則產物中含 \(52.26\% \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4}\)，5.49% \(\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}\)，0.16% \((\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5})_{2} \mathrm{O}\)，36.81% \(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\) 及 5.28% 化學惰性物。請試以乙烯為基準，計算乙醇相對於乙醚的選擇性為多少 mol \(\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH} / \mathrm{mol} (\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5})_{2} \mathrm{O}\)？(A) 10 (B) 34.67 (C) 49 (D) 55

18. 有關熵的敘述，下列何者錯誤？(A) 任何可逆過程的系統熵變化等於零。 (B) 不可逆過程的總熵變化大於零。 (C) 任何循環過程的系統熵變化等於零。 (D) 水蒸發為水蒸氣後，其外界熵變化小於零

19. 溫度對反應速率的影響可用阿瑞尼斯方程式表示。若一反應的實驗數據以 \(\log k\) 對 1 / T 作圖，求得其斜率為 \(-1000 \mathrm{~K}\)，則此反應的活化能為多少 \(\mathrm{kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}\)？(A) 19100 (B) 19.10 (C) 23030 (D) 23.03

20. 元素 A 與 B 形成 I、II 和 III 三種化合物，若 4.4 克 I、6.0 克 II 與 7.6 克 III 中均含 1.2 克 A 元素，則 I、II 和 III 三者化學式依序可能是下列哪些？(A) AB、AB₂、A₂B₂ (B) AB₂、AB₃、A₃B₄ (C) AB、A₂B₃、A₂B₄ (D) AB、AB₂、A₂B₅

21. 當真實氣體符合下列哪些性質時較接近理想氣體？(A) 莫耳體積小 (B) 汽化熱小 (C) 分子量小 (D) 沸點低

22. 下列何者為工業上接觸式的溫度測量儀器？(A) 光學溫度計 (B) 膨脹溫度計 (C) 輻射溫度計 (D) 壓力溫度計

23. 板式熱交換器的特點，下列敘述何者正確？(A) 體積小，占地面積少。 (B) 組裝靈活，傳熱效率高。 (C) 金屬消耗量低，熱損失小。 (D) 使用溫度只能高於 \(150^{\circ} \mathrm{C}\)，承受壓差較大

24. 下列有關 \(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}, \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}\) 的敘述，哪些正確？(A) \(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}\) 能吸收紫外光，造成溫室效應。 (B) 將灰石強熱可製取 \(\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}\)。 (C) \(\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}\) 有毒性，但無色、無臭，不易察覺。 (D) 從水煤氣中可以分離出 \(\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}\)

25. 有機化合物的非氫原子，通常以 sp、sp²、sp³ 混成軌域參與鍵結，結合成有機化合物分子。下列哪些原子以 sp² 混成軌域參與鍵結？(A) 乙烯的 C 原子。 (B) 苯的 C 原子。 (C) 甲醛的 C 原子。 (D) 丙酮的 O 原子