chem08c

54 【單元八：化學鍵】 1. (C) 【詳解】 乙烯（C2H4）分子中，碳原子含有 3 個 sp2混成軌域及 1 個未混成的 p 軌域， sp2混成軌域可以形成 σ 鍵，決定了分子的平面結構，而未混成的 p 軌域可以 互相重疊形成 π 鍵，碳−碳間以 σ_sp2_−sp2形成非極性共價鍵。 2. (A) 【詳解】 熔點要注意分子結構對稱性，愈對稱者其晶格緊密堆積，熔點會顯著提高。 兩者均可溶於有機溶劑苯中，又互為同分異構物，必有相同的元素分析結果 （重量百分組成相同）。 3. (C)(E) 【詳解】 (A)(E)分子量愈大，分子中所含電子數目愈多，分子間的引力（分散力）愈大， 沸點愈高，所以 O2 > N2，SiH4 > CH4。 (B)分子極性較大的丙酮 （bp = 56.3℃）> 分子極性較小的乙醚 CH3CH2OCH2CH3（bp = 34.6℃） (C)至於同分異構物，分子量相同的分子，其分子形狀愈呈球形，分子間之接觸面愈少， 則沸點愈低，正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 > 新戊烷 。 (D)由於 H2O 分子間有氫鍵效應，故沸點：H2O > H2S。

4. (C) 【詳解】 離子晶體熔解後，因陽離子和陰離子可自由移動而能導電。 5. (B) 【詳解】 格子能 ∝Q Q r r + − + − × + ，格子能為負值即放熱，Q+ × Q− 相同時， 陰、陽離子間距離較小者放熱較大。 6. (B) 【詳解】 分子量愈大、形狀愈對稱者熔點較高，對稱性：對＞鄰＞間。 7. (A)(B)(E) 【詳解】 (C) NH3有極性共價鍵，且為極性分子。 (D) NF3有極性共價鍵，且為極性分子。 8. (A)(B)(E) 【詳解】 (C)乙酸乙酯的氫原子都接在碳原子上面，不能形成氫鍵。 (D)對苯二甲酸可形成氫鍵，但對位的羧基相距較遠不能形成分子內氫鍵。 9. (a) (b) (c) (d) 10. (C) 【詳解】蛋白質有肽鍵 可形成氫鍵，其螺旋線圈形立體結構是以分子內氫鍵維繫。 11. (B)(C) 【詳解】 HCl 直線，極性分子；SO2角形，極性分子；NO2角形，極性分子。 12. (D) 【詳解】 解離能 H > Cl > F ；Cl > Br > F > I ；H 分子的鍵長最小，

56 13. (B)(D) 【詳解】  BeH2直線，非極性，BF3平面三角形，非極性，PCl5雙三角錐形，非極性。 角錐形如 NH3、NF3，必為極性分子。 四面體需周圍四個原子相同如 CCl4、CH4才是非極性分子， 若周圍四個原子不完全相同如 CHCl3、CH2Cl2、CH3Cl 則為極性分子。 14. (B)(C)(E) 【詳解】 (A) [Ni(CN)2− 4 ]：平面四方形，dsp 2_。 (D) [Co(NH3)62+]：八面體，d 2 sp3。 15. (B) 【詳解】 碳與氧間的鍵長依鍵數而定，鍵數愈多，鍵長愈短。

(A) ，單鍵 (B) C O，參鍵 (C) O C O，雙鍵

(D) ↔ ↔ ，碳與氧間鍵數為 3 4 鍵。 16. (1) MgO > NaCl > Na (2) CS2 > SO2 > OF2 (3)丁烯二酸 > 1,3−丁二烯 > 2−丁烯

(4) [Co(NH3)6]Cl3 > [Co(NH3)5Cl]Cl2 > [Co(NH3)4Cl2]Cl

【詳解】

(1)Na 為金屬，MgO、NaCl 為離子化合物，且 MgO 電荷數較大，故 MgO > NaCl > Na。

(2)

(4) [Co(NH3)6]Cl3 → Co(NH3)36++ 3Cl − _{i = 4} [Co(NH)5Cl]Cl2→ Co(NH3)5Cl2+ + 2Cl− i = 3 [Co(NH3)4Cl2]Cl → Co(NH3)4Cl+ + Cl− i = 2 17. (D) 【詳解】 因為只有酚（含 OH）可生分子間氫鍵，而苯及甲苯屬烴類，由於烴類不具分子間氫鍵， 且其弱極性與非極性之間差異不大，故比較沸點時，僅考慮凡得瓦力的大小： 分子量愈大者，凡得瓦力愈大，其沸點愈高。 ∴ 沸點：酚（182℃）＞甲苯（110.8℃）＞苯（80.1℃） 18. (D) 【詳解】 由題目知 NaCl 為雙面心結構如下圖， 每個離子周圍有 6 個最靠近的相反電荷離子； 每個離子周圍有 12 個最靠近的相同電荷離子。 19. (D) 【詳解】 (1)A 球位於體內單位為 1 (2)B 球位於單位晶格頂點位置，每個為 8 1 單位，有 8 個 B 球 1 8×8＝1 (3)X 球位在線上，每球為 4 1 單位，有 12 個 1 4×12＝3 (4)A：B：X＝1：1 8×8： 1 4×12＝1：1：3，此化合物之實驗式為 ABX3 (5)本題為離子晶格的結構，離子化合物無分子式，只有實驗式(簡式)， 但題目問此化合物的分子式，此為小瑕疵。

58 20. (E) 【詳解】 21. (A) 【詳解】 熔沸點高低一般通則：網狀共價固體＞離子化合物＞金屬＞＞分子化合物， 而分子化合物中又以具有氫鍵之分子引力＞沒有氫鍵之分子引力，SiO2為網狀共價固體， Na2S 為離子化合物，H2O 為具有氫鍵之分子，CS2為沒有氫鍵之分子，

故沸點高低排列順序：SiO2＞Na2S＞H2O＞CS2。

22. (B)(C)(D) 【詳解】

(A)NO2：O＝N→O sp2混成軌域鍵結，為一個角形分子

(C)NO＝5＋6＝11 個價電子；NO2＝5＋12＝17 個價電子，都有未配對電子

(E)H2O＋3NO2→2HNO3＋NO，才為正確的反應式。

23. (C) 【詳解】 因水分子間有氫鍵，使其沸點異常高。 24. (B) 【詳解】 (A)不是平面分子。 (B)由以上結構知，含 3 對未鍵結電子對。 (C)＜109.5°（∵O 為 sp3_{混成軌域，但含兩對孤對電子）。} (D)N:sp2混成軌域。 25. (A) 【詳解】 判斷熔點因素：看粒子間作用力 SiO2 ＞ NaCl ＞ Na ＞ Cl2 ∵網狀共價固體 離子固體 金屬固體 分子固體 (共價鍵) (離子鍵) (金屬鍵) (凡得瓦力)

26. (B)(E) 【詳解】 (A) 正四面體，偶極矩＝0，非極性分子。 (B) 四面體，偶極矩≠0，極性分子。 (C) 平面分子，偶極矩＝0，非極性分子。 (D) 直線分子，偶極矩＝0，非極性分子。 (E) 彎曲形，偶極矩≠0，極性分子。 27. (B)(C)(E) 【詳解】 (A)石墨為導體，金剛石導電性不佳(但導熱性超好)，兩者皆非絕緣體。 (D)層與層間仍有分子間作用力（凡得瓦力）。 28. (A)(C)(D)(E) 【詳解】 (A)熔點高低：新戊烷＞正戊烷＞異戊烷（看對稱性）。 (B)互為同分異構物。 (C)沸點高低：正戊烷＞異戊烷＞新戊烷（看接觸面積）。 (D)沸點愈高，分子間作用力愈大，蒸氣壓愈低。 (E)分子間接觸面積大，誘導偶極交互作用產生的機會大，分散力愈強，沸點愈高。 29. (B)or(C) 【詳解】 具有極性只有 H2S 及 O3二種。但 C6H6不一定是苯（有爭議）。如果是苯，因完全對稱， 為非極性；但 C6H6若不是苯，可能為不對稱結構，而具有極性 30. (B)(E) 【詳解】 苯（C6H6）中的 C 為 sp2混成軌域，劃底線元素混成軌域分別為 (A)sp3 (B)sp2 _{(C)sp (D)sp}3 _(E)sp2

60 31. (A)(B)(E) 【詳解】 當氫介於兩個電負度大的元素（氟、氧、氮）間，才可能形成氫鍵，而分子內氫鍵 更須考慮鍵的夾角是否有利氫鍵形成，通常包含氫原子在內，必須有五個原子以上 形成環狀排列才行（五員環因其內角 108°，接近 sp3_{混成軌域的 109.5°，} 六員環與七員環通常排列成立體形，非完全平面，方能符合混成軌域的鍵角） (A)1,3－丙二酸 (B)鄰二羥基苯 (E)鄰苯二甲酸 ※圖中…表示分子內氫鍵 (C)反丁烯二酸 (D)對羥基苯甲酸，因羥基或羧基在反式或對位，距離過遠， 無法形成分子內氫鍵 32. (B)(E) 【詳解】 不符合八隅體（1）價電子數不足：BF3（常考還有 BeH2） （2）價電子數為奇數：NO（常考還有 NO2） 33. (C)(E) 【詳解】 氫鍵是一種分子間的強作用力，表示法為－A－H…B－，A、B 為 N、O、F 等 電負度大的原子，通常分子內含有 N－H、O－H、F－H 等鍵結，會產生分子間的氫鍵。 34. (B) 【詳解】 奈米碳管周長為 1400 π(pm)， 一個 6 圓環所能貢獻的長度如右圖所示： 故需1400 1400 3.14 142 1.732 142 3 π × = × ≒18 另解：直接數題目附圖的六圓環，半圈 9 個所以一圈 18 個。 35. (C) 【詳解】 鍵長：單鍵＞雙鍵＞參鍵，∴乙烷(C－C)＞乙烯(C＝C)＞乙炔(C≡C) 1400π pm

36. (E) 【詳解】 分子鍵長：I2＞Br2＞Cl2＞H2；鍵能：I2＜Br2＜Cl2＜H2 37. (C) 【詳解】 分子的極性決定於化學鍵偶極矩的向量總和。 直線形分子可能為非極性（如：O=C=O），也可能為極性分子（如：HCl、HCN）。 38. (B)(D) 【詳解】 39. (B)(C)(D)(E) 【詳解】 一般沸點高低：網狀共價固體＞離子化合物＞金屬



分子化合物 分子化合物沸點判斷：氫鍵→分子量→極性→面積 (A)Ar（分子量=40）＞He（分子量=4） (B)MgCl2（離子化合物）＞SCl2（分子化合物） (C)CH3NH2（1 個氫鍵）＞CH3F（0 個氫鍵） (D)C7H16（分子量=100）＞C4H10（分子量=58）

(E)CH3COOH（2 個氫鍵）＞C2H5OH（1 個氫鍵）

40. (C) 【詳解】 (A)氨具有氫鍵。(B)苯與硫化氫都有分散力。 (C)因為氨與硫化氫兩者都是極性分子，所以都有偶極作用力。(D)苯有凡得瓦力。 (E)氖雖然以單原子存在，其粒子間仍有作用力，所以可以被液化。 41. (A)(C)(D)(E) 【詳解】 (B)CS2為對稱之直線分子，故不具極性。 其餘各分子皆具有極性共價鍵且分子形狀不對稱，故皆有極性。 42. (B) 【詳解】 此題極具爭議，鍵數不同又不同週期實難比較，如單純以原子的大小來判斷， 氫為第一週期原子最小，再加上第二週期中，C、N、O 三原子中以 O 的原子半徑最小

62 43. (A) 【詳解】 蛋白質利用分子內氫鍵形成螺旋結構，利用分子間氫鍵形成褶板結構。 44. (B) 【詳解】 (A)鹵素分子隨原子序增加，分子量愈大，則熔、沸點愈高。 (B)HF 具有分子間氫鍵，其熔、沸點偏高， 鹵化氫 mp：HI＞HF＞HBr＞HCl 、 bp：HF＞HI＞HBr＞HCl。 (C)烴類分子量愈大，凡得瓦力愈大，熔、沸點愈高。 (D)鹼金屬結構晶形相同，其金屬鍵隨原子序增加而下降，則熔、沸點亦隨之下降。 (E) CH3CH2OH 具有分子間氫鍵，CH3OCH3分子間無氫鍵，故熔、沸點 CH3CH2OH 較高。 45. (A) 【詳解】 1.含有雙鍵或參鍵者，必具有σ 鍵及π 鍵。 2. NaN3： ，Na+與 N3−間為離子鍵，N3−內則具有雙鍵。 NaCN： ，Na+與 CN−間為離子鍵，CN−內具有參鍵。 3. (B) CH3COOH、H2CO 皆為共價化合物，僅具共價鍵，無離子鍵。 4. (C)(D) [Co(NH3)5(CO3)]為化合物，配位基與 Co 間以配位共價鍵鍵結， 配位基內僅具共價鍵，無離子鍵。 5. TiO2為離子化合物，僅具有離子鍵，無共價鍵。故選(A)。 46. (E) 【詳解】 分子量相近的有機化合物其沸點比較：醯胺＞羧酸＞醇＞胺＞醛、酮＞酯＞醚＞烴。 依表格中沸點所示，得甲為乙醛、乙為丙烷、丙為二甲醚、丁為乙醇。