教育部受託辦理110學年度
公立高級中等學校教師甄選
化學科 試題
第一部分:選擇題(共40分)
一、單選題(每題2分,共26分)
1. 在25℃時,溶液中含[H2CO3]=0.10M,[Pb2+]=0.005M,則在不發生PbCO3沉澱的條件下,求溶液中最小的[H+]為若干M?[其中H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,PbCO3的Ksp=1.5×10-15]
(A)2.6×10^-2
(B)2.6×10^-3
(C)2.6×10^-4
(D)2.6×10^-5。
2. 蔗糖水解之反應速率常數單位為s^-1,0.44M蔗糖水溶液在酸的催化下,經過8hr測得有25%發生水解,當溶液中三種糖的濃度均相同時,約需經過多少 hr?(log2=0.30,log3=0.48) (A)4 (B)16 (C)20 (D)32。
3. 在未知濃度 KMnO4 溶液 20mL 中加入足量 KI 及少量硫酸,溶液呈棕褐色,加入數滴澱粉液為指示劑,以 0.1M Na2S2O3 溶液滴定,加入 Na2S2O3 50 mL 藍色消失,下列何者正確? (A)過量的 KI 與澱粉呈藍色 (B)反應時 KI 為氧化劑 (C)原KMnO4 溶液的為 0.1 M (D)原 KMnO4 溶液的濃度為 0.05 M。
4. 下表有關在 1 大氣壓及 20℃時,不同氣體的密度與溶解度。
下列敘述,何者不正確?
(A)甲氣體最適宜用來集氣法為
(B)乙氣體的分子量為 31.2 g/mol
(C)同溫同壓下,若將氣體在 1 升水中長時間的接觸,水中重量以丙氣體增加最多
(D)同溫下,若壓力變為 2 大氣壓時,在 100mL 的水中可溶解氣體丁 176mL。
5. 反應 2A(g)+B(g) →C(g) 其反應速率式為 r=k[A][B]。於體積可變之容器中,若取 A、B 以等莫耳數相混合,測得其反應速率為 R。若改以 A、B 莫耳數比為 1:2 比例混合,在溫度和壓力不變下,其反應速率將變為若干 R?
(A)3/8 (B)8/3 (C)8/9 (D)9/8。
6. 亞硝酸鈉(NaNO2),可用於肉類的保鮮劑,在酸性溶液中,亞硝酸根離子與過錳酸根離子反應,其反應式如下:
取 100 克含有亞硝酸鈉的樣品,溶於稀硫酸中,以 0.01M 的過錳酸鉀溶液進行滴定,共用去 12mL。試求原樣品含 NaNO2 約多少 ppm?(式量 NaNO2=69)
(A)207 (B)138 (C)69 (D)23。
7. 將相同質量的銅分別與相同體積過量的濃硝酸及過量的稀硝酸反應。下列敘述何者? (A)反應所消耗硝酸的量:前者多,後者少 (B)反應所生成氣體的顏色:前者深,後者淺 (C)反應所生成氣體對水的溶解度:前者大,後者小 (D)反應中轉移的電子總數:前者多,後者少。
8. 已知 27℃時 N2O4(g) 2 NO2(g) 的平衡常數 Kp=2.0,在 27○C 下,24.6 升的 N2O4與 NO2 混合氣體平衡時,總壓力為 1.5 atm,若 x 為 NO2 與 N2O4 的莫耳數比值,則x 值為何? (A)0.5 (B)1.0 (C)2.0 (D)4.0。
9. 無水硫酸鈣(CaSO4,式量為 136)固體可作為除濕劑,在 300 K 其平衡反應式與平衡常數(Kp)如下: CaSO4(s)+2 H2O(g) CaSO4.2 H2O(s),Kp=2500。已知 300K 時純水的飽和蒸氣壓為 0.040 atm。在 300K 時,將 1.8 克水及 4.08 克(即0.03 莫耳)的無水硫酸鈣固體一起放入 30 公升之乾燥密閉容器中,假設 CaSO4.2 H2O(s) 不釋放水蒸氣,則容器內之相對濕度可達多少%? (A)41% (B)63%(C)82% (D)100%。
10. 在 25°C、1atm 之下 CO2 對水的溶解度為 0.32 克/100 克水。今取 3.24 克 CO2 與 200克水放入 445 毫升真空容器內,於 25°C 達飽和狀態,此時大約 x 克的 CO2 溶於水中,容器內二氧化碳的平衡壓力為 y atm,試求 x+y 最接近下列哪一個數值?(假設水之比重為 1,原子量︰C=12、O=16)
(A)3.2 (B)4.9 (C)5.8 (D)2.2。
11. 下列敘述何者錯誤?(A)1 莫耳的五氯化磷溶於足量的水中,需要 4 莫耳的氫氧化鋇才能完全中和 (B)1 莫耳的氮化鎂溶於足量的水中,需要 8 莫耳的氯化氫才能完全中和 (C)將等莫耳數的鋁金屬分別加入足量的稀鹽酸和氫氧化鈉水溶液中,若分別產生 a 和 b 莫耳的氣體,則 a:b=1:1 (D)Cu(NH3)4SO4·H2O 溶於適量的水中形成深藍色的水溶液,若再加入大量的水,溶液會被稀釋成淡藍色水溶液。
12. 用 200 毫升的蒸餾水洗滌 1.66 克的鉻酸銀,若可能損失的最大百分率約為 0.4%,試推算鉻酸銀的 Ksp=?(原子量:Ag=108,Cr=52)
(A)4.0 ×10-12 (B)4.0 ×10-10 (C)3.0 ×10-12 (D)3.0 ×10-10。
13. 一容器內裝理想氣體,以能自由滑動之活塞構成左、右兩室,在27 ℃ 平衡時,左、右兩室體積為 V 及 2V(如圖),今將左室緩慢加熱至 127 ℃,右室保持原溫,當兩室再一次達平衡時,試問新平衡狀態的壓力約為原平衡狀態壓力的幾倍? (A)1.11(B)2.33 (C)3.67 (D)2.67。
二、複選題(全對才給分,每題2分,共14分)
14. 將 0.2 莫耳弱酸 HA 和 0.08 莫耳 NaOH,混合後,加水稀釋至 1 升。則下列敘述哪些正確?(log2=0.3) (A)假如此溶液之 pH=5.0,則此弱酸的 Ka=6.7 × 10-6
(B)此溶液為 HA 與 NaA 之緩衝溶液 (C)若繼續加入 NaOH 至當量點,則溶液的 pH 值變為 7 (D)再加入 0.02 莫耳 NaOH,可得最佳之緩衝效果。
15. 一容積可變的容器內,在 27 ℃ 量得水蒸氣壓變化如附圖所示。在 1 升時,容器中再裝入 N2 氣體 600 mmHg,則下列哪些為正確的敘述?
(A)容器中水總量約為 0.26 克 (B) 15 升時總壓力為 58 mmHg (C) 3 升時總壓力為227 mmHg (D) 3 升時液體水重約 0.18 克。
16. 在 25°C 時,平衡系 N2O4(g) ↹ 2NO2(g)之總壓為 latm,體積為 l.0L,在同溫下若此平衡系之體積擴大為 2.0L 時,下列何項敘述錯誤? (A)混合氣體之平均分子量增加(B)平衡系之 PV 值變大 (C)平衡系之氣體總壓介於 latm~0.5atm 之間 (D)平衡系中之紅棕色加深。
17. 影響反應速率常數(k)、平衡常數(K)的因素,整理如下表:
某反應 A2(g)+熱 2A(g),其中 k 正、k 逆依次表示正、逆反應之速率常數,而 K 為平衡常數,若施予下列操作時,k 正、k 逆、K 將成為 pk 正、qk 逆、rK,下列結果哪些正確?
18. A、B 為兩種常見的金屬,依據下列流程加入不同的試劑,會產生以下反應:
依據此流程回答下列敘述,哪些正確? (A)Z 的中心原子的混成軌域為 SP3,形狀為正四面體 (B)①~⑥的反應屬於氧化還原的有 3 種,分別是①②③ (C)B 的基態電子組態為[Ar]3d94s2(D)⑤為加入 K4[Fe(CN)6]產生的反應。
19. 25℃下,有五種混合溶液:
,其各是以 0.1 M、50 mL 的兩種溶液混合,下列有關此五種溶液的敘述,哪些正確?(
log 2= 0.3 ,log3 =0.48 ,
(A)④可做為緩衝溶液,其 pH 值約為 4.74 (B)反應產物屬於鹼式鹽且為鹼性的為③
(C)反應產物屬於酸式鹽且為酸性的為⑤ (D)②可作為緩衝溶液。
20. 下表為物質甲~戊,在不同溫度時之飽和蒸氣壓(單位:mmHg)。甲~戊皆為共價
分子,下列敘述何者正確?
(A)乙的正常沸點介於 60~80 C 之間 (B)80 C 時,若外壓為 1atm,代表乙、丙已經沸騰 (C)分子間作用力最大者為丙 (D)在正常沸點之下,飽和蒸氣壓的大小關係為:丙>乙>戊>甲>丁。
第二部分:綜合題(共60分)
一、填充題(1-4題,每格1分,第5題3分,共23分)
1.下列五個圖之橫坐標為某溶液中加入某物質的量,縱坐標為產物沉澱量。從(A)~(E)中選擇符合表中各題要求的序號,並填在表中。
2.下面五圖(甲)~(戊)縱軸表Z之體積百分率,橫軸表溫度,氣相反應的平衡系:
aX+bY ↹ cZ+dW(a、b、c、d表係數,X、Y、Z、W表氣體分子式),則:
(1) ___ 圖表示a+b>c+d,且為吸熱反應?
(2)____圖表示a+b<c+d,且為放熱反應?
(3) ___ 圖表示a+b=c+d,且為吸熱反應?
3.某一元弱酸溶液100 mL,以0.20 M之NaOH溶液進行滴定,滴定結果部分如下:
(Ⅰ)當NaOH滴入50 mL時,測得溶液pH=4.70。
(Ⅱ)當NaOH滴入100 mL時,得知剛好達當量點。
(已知對數值:log2=0.30,log3=0.48,pH值計算到小數點後第二位)
(1)該酸在滴定前的濃度為若干M?
(2)該酸之Ka值為何?
(3)未滴定前該溶液的pH值為何?
(4)當NaOH滴入25 mL時,溶液pH值為何?
(5)當量點時溶液之pH值為何?
(2)2.70(3) 4.22 (4)8.85
4.以下為有機化合物的製造流程:
○1 將CH3Br與NaOH(aq)共熱反應產生有機物(甲)。
○2 將C2H5OH與酸性之KMnO4(aq)反應產生有機物(乙)。
○3 將有機物(甲)與有機物(乙)混合,再加入濃硫酸反應產生有機物(丙)。
○4 將CH3CH=CH2與HI(aq)混合反應產生主要產物有機物(丁)。
○5 將有機物(丁)與NH3反應產生有機物(戊)。
○6 將有機物(丙)與有機物(戊)反應產生有機物(己)和有機物(甲)。
試寫出甲~己有機物的示性式或結構式為何?
(1)甲為_______(2)乙為_______ (3)丙為____________
(4)丁為__________ (5)戊為___________ (6)己為___________
5.於10L、100℃的容器中充入某氣體及水18g,測得總壓為P atm。若於溫度不變下,將此容器體積擴大為3倍時,容器內測得之總壓為______atm。
二、問答與計算(共37分)
1.已知某酯類甲含碳、氫、氧三種元素。若取甲 5.7 克完全燃燒後,得 13.2 克的 CO2 以及 4.5 克的 H2O。若將甲在 NaOH(aq)中加熱,使甲完全反應後,將溶液酸化,得兩種主要產物乙及丙。將乙加入 KMnO4(aq)中完全反應後得化合物丁。將丙在鉑黑的催化下做加壓的氫化反應,亦可得同樣的產物丁。已知丁的分子量為 74。甲、乙、丙、丁為不相同的化合物。試求:(各 1 分)
(1)甲的結構式為何? (2)乙的結構式為何 ?
(3)丙的結構式為何? (4)丁的結構式為何 ?
2.酸鹼中和可應用於測定油品的酸價(AV,acid value),酸價愈高代表油脂的游離脂肪酸含量愈高,代表油脂酸敗程度愈高。測定油品酸價的實驗步驟如下:
○1 精稱 0.204 g 之鄰苯二甲酸氫鉀(KHP,分子量 204)固體,以容器 X 配製成 100.0 mL 的標準溶液。
○2 取 10.0 mL KOH 水溶液,加入丙酮稀釋至 100.0 mL,攪拌均勻後取 50.0 mL 填滿容器 Y。
○3 取 KHP 溶液 20.0 mL 於容器 Z 中,並滴入數滴百里酚藍(變色範圍 pH1.2(紅)~2.8(黃),pH8.0(黃)~9.6(藍))。
○4 開始滴定直到終點,共消耗 KOH 25.0 mL。
○5 取 2.0 mL 油品樣品(密度為 0.7g/mL)放在容器 Z 中加入 50.0 mL 丙酮稀釋。
○6 滴入百里酚藍,重新補充容器 Y 內的稀釋後 KOH 丙酮溶液後開始滴定。
○7 達到滴定終點,共消耗 KOH 體積 20.0 mL。
請問:
(1)X、Y、Z 分別是何種容器?(1 分)
(2)如何判定已達滴定終點?(1 分)
(3)為何此實驗使用到丙酮?(1 分)
(4)請計算稀釋後的 KOH 濃度?(1 分)
(5)請計算油品樣品的酸價?(1 分)
3.化學實驗課時陳老師發給學生五種水溶液:BaS、AgNO3、K CrO 2 4、NaOH、H SO2 4;與一小瓶某純金屬粉末,請學生以實驗結果表示這些物質之間的關係。學生交了一份報告,如附圖。
圖中的每一連線兩端的物質兩兩相加,均會有化學反應發生,陳老師從學生的實驗結果做了以下的提示:
○1 甲原子反應後的離子,會具有與氖氣相同的電子組態。
○2 連線 1 與連線 2 均會產生氫氣。
○3 除了連線 1、2、4、6 以外,其他連線均會產生沉澱;連線 6 雖無沉澱,但有明顯的顏色變化。
試回答下列問題:
(1)寫出丙、戊、己的中文名稱。(3 分)
(2)寫出連線 1 與連線 2 反應的離子方程式。(2 分)
(3)寫出連線 6 反應的離子反應式,並註明各物質的狀態,並判斷是否為氧化還原反應?(1 分)
(4)寫出連線 8 的沉澱物化學式及顏色。(1 分)
4.氫氧化鋇溶液於 1M NaOH 中製成飽和溶液後,取其澄清液然後與等體積 4M NaOH 溶液相混合時,試問(註:氫氧化鋇之 Ksp = 5.4×10-3)
(1)是否產生氫氧化鋇沉澱,請證明。(1 分)
(2)達平衡時鋇離子濃度為何?(2 分)
5.已知
試求 Fe2+自身氧化還原之電位等於多少?(3 分)
6.已知
鋅-銀電池在 25℃時, 試求
(1)當[ Zn2+ ] = 1M , [ Ag+] =0.1M 的狀態下,電池的電壓=?(3 分)
(2)電池反應達平衡時,平衡常數=?(3 分)
7.打斷冰內的每一個氫鍵需要 3.5×10-20 J。冰的熔化熱為 334 J/g。本質上所有的熔化熱是用來打斷氫鍵,請回答下列問題?
(1)當冰變成水時有多少%的氫鍵被打斷?(3 分)
(2)還需要多少能量(J/g)來打破其餘氫鍵?(3 分)
8.某溶液含 HCl 與 HCN,經檢測得知溶液中[CN-]=3×10^-9 M,則溶液中 HCl 與 HCN 濃度的比值為若干?[HCN Ka=3.9×10^-10](3 分)
參考答案
BCDDC ADCCB
DAA
14.ABD 15.ABCD
16.AD 17.AC
18.BD 19.AC
20.AB
綜合題
1
BCADE
2.甲丁戊
3.0.2 2*10^-5 2.7 4.22 8.85
4.
5.(P+2)/3