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2012鍾靈化學創意競賽筆試試題

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Academic year: 2021

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-作答注意事項-

考試時間:60 分鐘,不得提早交卷。

作答方式:選擇題用 2B 鉛筆在「答案卡」上作答,修正時應以橡皮擦擦拭,

切勿使用修正液,以免影響電腦閱卷。

試題隨答案卡交回。

說明:下列資料,可供回答問題之參考

一、元素週期表(1~36 號元素) 1 2 H He 1.0 4.0 3 4 5 6 7 8 9 10 Li Be B C N O F Ne 6.9 9.0 10.8 12.0 14.0 16.0 19.0 20.2 11 12 13 14 15 16 17 18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 23.0 24.3 27.0 28.1 31.0 32.1 35.5 40.0 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1 40.1 45.0 47.9 50.9 52.0 54.9 55.8 58.9 58.7 63.5 65.4 69.7 72.6 74.9 79.0 79.9 83.8

二、理想氣體常數 R = 0.0820 L atm K-1 mol-1 = 8.31 J K-1 mol-1

三、光能 E = hν = hc/λ ; 頻率ν; 波長λ; 光速 c = 3.0 x 108 m s-1; Planck’s 常數 h = 6.626 x 10-34 J s 1 eV = 1.602 x 10-19 J 四、指示劑變色範圍的(pH 值) 指示劑名稱 變色範圍pH 值 甲基紅 4.8-6.0 溴瑞香草酚藍 6.0-7.6 酚酞 8.2-10.0

祝您考試順利

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單一選擇題(共一百分)

說明: 第1至50題, 每題選出一個最適當的選項, 畫記在答案卡之「選擇題答案區」。 每題答對得2分,答錯或未作答者,不給分亦不扣分。 1. 下列是與粒子的特性相關之物理量,若僅考慮數字,試比較這些物理量的數值之大小。 1 amu = W 克; 1 個氬原子的直徑 = X 公尺 1 個 α 粒子的帶電量 = Y 庫侖; 1 個氧分子的所有電子之質量 = Z 克 (A) W > X > Y > Z (B) X > Y > W > Z (C) Y > X > Z > W (D) Z > Y > W > X 2. 濃度 1.2 × 10-5 M 之 NaOH 水溶液,其 pH 值大約為下列何者? (A) 12.45 (B) 9.15 (C) 7.50 (D) 4.85 3. 濃度均為 0.50 M 的 KMnO4、FeCl3、K2Cr2O7、Br2溶液,分別取用若干體積,在酸性條件下欲將 2.50 克 KI 剛好完全氧化,則所需 KMnO4:FeCl3:K2Cr2O7:Br2溶液的體積之比值何者正確? (A) 2:2:1:3 (B) 2:6:1:3 (C) 5:1:6:2 (D) 6:30:5:15 4. 某個零級反應: A(g) 2B(g) + 3C(g) 在 27oC 時之反應速率常數為 0.004 mol/min。若在此溫度 時將1 莫耳 A 氣體置於 1 升之密閉容器中進行反應,試求 25 分鐘後容器之壓力(atm)為何?

(A) 1.40 atm (B) 2.46 atm (C) 22.14 atm (D) 34.44 atm

5. 假設 A、B、C 為理想氣體且互為異構物,其平衡反應及平衡常數值如下所示。 A⇌B KB / A = PB/ PA = 2 A⇌C KC / A = PC/ PA = 1 B⇌C KC / B = PC/ PB PA、PB、PC 為各氣體的平衡分壓。A 的平衡莫耳分率為? (A) 1/3 (B) 1/4 (C) B 氣體莫耳分率之 2 倍 (D) C 氣體莫耳分率之 1/2 倍 6. 將 8 克的 SO3置於真空容器中,以溫度600 ℃將其分解,反應式如下:SO3(g) ⇌ SO2(g) + 1/2 O2(g) 當反應平衡時,混合氣體的總壓以及密度分別為1.80atm、1.60 g/L,此反應的壓力平衡常數 為何?

(A) 0.63 atm1/2 (B) 0.84 atm1/2 (C) 1.26 atm1/2 (D) 1.68 atm1/2

7. 氯酸鉀受熱分解產生氧氣。利用排水集氣法在水面上收集潮濕的氧氣 2 公升,溫度 25℃、壓力為 785 托。在相同的壓力與溫度下(785 托、25℃),氧氣乾燥後的體積變為 1.94 公升。試求在 25℃時, 水的蒸氣壓為若干托?

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3 壓力為750 托。當反應完全後,除碳酸鈣(CaCO3)與碳酸鋇(BaCO3)產物外,反應槽內二氧化碳的壓 力下降至250 托,溫度 30℃。試求氧化鈣在試樣內的重量百分比(%)?原子量:Ca = 40.08;Ba = 137.3 (A) 6.9 (B) 11.6 (C) 13.1 (D) 18.3 9. 請根據以下所提供的化學反應式和其反應熱(千焦/莫耳生成物),估計 C60在相同條件(25 oC, 1 atm) 下之莫耳燃燒熱。物質狀態之 gr 表石墨,di 表鑽石。 C(di) C(gr) ΔHo = -1.90 kJ/mol 2O(g) O2(g) ΔHo = -498.3 kJ/mol 60C(gr) C60(s) ΔHo = 2280 kJ/mol C(gr) + O2(g) CO2(g) ΔHo = -393.5 kJ/mol H2(g) + 0.5O2(g) H2O(l) ΔHo = -285.8 kJ/mol

(A) -1800 kJ/mol (B) -2600 kJ/mol (C) -21000 kJ/mol (D) -26000 kJ/mol

10. 利用下列的熱化學方程式,計算苯的生成熱ΔH(kcal/mol)為多少? C6H6(l) + 15/2O2 → 6 CO2 + 3 H2O(l) + 782.3kcal C(s) + O2 → CO2 + 94.0kcal H2 + 1/2O2 → H2O(l) + 68.3kcal (A) +169 (B) +295 (C) +190 (D) +13 11. 有一含苯環結構的芳香烴化合物,分子式為 C8H10,有很多的異構物。若所有的異構物均被過錳酸 鉀氧化,試求所有在異構物苯環上羧基的總數? (A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 12. 某一物質所含元素的重量百分濃度如下:碳 37.8%,氫 6.3%及氯 55.9%,若取此物質 3.0 克在 137℃ 及775mmHg 狀況下,完全氣化時體積為 800 毫升。請問該物質之分子式為何? (A) C4H8Cl2 (B) C2H5Cl (C) C2H4Cl (D) C2H3Cl 13. 某化合物 A‧nH2O,受熱完全去除結晶水後,質量由 p 克變為 q 克,該化合物的分子量應為多少? (A) 18qn/p (B) 18pn/q (C) 18pn/(p-q) (D) 18qn/(p-q) 14. 某生用了 1.0 莫耳的甲烷進行氯化反應,得到氯甲烷、二氯甲烷、氯仿及四氯甲烷,其莫耳數分別 為0.1、0.2、0.3、0.4,試問該生最少用了氯氣多少克?(Cl = 35.5) (A) 71 (B) 206 (C) 213 (D) 249

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4 15. 下列 7 種物質中,有幾種是屬於合金? 生鐵、24K 金、馬口鐵、不鏽鋼、黃銅、鋁明礬、紅丹 (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 16. 下列選項中有關磷的敘述何者完全正確? 甲:紅磷為長鏈狀聚合結構,較白磷穩定。 乙:H3PO3分子中,磷的氧化數為+3,是一種三質子酸。 丙:白磷(P4)為正四面體結構,磷-磷原子之間的鍵角為 60o。 丁:五鹵化磷和十氧化四磷的結構相似,溶在水中皆可得到磷酸。 戊:磷酸鹽所組成的緩衝溶液,是調整細胞液的pH 值的主要成分。 己:在無磷洗衣粉的成分中,以沸石取代三聚磷酸鈉,可以避免其造成水源的優養化現象。 (A) 甲、乙、丁 (B) 甲、丁、己 (C) 乙、丙、戊 (D) 丙、戊、己 17. 日本福島核電廠三號機的原料含有鈽(Plutonium; Pu),因此輻射外洩的鈽對人體的毒性主要來自: (A) 鈽會放射貝它粒子(β-particle) (B) 鈽產生的輻射線很容易穿透皮膚

(C) 鈽容易氧化成Pu4+,且Pu4+之性質與Fe3+類似 (D) 選項中的(A)與(B)均是

18. 鈾-235(235U)是重要的核能燃料,但是自然界的鈾礦中235U(0.72%)與238U兩種鈾同位素並存,須提

高235U的濃度,方可應用。濃縮鈾的方法是將鈾和氟先製成高揮發性的UF6 (沸點 56℃),因235UF6

與238UF6分子量不同而具有不同的逸散速率,所以經由通過一系列的多孔膜後而提高235U的濃度。

最後,UF6在室溫下形成白色的晶體。試問UF6物理狀態改變的方式與下列何者相似?

(A) 溴 (B) 二氧化碳 (C) 氨 (D) 碘化鉀

19. 化合物:CCl2F2、ClO、CO、NO、NO2、SO2、SO3,有幾種可能參與大氣層中臭氧層的化學反應?

(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 20. 下列有關核反應與核能發電的敘述,哪一項是不正確? (A) 核分裂是利用原子核分裂誘發鏈鎖反應,釋出極大的能量 (B) 太陽的能量多來自於氫原子的核熔合反應 (C) 核能發電與核彈是利用核反應的科技,須使用純度高達 90%以上的235U (D) 核能發電須使用大量的冷卻水 21. 下列有關材料的敘述,何者正確? (A) 蠶絲的主要成分與人造絲相似 (B) 硼玻璃的主要成分是矽酸鹽 (C) 天然橡膠是由氯丁二烯結合而成的聚合物 (D) 碳化鈣的硬度很高,可以用來切割鑽石

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5 (A) 甲醇味道比乙醇香,故高級酒中含有甲醇較多 (B) 尼古丁太多的菸品已被禁止販售 (C) 吸菸易導致肝癌 (D) 香煙燃燒可以產生 CO、NO 等,對人體傷害很大 23. 下列何者不是碳的同素異形體?

(A) graphite (石墨) (B) graphene (石墨烯) (C) C22- (乙炔陰離子) (D) C70 (碳 70 富勒烯)

24. 混合溶液含有 Mg(NO3)2、AgNO3與Fe(NO3)2。欲利用定性分析的方法,將個別的金屬離子逐一沉

澱分離,則下列加入各陰離子溶液的順序,何者正確? (A) OH

-(aq)、Cl-(aq)、S2-(aq) (B) OH-(aq)、S2-(aq)、Cl-(aq)

(C) S2-(aq)、Cl-(aq)、OH-(aq) (D) Cl-(aq)、S2-(aq)、OH-(aq)

25. 右側圖一所示的相圖最能夠描述下列何種物質? (A) CO2 (B) H2O (C) NaCl (D) Ne 26. 下列各組物質何者其碳-碳原子之間是以相同混成軌域鍵結? 圖一 (A) 石墨、C60、萘 (B) 鑽石、苯、正己烷 (C) 乙烯、聚乙烯、聚丙烯 (D) 乙炔、鐵氟龍、奈米碳管 27. 下列元素中,何者具有最弱的還原力? (A) 鎂 (B) 鈣 (C) 鍶 (D) 鋇 28. 請問銅一價離子的最外圍電子有幾個? (A) 7 (B) 8 (C) 9 (D) 10 29. 下列化合物中,何者具有 π 鍵? (A) 甲乙醚 (B) 環己烷 (C) 普魯士藍 (D) 甘油 30. 下列選項中有關電解質的敘述何者完全正確? 甲:電解質皆為離子化合物。 乙:電解質於水中解離時會發生水合作用。 丙:凡化合物的水溶液能導電者皆為電解質。

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6 丁:電解質水溶液的所有陰、陽離子的濃度必須相等,以維持電中性。 戊:電解質於熔融態時,陰、陽離子被拆散,離子可自由移動故能導電。 (A) 甲、乙 (B) 乙、丙 (C) 丙、丁 (D) 丁、戊 31. 下列反應式中,何者不可視為酸鹼反應? 甲:NH2CH2COOH NH3+CH2COO -乙:Al(H2O)63+ + H2O AlOH(H2O)52+ + H3O+ 丙:NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) 丁:CH3OH + HNO2 CH3OH2+ + NO 2-戊:CH3OH + CH3CH2COOH CH3CH2COOCH3 (A) 只有丙 (B) 只有戊 (C) 甲、乙、丙、戊 (D) 甲、乙、丙、丁、戊 32. 有關碳酸(H2CO3)、醋酸(CH3COOH)、磷酸二氫根(H2PO4-)的解離常數,大小順序何者正確? (A) 碳酸>醋酸>磷酸二氫根 (B) 醋酸>碳酸>磷酸二氫根 (C) 磷酸二氫根>醋酸>碳酸 (D) 磷酸二氫根>碳酸>醋酸 33. 純物質A在 300 K,1 atm下為穩定的液相,關於其蒸氣壓的敘述,何者錯誤? (A) 在 300 K,1 atm 下,僅含純物質 A 的密閉容器內,仍有 A 的平衡蒸汽壓。 (B) A 之蒸氣壓等於 1 atm 時之溫度為正常沸點。 (C) 加入揮發性之溶質,將降低 A 之蒸汽壓。 (D) 加入非揮發性之溶質,將降低 A 之蒸汽壓。 34. 理想氣體反應:3H2(g) + N2(g) ⇌ 2NH3(g) 在密閉容器內達成平衡後,濃度分別為 H2(g) = 1.00 莫耳; N2(g) = 3.00 莫耳;NH3(g) = 1.00 莫耳。在定溫、定壓下,再加入 0.1 莫耳的 N2(g),反應向何方移動? (A) 產物方向 (B) 反應物方向 (C) 不移動 (D) 無法判定 35. 溫度對化學反應的影響很大,最主要原因在於: (A) 溫度升高,具有高動能的分子數目增多,使有效碰撞頻率增加,所以反應速率變快。 (B) 溫度升高,粒子的運動速率增快,碰撞頻率增加,所以反應速率變快。 (C) 溫度升高,會簡化反應機構,所以反應速率變快。 (D) 溫度升高,活化能會降低,所以反應速率變快。 36. 物質有氣、液、固相外,當趨近其臨界溫度及臨界壓力時,氣體與液體的性質會趨近,在超過以後 可達成一個均勻相之物質狀態,此密度相同流體現象,稱為超臨界流體。試判斷下列何者正確。

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(B) 在臨界溫度以上,加大壓力,可凝集出液體。

(C) 在臨界溫度及臨界壓力的氣體,仍適用理想氣體方程式。 (D) 液體變為氣體,一定需經過液體及氣體的二相平衡。 37. 下列哪一化合物無法與水形成氫鍵?

(A) [N(CH3)4]Cl (B) CH3OCH2OH (C) CH3CONHCH3 (D) CH3CH2COOCH3

38. 三聚氰胺(melamine, (1))與三聚氰酸(cyanuric acid, (2)及(3))的分子構造分別如下:

關於它們的性質,下列何者正確? (A) 三聚氰酸易形成不溶與水的結晶 (B) 三聚氰胺與三聚氰酸兩者易共同形成不溶於水的結晶 (C) 三聚氰胺易形成不溶與水的結晶 (D) 三聚氰胺氮含量的重量百分比低於蛋白質的氮含量重量百分比 O

39. 下列四種物質,其沸點由低到高的排列順序為何? I. KCl II. Kr III. 異丙醇 IV. 丙酮

(A) IV. < I. < III. < II. (B) II. < III. < IV. < I.

(C) II. < IV. < III. < I. (D) IV. < III. < IV. < II.

40. 人造奶油製造原理是將氫氣通入植物油,使多元不飽和脂肪酸獲得氫原子後,適度轉變成飽和度較 高的脂肪酸以提高融點。在此過程中,較可能發生的分子構形變化是? (A) 反式脂肪酸比例增加 (B) 順式脂肪酸比例增加 (C) 順式及反式脂肪酸比例不變 (D) 順式及反式脂肪酸皆裂解成短鏈的脂肪酸 41. 鄰苯二甲酸二乙基己酯(di(2-ethylhexyl)phthalate; DEHP)是一種塑化劑;有數種鄰苯二甲酯類分子, 包括DEHP,被證實具有阻斷內分泌作用的毒性,試問下列何者不屬於鄰苯二甲酯類分子? (A) (B) (C) (D) N N N OH HO OH HN N H NH O O (1) melamine (2) cyanuric acid (3) cyanuric acid NH2 N N N H2N NH2

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8 42. 丙二烯 C3H4具有兩個雙鍵,其結構示為H2C=C=CH2。試問其分子兩端CH2的兩個平面關係為何? (A) 0o (B) 90o (C) 60o (D) 30o 43. 下列分子中何者具有最小的偶極矩? (A) PCl3 (B) CO2 (C) NH3 (D) XeO3 44. 分子式為 C5H10的鏈狀異構物中能夠使溴褪色者有幾種? (A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 45. 有關烯類的敘述下列何者正確? (A) 又稱芳香烴 (B) 最簡單的化合物為苯 (C) 丙烯有 2 個 π 鍵 (D) 可以藉由醇類脫水產生 46. 有關酵素的敘述,何者錯誤? (A) 酵素主要是由蛋白質所構成 (B) 酵素具有專一性,一種酵素通常僅催化一種反應 (C) 酵素的催化速率會隨溫度升高而加快 (D) 酵素的催化反應會受到 pH 值影響。 47. 鐵氧化是一種釋能反應,試問下列何者製成“暖暖包”產熱速度最快? (A) 鐵粉 (B) 鐵粉+水 (C) 鐵粉+水+食鹽 (D) 鐵粉+水+食鹽+活性碳 48. 下列反應式中,何者不能用()內的變化來測量其反應速率? (A) N2O4(g)→2NO2(g) (顏色)

(B) CO(g)+NO2(g)→NO(g)+CO2(g) (壓力)

(C) H2CO3(aq)+Ba(OH)2(aq)→BaCO3(s)+2H2O(l) (導電度)

(D) (C2H5)2O(l)+HI(aq)→C2H5I (l)+C2H5OH(l) (pH 值)

49. 從原子或離子移去一個電子所需的能量大小次序,下列何組正確﹖

(A) H>He>Li (B) B >Be> Li (C) Li+>Na+>K+ (D) Al3+>Mg2+>Na+

50. 下列化合物中,何種化合物最易解離出氫離子? (A) C4H10 (B) C2H2 (C) C6H6 (D) C2H4

參考文獻

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