99 年化學科學科能力測驗試卷
__________科__________班 學號__________姓名__________
總 分
第一部分： 一、單選題（每題答對得6 分，答錯不倒扣） ( )1. 氧的元素符號是O，水的分子式是 H2O。下列哪一個是雙氧水（ 過氧化氫） 的分子式？(A) O2 - H2O (B) H2O3 (C) HO2 (D) H2O2 (E) H3O2。
( )2. 小華將100 公克的 100 ℃沸水與 150 公克的 0 ℃冰塊放在絕熱容器中。當達成熱平衡時，剩 下多少公克的冰未熔化？ (A) 150 (B) 100 (C) 25 (D) 10 (E) 0。 ( )3. 許多人喜歡在夏天到海邊戲水，也會在沙灘玩砂。試問在臺灣沿海的沙灘隨意抓取的一把砂 是屬於下列哪一類的物質？ (A)元素 (B)純物質 (C)化合物 (D)混合物 (E)聚合物。 ( )4. 氪與鉛的核融合反應過程為： (1)高能的86 36Kr離子轟擊 208 82Pb靶，氪核與鉛核融合，放出1 個中子，形成新元素 X (2) 120 微秒後，X 元素的原子核分裂出 1 個氦原子核，而衰變成另一種新元素 Y (3) 600 微秒後又再釋放出一個氦原子核，形成另一種新元素 Z 下列有關此核融合反應的敘述， 何者錯誤？ (A)氪核與鉛核融合產生 X 之核反應式為 86 36Kr＋ 208 82Pb → 1 0n ＋ 293 118X (B) X→Y 之核反應式為 293 118X → 4 2He＋ 289 116Y (C) Y→Z 之核 反應式為 289 116Y → 4 2He ＋ 285 114Z (D)元素 Z 原子核之中子數 171 (E)元素 Y 原子核之中子數 為116。 5 ～ 6 題為題組 在一個體積可調整的反應器中， 於 27 ℃ 、 1 大氣壓， 注入 10 毫升的 A2氣體與30 毫升 B2氣體（A 與 B 為兩種原子）。假設恰好完全反應， 產生甲氣體。 ( )5. 已知甲的分子式與其實驗式相同， 則下列哪一個是甲的分子式？ (A) AB (B) AB2 (C) AB3 (D) A2B3 (E) A2B。 ( )6. 將所生成的甲氣體降溫至27 ℃，並將體積調整為 10 毫升時，反應器中的壓力變為幾大氣壓？ (A) 0.5 (B) 1.0 (C) 1.5 (D) 2.0 (E) 3.0。 7 ～ 8 題為題組 事先配好甲與乙兩杯溶液，如表1。 表 1 酸或鹼 濃度 體積(mL) 指示劑 甲杯 HCl 0.1 M 30 BTB 乙杯 NaOH 0.2 M 20 PP 甲杯為0.1 M 的鹽酸溶液 30 毫升，滴有指示劑溴瑞香草酚藍(BTB)，呈黃色。乙杯為 0. 2 M 的氫氧化鈉 溶液20 毫升，滴有指示劑酚酞(PP)，呈粉紅色。指示劑的顏色變化如表 2。
表 2 指示劑 酸型顏色 變色範圍(pH) 鹼型顏色 備註 BTB 黃 6.2～7.6 藍 中性為綠色 PP 無 8.2～10.0 粉紅 中性為無色 ( )7. 若將乙杯的溶液邊攪拌邊慢慢地倒入甲杯中，則甲杯內溶液的顏色，會由黃色先變為X 色， 再多加一點乙杯的溶液，則變為藍色。試問 X 是什麼顏色？ (A)黃 (B)綠 (C)無 (D)紫 (E)粉紅。 ( )8. 若將乙杯的溶液全部倒入甲杯，則溶液變為什麼顏色？ (A)黃 (B)綠 (C)無 (D)紫 (E)粉紅。 二、多選題（每題皆不倒扣，選項全部答對得6 分，只錯一個選項可得 3 分，錯兩個或兩個以上選項不 給分） ( )9. 下列關於實驗室製備氮氣與氮氣性質的敘述，哪些正確？（應選3 項） (A)加熱硝酸鈉與 氯化鈣可得氮氣 (B)加熱時，試管要直立以利充分加熱 (C)所得氮氣可用排水集氣法收集 於瓶中 (D)點燃的火柴，放入氮氣瓶中，火焰即熄滅 (E)點燃的鎂帶，放入氮氣瓶中，鎂 帶繼續燃燒。 ( )10. 已知：2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)，ΔH =－484 kJ。下列有關此熱化學反應式的敘述，何者正確？ （應選3 項） (A) 生成 1 莫耳的 H2O(g)會放熱242 kJ (B)此反應的能量變化可使周遭的溫 度上升 (C) 2 H2O(g)所含的能量比( 2H2(g) + O2(g) ) 所含的能量高出 484 kJ (D)若此一反應的產物是 H2O(l)，則反應的能量變化大於484 kJ (E)使 1 莫耳 H2(g) 與2 莫耳 O2(g)的混合物反應，則能量的變化為484 kJ。 ( )11. 下列有關藥物的敘述，何者正確？（應選3 項） (A)碳酸氫鈉是消炎藥中的一種 (B)青黴 素俗稱盤尼西林，是一種抗生素 (C)氫氧化鋁會和胃酸反應，有制酸作用 (D)磺胺類藥物 是止瀉藥物中最普遍的一類 (E)阿司匹靈的學名是乙醯柳酸（又名乙醯水楊酸）。 ( )12. 下列有關能源的敘述，何者正確？（應選3項） (A)煤、石油和天然氣都屬於化石燃料 (B)太陽能電池是利用光能產生電流，理論上不消耗物質 (C)核能是指核分裂或核融合時所 產生的能量，並遵守質量不滅定律 (D)潮汐發電、波浪發電、洋流發電、海洋溫差發電等均 屬於海洋能源 (E)氫氧燃料電池的發電原理與傳統的水力發電相同，兩者在其發電過程中 均不汙染環境。 第二部分： 一、單選題（每題答對得4 分，答錯不倒扣） ( )1. 硫化菌所進行的反應是屬於氧化還原反應， 假設其反應式如下： 8 H2S ＋ x O2 ＋ 2 CO2 → S8 + 2 CH2O ＋ y H2O …… (1) 當一原子的氧化數上升，表示該原子失去或提供電子，若一原子的氧化數下降，表示該原 子得到或接受電子。上式中O 在 O2與S 在 S8的氧化數均為0，而 C 在 CO2中的氧化數為＋ 4， 但在 CH2O 中為 0，一個分子的氧化數總和為 0。試問下列有關硫化菌所進行的反應，何 者正確？ (A) H2S 為氧化劑 (B) CO2 為還原劑 (C) x 的數值為 4 (D) y 的數值為 4 (E) 反應中所生成的有機物質是CH2O。 ( )2. 針對反應式(1)而言，下列哪一選項中的原子，其氧化數在反應前與反應後都相同？ (A) H (B) O (C) S (D) O、H (E) O、S。
( )3. 硝酸銅受熱分解，可用下列反應式表示： 2 Cu(NO3) 2(s)
2 CuO(s) ＋ n X(g) ＋ O2(g)式中n 為係數。試推出 X 是什麼化合物？ (A) NO (B) NO2 (C) N2O (D) N2O3
(E) N2O5。 ( )4. 下列哪個化合物是芳香烴（苯的衍生物）？ (A) C7H7Cl3 (B) C8H6Br4 (C) C8H6F6 (D) C9H9Cl5 (E) C9H7F9。 5 ～ 6 題為題組 請閱讀下列短文後，回答第5～6 題： 價電子為原子中位在最外層的電子，美國化學家路易斯提出八隅體法則，他認為第二週期元素所 形成的分子，其中每個組成原子周圍環繞的電子數會傾向和氖原子的價電子數一樣，共八個電子。這些 環繞的電子，有的會形成化學鍵，稱為鍵結電子對；有的僅依附在該原子周遭，稱為未鍵結電子對或 孤對電子，每一鍵結電子對與未鍵結電子對皆由兩個電子組成，故第二週期元素所形成的分子，其組 成原子的周圍皆會有4 對電子對。兩個原子間可能具有一對、二對或三對鍵結電子對，分別稱為單鍵、雙 鍵或參鍵。 ( )5. 臭氧分子( O3 )內共有幾個價電子？ (A) 16 (B) 18 (C) 20 (D) 22 (E) 24。 ( )6. 臭氧分子( O3 )內共有幾對鍵結電子對？ (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5。 ( )7. 老師在上了「物質的形成」單元後， 針對構成物質的微粒（原子、分子、離子），要求甲、乙、 丙、丁四位學生討論有關「微粒」的問題。四位學生的主要論點簡記如下： 甲說：如果兩種微粒均由同一種元素所構成，則這兩種微粒所含的總質子數一定相同。 乙說：如果兩種微粒所含的總質子數相同，則這兩種微粒都屬於同一種元素。 丙說：各種微粒所含的總質子數一定與其總電子數相同。 丁說：因為所討論的微粒是指原子、分子或離子，因此甲、乙、丙三人的論點都不正確。 試判斷四位學生的論點，何者正確？ (A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁 (E)甲乙丙。
答 案
第一部分： 一、單選題
1. D 2. C 3. D 4. E 5. C 6. D 7. B 8. D 二、多選題
9. CDE 10. ABD 11. BCE 12. ABD 第二部分： 一、單選題 1. E 2. A 3. B 4. B 5. B 6. C 7. D
解 析
第一部分： 一、單選題 1. 過氧化氫的分子式為 H2O2。 2. 已知冰的熔化熱為 80 cal/g，設有 x 克的冰未熔化，依 100 ℃沸水所放出的熱量 ＝ 熔化 0 ℃的冰所 吸收的熱量，列式如下：100 × 1 × ( 100－0 ) ＝ ( 150－x ) × 80；可解得 x＝25 (g)。 3. 沙灘上的砂之主要成分除 SiO2外尚有其他物質，故應屬混合物。 4. (A)正確；反應(1)的核反應方程式之列式：86 36Kr ＋ 208 82 Pb → m n X ＋ 1 0n 依核反應方程式的平衡原則，可得： 86 ＋ 208 ＝ m ＋ 1 ； 36 ＋ 82 ＝ n ＋ 0 故 m＝293，n＝118，即 X 為293 118X。 (B)正確；反應(2)的核反應方程式之列式：293 118X → 4 2He ＋ t sY 依核反應方程式的平衡原則，可得： 293 ＝ 4 ＋ t ； 118 ＝ 2 ＋ s 故 t＝289，s＝116，即 Y 為289 116Y。 (C)正確；反應(3)的核反應方程式之列式：289 116Y → 4 2He ＋ p qZ 依核反應方程式的平衡原則，可得： 289 ＝ 4 ＋ p ； 116 ＝ 2 ＋ q 故 p＝285，q＝114，即 X 為285 114Z (D)正確；元素 Z 原子核之中子數為：285－114＝171。 (E)錯誤；元素 Y 原子核之中子數為：289－116＝173。 5. 已知 10 mL 的 A2恰可與30 mL 的 B2完全反應，依氣體反應體積定律可列式為：A2 ＋ 3 B2 → 2 AB3（甲）或 A2 ＋ 3 B2 → A2B6（甲），且甲的分子式與實驗式相同，故甲應為AB3。 6. 承上題，依反應方程式：A2 ＋ 3 B2 → 2 AB3，可知10 mL 的 A2恰可與30 mL 的 B2完全反應生成 20 mL 的甲(AB3)；依波以耳定律，在同溫時(27 ℃)，若將甲的體積由 20 mL 降至 10 mL 時，則其壓力應加倍，故壓力應為1 × 2 = 2 大氣壓。 7. (1) 甲、乙兩杯溶液分析如下表： 酸或鹼 濃度 體積 可被中和的H ＋或OH－ 毫莫耳數 加入指示劑後的顏色 甲杯 HCl 0.1M 30mL 3 毫莫耳的 H＋ 加入BTB 後呈黃色 乙杯 NaOH 0.2M 20mL 4 毫莫耳的 OH－ 加入PP 後呈粉紅色 (2) 由於乙杯中的 OH－毫莫耳數較甲杯的H＋毫莫耳數多，故將乙杯溶液慢慢倒入甲杯中時，混合溶 液的酸鹼變化為：酸性→中性→鹼性，又已知 BTB 指示劑在酸性時為黃色，中性時為綠色，鹼 性時為藍色；而 PP 指示劑在酸性和中性時為無色，鹼性時為粉紅色，故其顏色變化如下表： 混合液酸 鹼性變化 酸性 中性 鹼性 顏色 黃色 綠色 由綠變藍再變紫色 說明 BTB 在酸性時為黃 色，PP 在酸性和中性時 為無色，故在酸性時混合 液呈黃色 BTB 在中性時為綠 色，PP 在中性時為無 色，故在中性時混合液呈 綠色 BTB 在鹼性(pH＞7.6)時 為藍色，PP 在鹼性(pH＞ 10)時為粉紅色，故當混 合液pH＞7.6 時呈藍色， 當混合液pH＞10 時呈紫 色（藍色加粉紅色） (3) 依題意：甲、乙的混合液在呈藍色之前應為綠色。 8. 承上題，將乙杯溶液全部倒入甲杯中後，溶液呈鹼性， [ OH－]＝ 4 3 30 20 － ＋ ＝0.02(M)，pOH＝2－log2≒1.70，即 pH≒12.3，故混合溶液呈紫色。 二、多選題 9. (A)錯誤；應為亞硝酸鈉和氯化銨的混合物共熱可製得氮氣。 NaNO2(s) ＋ NH4Cl(s) → NaCl(s) ＋ 2 H2O(g) ＋ N2(g) (B)錯誤；製備氮時加熱所用的硬質試管需管口向下傾斜約 10°。 (C)正確；因氮氣難溶於水，故以排水集氣法來收集氮氣。 (D)正確；因氮氣沒有助燃性，故點燃的火柴放在氮氣瓶中即熄滅。 (E)正確；將點燃的鎂帶，放入氮氣瓶中，會繼續燃燒，反應產生氮化鎂(Mg3N2)。 10. (A)正確；由該反應方程式：2 H2(g) ＋ O2(g) → 2 H2O(g) ΔH＝－484 kJ 可知生成一莫耳H2O(g)會放熱 484 × 0.5 = 242 kJ。 (B)正確；因該反應為放熱反應，故可使周遭的溫度上升。 (C)錯誤；因該反應為放熱反應，其相對熱含量的示意圖如下，故 2 H2O(g) 所含的能量較 2 H2(g) ＋ O2(g)為低。
(D)正確；承上圖，因 H2O(l)的熱含量較H2O(g)為低，故反應生成H2O(l)時會放出較484 kJ 更多 的熱量。 (E)錯誤；1 莫耳 H2(g)與2 莫耳 O2 (g)的混合反應後，僅會生成1 莫耳的 H2O(g)（剩餘1.5 莫耳 O2 (g)）， 故僅放熱242 kJ。 11. (A)錯誤；碳酸氫鈉(NaHCO3)為一種速效性的制酸劑（胃藥），而非屬消炎藥。 (D)錯誤；磺胺類藥物為消炎劑，而非屬止瀉藥物。 12. (C)錯誤；核反應在反應前後各粒子的質量總和並不相同，即不遵守質量守恆定律，但遵 守質能守恆 定律。 (E)錯誤；水力發電是利用水的位能轉換成動能，再轉換為電能；氫氧燃料電池是從外界分別通入氫 與氧於陽、陰兩極，兩者在鹼性溶液的裝置中直接經氧化還原反應而生成電能，故二者發電原理 並不相同。 第二部分： 一、單選題 1. (1)依原子不滅原理，平衡方程式，可得： 8 H2S ＋ 2 O2 ＋ 2 CO2 → S8 ＋ 2 CH2O ＋ 6 H2O (2)該平衡方程式中，氧化數分析如下： 8 H S 2 O12 2 0 2 2 C O4 22 S 2C H O 6 H O 08 0 12 2 12 2 ＋－＋＋－＋－ ＋＋＋＋ 可知：H2S（反應後 S 的氧化數增加）為還原劑，CO2（反應後C 的氧化數減少）與 O2（反應後O 的氧化數減少）均為氧化劑。 (3) (A)錯誤；CO2與O2為氧化劑。 (B)錯誤；H2S 為還原劑。 (C)錯誤；x 數值應為 2。 (D)錯誤；y 數值應為 6。 (E)正確。 2. 承上題，由反應式中的氧化數分析可知：僅 H 原子的氧化數在反應前後皆未改變。 3. 反應式：2 Cu(NO3)2(s) △ 2 CuO(s) ＋ n X(g) ＋ O2(g) ；依原子不滅原理，平衡該反應方程式可 得：X 為 NO2；n＝4。 4. (1)芳香烴的分子式其通式可化為 CnH2n－6之型式討論（當分子中每多出現一個苯環的結構，通式中 的氫原子數目減 8），當分子式中出現鹵素原子時，H 原子數和鹵素原子數的總和應符合 2n－6。 (2)將選項中各 C 原子的個數設為 n，代入 2n－6 計算 H 原子和鹵素原子數總和，僅(B)符合，故選 (B)。 5. 一個 O 原子的價電子數為 6，故 O3分子中共有6 × 3 = 18 個價電子。 6. O3分子的路易斯電子點式如下，故有3 對鍵結電子對。 7. (甲)錯誤；以氧(O2)和臭氧(O3)為例，二者均由同一種元素構成，但其總質子數並不相同。 (乙)錯誤；以 N2和CO 為例，二者的質子數相同，但非為同一種元素。 (丙)錯誤；若為微粒離子如 CO32－、Na＋等，其質子數和電子數並不相等。
