110竹東高中教師甄選化學科－阿甘

國立竹東高級中學 110 學年度第一次教師甄選筆試試題及解答
科目：化學科
壹、單選題(10 題，每題 2 分，答錯不倒扣，共 20 分)
1.欲區別下列各組物質，所使用的試劑 (置於[ ]內)，何者錯誤？
(A)甲酸與甲醛 [多侖試液] (B)阿斯匹靈與柳酸 [ FeCl3 ] (C)甲苯與苯乙烯[ Br2/CCl4 ] (D) 1-丁炔與 2-丁炔 [ Cu(NH3)2Cl ] (E)乙酸與甲酸甲酯 [ Mg ]

2.關於鍵角的比較，何者正確？ (A) SiCl4＞BCl3＞BeCl2 (B) H2O＞NH3＞CH4 (C) SO3＞SO2＞SO42－＞SO32－ (D) OF2＞OCl2＞OBr2＞OI2 (E) SF6＞BF3＞HCN

3.水楊酸(C7H6O3)的用途很廣，在醫藥工業上大量用以製造阿斯匹靈及冬青油。阿斯匹靈乃家常用的止痛藥，用於治療神經痛、頭痛及風濕等疼痛。冬青油俗名風油精，可治酸痛、扭傷、跌傷等。阿斯匹靈的製備方式乃由水楊酸與醋酸反應而得到具有酯類的產物；冬青油的製備方法乃由水楊酸與甲醇反應亦得到具有酯類的產物。由
以下的選項請選出正確的阿斯匹靈及冬青油的結構。
(A) (a), (c) (B) (b), (c) (C) (c), (d) (D) (c), (e) (E) (b),(e)

4.將 HAuCl4 水溶液慢慢加入奈米銀粒子溶液中，會發現此混合溶液中奈米銀粒子的特徵會漸漸變弱 (金屬態銀原子變少)，而奈米金粒子的特徵會漸漸增強。請問下列何因素可以解釋此現象？
(A) 氧化還原電位 (B) pH 值 (C) 溶度積常數 (D) 溶液的滲透壓 (E) 酸鹼度

(A)5.多侖試液 (Tollen’s solution) 為硝酸銀的氨水溶液，與醛在鹼性條件下共熱則其二氨銀錯離子被醛還原成金屬銀，析出於試管壁呈銀鏡，稱為銀鏡反應。其化學反應式如下：

以下何種化合物會與多侖試液進行銀鏡反應？

(A) (ii), (iii) (B) (ii), (iii), (iv) (C) (i), (ii), (iii) (D) (iii), (v) (E) (i), (ii), (iii) , (v)

6.承上題，銀鏡化學反應式中的 a 到 e 係數分別是：
(A) 3, 1, 2, 4, 1 (B) 2, 2, 4, 3, 1 (C) 2, 3, 2, 4, 2 (D) 2, 4, 2, 3, 2 (E) 2,1, 2,3,1

7.有一由4 mol丙酮和6 mol苯混合所成的溶液。已知在60C時，純丙酮之平衡蒸氣壓為860 mmHg，純苯之平衡蒸氣壓為388 mmHg。若將此混合溶液加熱至60C，所生成之混合蒸氣，全部收集凝縮為液體。所得凝縮液體再度加熱至60C，所生成之混合蒸氣，同樣全部收集凝縮為液體。最後液體中丙酮之莫耳分率為若干？
(A) 0.40 (B) 0.60 (C) 0.67 (D) 0.77 (E) 0.82。

8.某α-胺基酸8.80g配成100mL之溶液，取出20mL用0.2M之NaOH滴定，達當量點時共用去100mL。又取同質量的此酸作元素分析，得氮1.4克，則
(A)此酸含有五個碳原子 (B)此酸為2-胺基丙酸 (C)此酸為2-胺基丁酸(D)此酸之分子量為102 (E) 此酸之分子量為116。

9.如下圖所示，在定溫下，將氣體 NO 裝入真空的容器甲中，使其壓力為2大氣壓；氣體 O2 裝入真空的容器乙中，使其壓力為1大氣壓；然後開啟兩容器中的活栓b，靜置一段時間充分反應後，達到平衡時，容器內氣體的壓力約為多少？

(A) 0.2 atm (B) 1.0 atm (C) 1.2 atm (D) 1.4 atm (E)2.8atm。

10.重量比以1：4混合之NaCl和KNO3混合鹽，想以結晶方法得KNO3，作下述操作，〔操作方式〕以80℃熱水100g將上述之混合鹽200克溶解，然後將沒有溶解之部分過濾除去，所得濾液冷卻至20℃可得KNO3晶體，本題有關水之蒸發及附著於結晶之水可忽略不計，又二種鹽類之溶解度表示如下表： ( g / 100g水 )

所得的KNO3純度約為 (A) 91.5% (B) 95.4% (C) 98.3% (D) 99.9%

貳、非選擇題(依下列個別題號標註計分，計算題需寫出完整計算過程才給分)

一、芳香族化合物甲的分子式為 C8H10。此化合物在適當催化劑的催化下，與溴水反應，可得化合物乙，化合物乙僅有一種結構，其分子式為 C8H9Br。當化合物甲與過量的過錳酸鉀的鹼性溶液加熱，經中和並純化後，可得化合物丙，化合物丙的分子式為C8H6O4。試畫出化合物甲、化合物乙、及化合物丙的分子結構圖。(6 分)

二、取大理石粉（碳酸鈣）和焦碳粉均勻混合後，高溫鍛燒，可得氣體甲和固體乙。固體乙僅含鈣及碳二種元素，而鈣的重量組成百分比為 62.5 %。固體乙和過量的水反應，可得氣體丙及固體丁。氣體丙在適當的催化劑作用下，可以聚合反應，生成與實驗式相同的鐵灰色物質，是一種具有高導電度的有機導體材料。(6 分)

三、截面 1cm2 的均勻 U 型管分 A、B 兩邊，中間以半透膜隔開，半透膜只能使水分子通過，若於 A 中倒入 50mL，0.1M 的 BaI2(aq)，B 中倒入 50mL，0.1M 的 NaCl(aq)，最後：(6 分)
(一) A(BaI2(aq))的高度比 B(NaCl(aq))（高或低）多少公分？
(二) 若溫度為 27C，平衡後 BaI2(aq)的滲透壓為多少 atm？

四、根據勒沙特列原理(Le Chatelier's principle)，試畫出下列平衡受( )內因素破壞時，原平衡與新平衡的「反應速率和時間關係圖」(R-t 圖)。(6 分)

五、普通高中新課程綱要中，部定必修「自然科學探究與實作課程」4學分。請回答下列三個子題：(8分)
(一)課程綱要內容應包括哪四個項目的探究過程？
(二)教學模組內容應強調哪七個跨科概念之一？
(三)請設計至少3週的課程規劃表。(請以表格呈現)

六、請回答下列問題，計算題請寫出計算過程，否則不予計分。
(一)過氧化鈣是一種安全無毒的物質，帶有結晶水，通常還含有部分CaO。
1.稱取 0.542g 過氧化鈣樣品，灼熱時發生如下反應：

若得到的 O2 在 S.T.P.下體積為 67.2mL，則該樣品中含 CaO2 的質量為若干克？(3 分)

2.另取同一樣品0.542g，溶於適量的稀鹽酸中，然後加入足量的Na2CO3溶液，將溶液Ca2+全部轉變為 CaCO3 沉澱，得到乾燥的 CaCO3 0.70 克。
試計算樣品中 CaO 的質量為若干克？(Ca=40,Ba=137,Mg=24.3) (3 分)
3.試計算樣品中 CaO2·xH2O 的 x 值。(3 分)

。
(二)目前在市面上不需經由醫師的處方就可購買的止痛解熱藥其主要成分有三種，分別為布洛芬(Ibuprofen)、阿斯匹靈(Aspirin，乙醯柳酸 )以及普拿疼(Acetaminophen，乙醯胺酚)，其中布洛芬與阿斯匹靈同為 NSAIDs 類藥物。
1.布洛芬的學名為 2- 甲基-4-(2- 甲基丙基) 苯乙酸，又名異丁苯丙酸，請畫出布洛芬的結構式。(1 分)
2.請畫出普拿疼的結構式。(1 分)
3.請寫出以電石(CaC2)和水製備阿斯匹靈的反應步驟，中間反應所需的試劑與條件可自行選取。(4 分)

七、請回答下列問題，計算題請寫出計算過程，否則不予計分。
(一) 畫出 SCN－離子的共振結構，並解釋何種結構最可能存在。(4 分)
(二)關於真實氣體，凡得瓦曾提出一個方程式：

然比理想氣體方程式複雜，但是對許多氣體卻非常適用，請回答凡得瓦方程式中常數 a 及 b 與真實氣體的何項性質有關。(3 分)

(三)家用漂白水的主要成分為次氯酸鈉(NaOCl)，現在取 32.00 mL 的漂白水，稀釋至 500 mL 後取出 20.00 mL，加入過量碘化鉀水溶液後，以 0.04 M 硫代硫酸鈉水溶液滴定，當澱粉試劑顯示反應完成時，共耗去 32.00 mL 的硫代硫酸鈉水溶液。已知次氯酸根與碘離子可產生下列反應：

1.請問澱粉試劑顯示反應完成時，顏色變化為何？(1 分)
2.假設漂白水的密度為 1.0 g/cm3，請問漂白水中所含次氯酸鈉的重量百分比為何？
(Na=23，Cl=35.5) (3 分)

(四)甲、乙二串聯電解槽：其電解液分別為 CuSO4(aq)、H2SO4(aq) ，均以鉑為電極，通入直流電進行電解，則：（原子量：Na＝23.0，C1＝35.5，Cu＝64.0，S＝32.0）若甲電解槽析出銅 6.4 克時，甲、乙電解槽共可產生氣體若干克？（2 分）

(五)請由下列各反應之反應熱，求出 NaCl(s)的晶格能。(2 分)

八、試畫出兩條滴定曲線，其中之一為單質子弱酸與一元強鹼之滴定曲線，另一為單質子強酸與一元強鹼之滴定曲線，試說明兩條滴定曲線之相似處及相異處。(4 分)

九、請回答下列問題，計算題請寫出計算過程，否則不予計分。
(一)在 8 支編號 1~8 號的塑膠滴管中裝有下列鹽溶液：
硝酸銀、氯化鋇、碳酸銨、氯化鈉、碘化鉀、氯化鋅、硝酸鉛、鉻酸鉀但試管編號與上述鹽類之順序並不相同。實驗結果如下，下為各試劑互相反應的結果：

請參考上述反應結果，來確定出 8 支塑膠滴管中所裝鹽類的化學式，並以化學反應式說明如何鑑別各塑膠滴管所含的鹽類。(8 分)

(二)請問若在蒸餾水中分別加入氫氧化鈉溶液、稀硫酸溶液及硫酸鉀溶液後，以碳棒為電極，再通入直流電源電解時，在正、負兩極之產物各為何？電解一段時間後，溶液 pH 值變化情形各為何？請分別寫出其半反應及總反應。(4 分)

(三)附圖為氫原子光譜之可見光區及紫外光區，請回答下列各問題。

1.電子由 3d 降落至 2p，則為上圖哪一條譜線？(1 分)
2.R 為雷德堡常數，譜線 b 的頻率為 νb，請問 νb 為何？(1 分)