115年 - 115 國立屏東女中第一次教師甄試試題：化學科#140897

(1)溶液 n 中，A、B 兩成分液體的莫耳數比為？

(2)溶液 m 中 A 的莫耳分率大於 0.9，則 m 最小為若干？

(1)實驗一的環己烷層(I)中含碘幾克？

(2)實驗二的水層(II)中含碘幾克？

錐形瓶中置入某一元弱酸 HA (K_a=10^-3~10^-7)之溶液 25 mL，以 0.1 M 氫氧化鈉溶液滴定。滴入的 NaOH 體積與錐形瓶溶液中 pH 值的變化如下表所示。

則表中的：(1) a＝？；(2) b＝？

4 已知兩化合物 M₂X₂ 與 MX₄ 中含 X 元素之重量百分率依次為 A%與 B%，且若 M 元素之原子量為 m，X 之原子量為 x，則 A 與 B 之關係為？

5 某鏈狀單烯( A )行水之加成反應得醇( B )與醇( C )，但( C )為主要生成物。( B )與( C )之含氧重量百分率皆為 18.2%，且( B )可被酸性之二鉻酸鉀氧化成中性化合物( D )，但( C )在同樣條件下卻無反應。( D )無銀鏡反應， ( C )與硫酸共熱脫水，生成( A )及( E )，試求( B )～( E )之結構式？

(1)為什麼亞汞離子要寫成 Hg₂²⁺，而不是 Hg⁺？

(2)為什麼 IIA 族金屬元素的熔點並沒有像 IA 族金屬元素一樣會「隨著原子序增加而(熔點)下降」？

7 若反應為 A→產物；C 表 A 在 t 時間之濃度，C0 表 A 在 t＝0 時之濃度，請推導並完成以下表格:
(需有計算過程，自然對數 ln k＝2.303 log k )

8.定溫下 $N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)$ 達平衡時，再將容器體積擴大原來的兩倍，則達新平衡時，下列敘述正確的有哪些？ (全對才給分) (a)[NO₂]變小 (b)總莫耳數增加 (c)壓力變為原來一半 (d)PV 乘積變大 (e)[N₂O₄]變小 (f)混合氣體平均分子量變大 (g)[N₂O₄]/[NO₂]變小 (h)離解度變小 (i)K_c 變大 (j)混合氣體密度變小 (k)顏色變淡

9.三种單質弱酸，HA、HB、HC，其解離常數依次是 $3.2 \times 10^{-7}$、$7.5 \times 10^{-8}$、$5.0 \times 10^{-9}$；今各取 0.100 莫耳混合配製成 1 升水溶液，則[A^-]為多少 M？

(1) A、D分別是什麼元素？

(2)寫出化合物 AxDy[E₂G₄]z 的化學式？

11 由反應機構 (reaction mechanism) 的基本反應步驟 (elementary step) 中列出各反應速率式, 就能解出所有物種的反應速率及反應級數。如 A → C 的反應可拆解為連續反應 A $\xrightarrow{k_1}$ B : B $\xrightarrow{k_2}$ C, 其反應速率式為 \[ \frac{d[A]}{dt} = -k_1 [A], \frac{d[B]}{dt} = k_1 [A] - k_2 [B], \frac{d[C]}{dt} = k_2 [B] \] 利用"穩態近似" (steady state approximation) 假定中間產物的濃度變化量為 0, 即 \[ \frac{d[B]}{dt} = k_1 [A] - k_2 [B] = 0 \implies k_1 [A] - k_2 [B] = 0 \implies [B] = \frac{k_1}{k_2} [A] \] 由上可得產物[C]的反應速率 $ \frac{d[C]}{dt} $ 與反應物[A]成一級反應 $ \frac{d[C]}{dt} = k_1 [A] $ 乙醛熱解成甲烷與一氧化碳的全反應 $ \text{CH}_3\text{CHO} \rightarrow \text{CH}_4 + \text{CO} $, 可分解成下列的基本反應步驟, 試求出甲烷 ($\text{CH}_4$) 生成速率的反應級數與反應速率常數?

$ \text{CH}_3\text{CHO} \xrightarrow{k_1} \cdot\text{CH}_3 + \cdot\text{CHO} $

$ \text{CH}_3\text{CHO} + \cdot\text{CH}_3 \xrightarrow{k_2} \text{CH}_3\text{CO} \cdot + \text{CH}_4 $

$ \text{CH}_3\text{CO} \cdot \xrightarrow{k_3} \text{CH}_3 + \text{CO} $

$ \cdot\text{CH}_3 + \cdot\text{CH}_3 \xrightarrow{k_4} \text{C}_2\text{H}_6 $

12 圖為鳥嘌呤(guanine)之結構，以下為相關敘述：
(1)其化學式為 C₅HaN₅O。
(2)結構式中具有 b 個σ鍵。
(3)結構中含有 c 個 sp² 混成的氮原子。
則 a+b+c =？

13 鈉與氯原子形成離子鍵結之能量變化如下，由於氯化鈉的晶格能無法透過實驗直接測定，科學家嘗試用不同方法來間接推算晶格能： (1) [方法一] 透過已知能量變化的相關程序，推算晶格能：已知 NaCl(s) 的莫耳生成熱為 -411 kJ/mol，且 Na(s)→Na(g) $\Delta H_1 = 109$ kJ ; Cl₂(g)→2 Cl(g) $\Delta H_2 = 243$ kJ ; Na(g)→Na⁺(g) + e^- $\Delta H_3 = 496$ kJ ; Cl(g) + e^-→Cl^-(g) $\Delta H_4 = -349$ kJ , 則 NaCl(s) 的晶格能 Na⁺(g) + Cl^-(g)→NaCl(s) $\Delta H_{\text{晶格}}$ = ? kJ/mol (2) [方法二] 離子對鍵能推算法：定 Na⁺ 位於立方晶格中心位置，並令 Na⁺ 與 Cl^- 的鍵距為 r ;

則由中心 Na⁺ 向外延伸至距離為 r 處有 6 個 Cl^-；距離 2r 處有 B 個 Na⁺；距離 3r 處有 8 個 Cl^-；距離 4r 處有 6 個 Na⁺；......依此類推。依據中心 Na⁺ 向外延伸時與各層離子間的作用力之總和影響，定出一能量常數 R_M 如下：

此常數 R_M 稱為馬德隆常數 (Madelung constant)，再將馬德隆常數 R_M 乘以氯化鈉離子對之鍵能 -492 kJ/mol，即訂為氯化鈉晶體的晶格能。請問：馬德隆常數的推算式中的 (A, B) 數對為何？ (3)在[方法二]中 NaCl 晶格所產生的馬德隆常數 R_M = 1.75，經乘上氯化鈉離子對之鍵能 -492 kJ/mol，所得的晶格能約為 -861 kJ/mol，請比較由[方法一]與[方法二]所求得之晶格能，有何重要差別？

(1)電池初始電壓為多少 V？(計算至小數後第 2 位)

(2)若電池以 10A 的電流放電，最多可以持續多少小時？(計算至小數後第 1 位)

15 足量銅粉與一定量濃硝酸反應產生藍色硝酸銅溶液及 NO₂、N₂O₄ 和 NO 的混合氣體，收集此三種氣體，並於標準狀況下通入 1.68 L 的 O₂ 充分混合後再通入水中，所有氣體完全被水吸收並生成硝酸。若將 5 M 的 NaOH 溶液加入所得硝酸銅溶液中，直到 Cu2+恰好完全沉澱，則需要多少毫升的 NaOH 溶液？

16
由 A⁺、B²⁺、E^-、G^-、J^- 五種離子組成的離子化合物 AE、BG₂、AJ，其 0.1 M 溶液交互反應的結果如下表：

	AE	BG₂	AJ	酚酞
AE		白色沉澱	x	紅
BG₂	白色沉澱		黃色沉澱	x
AJ	x	黃色沉澱		x

大頭於實驗室發現五種未知溶液甲、乙、丙、丁、戊，它們可能為 AE、BG₂、AJ、DE₂、C₂L 的其中一種 (由 A⁺、B²⁺、C⁺、D²⁺、E^-、G^-、J^-、L^- 八種離子所組成的 0.1M 離子化合物水溶液 )，已知 DL 不溶於水，並將五種未知溶液交互作用如下表。試問甲、丙、戊分別為何種離子化合物水溶液？ (請以代號回答)

	甲	乙	丙	丁	戊	酚酞
甲		白色沉澱	x	白色沉澱	x	x
乙	白色沉澱		白色沉澱	白色沉澱	黃色沉澱	x
丙	x	白色沉澱		x	x	紅
丁	白色沉澱	白色沉澱	x		x	紅
戊	x	黃色沉澱	x	x		x

(1) 阿斯匹靈；

(2) ABS 塑膠；

(3) PMMA；

(4) 壓克力樹脂單體

18 在 27 ℃下，一容器以一個能自由滑動之活塞(質量不計)構成上、下兩室(體積分別為 3L、2L)，下室內
裝 1atm 氮氣及少量水(此時水的蒸氣壓及體積忽略不計)，如圖左。今將此容器緩緩加熱至 127 ℃，上、
下兩室體積變化如圖右所示，請問原先加入容器的水量為幾克？

(1)氧化還原滴定實驗後，剩餘且尚未反應的過錳酸鉀水溶液

(2)阿司匹靈的合成實驗後，學生製作出來的產物(包含粗產物及純化產物)

20 環保檢定單位對某氣體樣品中 CO 之濃度是依下述方法測定而得：

(a)首先將 2.00 L 之氣體樣品通過含 I₂O₅ 之加熱管，產生反應：CO + I₂O₅ → CO₂ + I₂

(b)將所產生之 I₂ 昇華並加入 0.010 M 之 Na₂S₂O₃ 溶液 30.0 mL 產生反應：I₂ + S₂O₃^2- → I^- + S₄O₆^2-

(c)再加 0.010 M 之 I₂ 溶液 5.0 mL，則正好將(b)中過量之 Na₂S₂O₃ 完全氧化。求該氣體樣品中之 CO 濃度為何？ (方程式係數未平衡，以 mg/L 表示，原子量：I=127.0)

(1)反應甲從溫度 T1 增加至溫度 T2，反應速率常數增加為 2 倍，反應乙從溫度 T1 增加至溫度 T2，反應速率常數增加為 4 倍，此二反應之活化能分別為 a 和 b，請問 a 和 b 的關係式為何？ (假設：兩反應指數前因子 A 相等)

(2)已知 2HI(g)→H₂(g)＋I₂(g)，無催化劑時速率常數(k)與溫度(T)之關係如右圖：試求此反應之活化能 Ea (kcal/mol) 為何？(loge X＝2.303 log10X )

22 請寫出真實氣體的凡得瓦方程式(van der Waals equation)(2 分)，並說明方程式中 a、b 的意義。(a、b 各 1 分)

23 請根據反應條件，比較 S1、S2、S3 其大小關係為何？

所求速率	反應條件
S₁	400°C 下 4HBr_(g) + O_2(g) → 2H₂O_(g) + 2Br_2(g) (已知 r=k [HBr] [O₂])，密閉容器內置 3 莫耳 HBr_(g) 與 2 莫耳 O_2(g)時總壓 600 mmHg，其正反應速率為 S，定溫定容下，繼續反應至系統總壓 560 mmHg 時，其瞬時正反應速率為若干？
S₂	反應 2A + B → C 其反應速率式為 r=k [A] [B]²，已知 A、B 以等莫耳數混合於溫度 T，總壓為 P 時，其正反應速率為 S，則當 A、B 莫耳數比為 1:2，且溫度和壓力不變時，其瞬時正反應速率為若干？
S₃	於 N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ 之反應中，已知 R=k [N₂] [H₂]²，反應初 N₂ 為 3 莫耳，H₂ 為 2 莫耳時，其正反應速率 S，定溫、定壓下加入 5 莫耳 N₂，其瞬時正反應速率為若干？

24 請寫出索耳未法的反應方程式(可繪製流程圖)，並說明碳酸鈉與碳酸氫鈉混合物在不涉及化學反應下如何
分離純化。

25 下列各原子的軌域能階高低比較，哪些正確並說明原因？(全對才給分)
(A) He(1s)＞H(1s) (B) O(2p)＞N(2p) (C) H(1s)＞Li(2s)
(D) Li(2s)＞Be(2s) (E) K(1s)＞Na(1s) (F) Mg(1s)＞Al(1s)

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