台灣省高級中學九十五學年度化學科能力競賽筆試試題(甲卷)(台中地區) (試題共二面，第一面) 組別﹕第 組 一､選擇題（單選、每題3 分，共計 45 分） 1. （ C ）C4H10O的異構物有幾種? (A) 5 ；(B) 6 ；(C) 7； (D) 8。 2. （ B ）承上題C4H10O的異構物有幾種醇類? (A) 3； (B) 4； (C) 5； (D) 6。 3. （ D ）下列那一個結構是蒽化合物? (A) (B) (C) (D)
4. （ B ） 杏 仁 中 含 有 丁 酸 戊 酯 下 列 那 一 個 結 構 是 丁 酸 戊 酯 ? (A) C4H9COOC5H11 ； (B) C3H7COOC5H11；
(C) C4H9COOC4H9 ；(D) C4H9COOC3H7 。 5. （ A ）下列何者為半乳糖的同分異構物?(A) 葡萄糖；(B) 麥芽糖；(C )纖維素；(D) 澱粉。 6. （ C）同温同壓下 4 公升的氮與 2 公升的氫所含的分子數比為何？(A) 1：2；(B) 1：1；(C ) 2：1；(D) 2：5。 7. （ A ）動物纖維燃燒時產生難聞的氣味，是因為其中含有：(A) 蛋白質；(B) 糖；(C ) 維生素；(D) 脂肪。 8. （ A）在地表面附近乾燥空氣組成之比例大小順序為：(A) 氮>氧>氬>二氧化碳；(B) 氮>氧>二氧化碳>氦； (C) 氮>氧>臭氧>氬；(D) 氮>氧>氬>臭氧。 9. （ B）地殼中質量百分組成最高者為：(A) 矽；(B) 氧；(C) 鈣；(D) 鐵。 10. （ C）取一莫耳的下列物質進行變化，何者所需能量最多？(A) 0℃的冰熔成 0℃的水；(B) 100℃的水變成 100 ℃的水蒸氣；(C) 氫分子分解成氫原子； (D) 乾冰變成CO2溢出。 11. （ A ）下列那一種方法可以製造出肥皂？(A) 甘油脂加氫氧化鈉；(B) 甘油脂加鹽酸；(C ) 甘油加氫氧化鈉； (D) 甘油加鹽酸。
12. （ C ）BaSO4在下列哪一個0.01M的水溶液中之溶解度最大：(A) NaNO3；(B) Na2SO4；(C) Mg(NO3)2；
(D)葡萄糖。
13. （ C ）氧化-還原方程式：Cr2O72-(aq) + NO(g) + ? ' Cr3+(aq)+NO3-(aq) + ?，平衡後其係數和為：(A) 18；(B) 19；(C) 20；
(D) 21。
14. （ A ）分子間作用力之大小排列，何者為正確？(A) CH3OH>CH3NH2>SO2>Cl2；(B) CH3NH2 >CH3OH>SO2>Cl2；
(C) CH3OH>CH3NH2 >Cl2>SO2；(D) Cl2>SO2>CH3OH>CH3NH2。
15. （ B ）下列那一個為非平面結構？(A) SO3；(B) SO32-；(C ) NO3-；(D) BF3。 二、簡答題與計算：（共計55 分，配分見各題） 1. (8%)如圖為氯化鈉晶體之單位格子之構造，則： (1)配位數為若干？ (2)每單位格子實含Na+若干個？Cl－ 若干個？ (3)該化合物之實驗式為何？ (4)若二個Na+的最短距離為rǺ，則鍵長為若干？ 答案：(1)由圖中知其為八面體結構，中間 共和 6 個 （最短距離）相接，故配
位數為6。（注意： 與 最近距離之個數有 12 個）（2）unit cell: sodium ion 1+(1/4)*12 = 4, chloride ion (1/8)*8+(1/2)*6 =4 (3)Na+：Cl－
＝4：4＝1：1 ∴實 驗式為NaCl (4)Na+最短距離為r，則與鍵長a之關係為a= 2 r，a= 2 /2rǺ
2. (8%)一燃燒塔每日燃燒了 106公升的C
15H32(l) 燃油，燃油的密度為0.80g/cm3，塔頂(1 atm、20 )℃ 發現燃燒產物中
有70ppm(以體積計)的NO(g)，試計算每日有多少摩耳的NO(g)產生！C15H32(l) + 23O2(g) → 15CO2(g) + 16H2O (g) ，
R = 0.082 atm-L/mol-K。
ANS: 106*100*0.80/212 = 3.8x106 moles oil ， V=nRT/P = 3.8x106*31(=15+16 from left side of equation) *0.082*293 =
2.834x109 Liters、2.834x109 * 70/106 = 4.984x105 liters、n =PV/RT = 8.3x103 moles of NO per day
(試題共二面，第二面) 組別﹕第 組
3. (6%)我們可以利用氫氧化物之溶解度之差異，使一離子完全沉澱(當離子之濃度變為原來的 1/104時可稱為完全沉
澱)，而另一離子即將開始沉澱時，此狀況可稱二離子已分離。若溶液中含有 0.10 M的Fe3+ 及Mg2+，應如何控制
溶液之pH值，以將二離子分開？假設加入氫氧化合物後溶液體積不變。Ksp(Fe(OH)3) = 4x10-38，Ksp(Mg(OH)2) =
1.8x10-11。
Fe完全沉澱 10-5[OH-]3 = 4x10-38，[OH-] = 2x10-11，Mg開始沉澱 0.1*[ OH-]2 = 1.8x10-11，[OH-] = 1.3x10-5，
，即[OH-] 在2x10-11~1.3x10-5間，pH 3.30~9.11 間
(8%)試解釋下列化合物中鍵角的不同? CH4(H-C-H、109.5°)，CH3Cl(H-C-H、110°)，NH3(H-N-H、107°)，H2O(H-O-H、
105°)。
A
NS: sp3, tetrahedral，Cl more electronegative than H，electrons are close to Cl that let angles to open(if answer is major difference ?)，N,O have one or two electron lone pairs to push angles down4. (6%)0.0100M之硫酸溶液，試計算其[H+]之值！硫酸之第二解離常數Ka
2 = 1.2x10-2。
HSO4- = SO42- + H+
0.01-x x 0.01+x Ka= x(0.01+x)/(0.01-x) x=1.52x10-3, [H+] =0.01+0.00152 = 1.45x10-2
pH =1.84
5. (7%)500K時，臭氧與氨作用分子式如下：5O3(g) + 6NH3(g) → 6NO(g) + 9H2O(g)。在某一時間間隔NO(g)之壓力增加速
率為1095 mmHg-s-1，在相同時內： (a) 臭氧減少之速率為多少mol-L-1-s-1？(b) 氨減少之速率為多少mol-L-1-s-1？
PV = nRT n /V= P/RT， d[NO]/dt = 1 /RT *(dPNO/dt)= 1095/760/0.082/500 = 3.51x10-2 mol L-1s-1
Rate of disappearance of ozone = -d[O3]/dt = 5d[NO]/6dt =2.92 x10-2 mol L-1s-1
Rate of disappearance of ammonia = -d[NH3]/dt = d[NO]/dt =3.51 x10-2 mol L-1s-1
6. (6%)矽膠(silica gel)為SiO2的一種，(a)試以水玻璃Na2SiO3為起始物來製造SiO2，並寫出化學式？(b)為何矽膠常用
來當乾燥劑使用？
Na2SiO3 + 2 HCl = H2SiO3 + 2 NaCl H2SiO3 dehydration to get SiO2，SiO2 porous particles have large
surface area to absorb water
7. (6%)氯離子量的測定可用AgNO3溶液來做沉澱滴定，並以K2CrO4當指示劑；當滴定越過當量點時，會形成磚紅色
的Ag2CrO4。若氯離子樣本溶液酸性或鹼性太強時，會如何影響到滴定結果？
In Acid solution ( pH<7)： chromate changes to dichromate；in base（pH>10）precipitate is formed Ag(OH)2 ；
both are positive errors
3.51
台灣省高級中學九十五學年度化學科能力競賽筆試試題(乙卷)（台中地區) (試題共二面，第一面) 組別﹕第 組 一､選擇題（單選、每題 3 分，共計 45 分） 1. （ A）下列那一種藥品不具殺菌的功能? (A) 類固醇；(B) 盤尼西林；(C) 磺胺；(D) 四環黴素。 2. （ B）丙烷和氯氣在照光下生成下列何種為主要產物? (A) 2-氯丙烷；(B) 1-氯丙烷；(C)2-氯丙烯；(D)1-氯丙烯。 3. （ B）硝基苯和氫氣在觸媒 Pt 中反應，會生成下列何種產物? (A)苯甲酸；(B)苯胺；(C)亞硝基苯；(D)聯苯胺。 4. （ C）三種不同的胺基酸，經過二次醯胺鍵結後，可得若干種不同的三肽? (A) 4 ；(B) 5 ；(C) 6； (D) 7。 5. （ D）下列原油分餾產物那一種其烷 烴之碳鏈最長？ (A) 石油氣；(B) 汽油；(C ) 柴油；(D) 臘油。 6. （ D）在一固體混合物中含重量百分率 35.5﹪的氯化鍶（分子量為 159）若欲製備 800 mL 的 0.1M 氯化鍶溶 液，須多少克的固體混合物？(A) 6.8 克；(B) 15.6 克；(C ) 26.8 克；(D) 35.8 克。 7. （ C）下列化合物中，何者之離子鍵特徵最為明顯？ (A) PCl3 ；(B) H2O；(C ) NaCl ；(D) Cl2。
8. （ D）催化劑可以加速反應，縮短化學平衡所需時間，平衡常數受催化劑之影響為何？ (A) 變大；(B) 變小； (C ) 視情況而定；(D) 不變。 9. （ C）小蘇打(碳酸氫鈉)水溶液可以用於中和阿斯匹靈服用過量中毒，阿斯匹靈應是那一種酸鹼？ (A) 強酸； (B)強鹼 ；(C ) 弱酸 ；(D) 弱鹼。 10. （ D）天然出產的黏土多呈紅褐色，是因為黏土含有那一種化合物？ (A) 碳酸鈣； (B) 矽酸鈉； (C ) 二氧化矽；(D) 氧化鐵。 11. （ C ）有一晶體以面心立方堆積，其單位晶格中在角落位置的原子 X、數目為 8，而在面心位置的原子 Y、數 目為 6，則此晶體的實驗式為：(A)XY；(B)XY2；(C)XY3；(D)X2Y。
12. （ B）關於苯的敘述，下者為錯誤的：（A）碳為sp2鍵結；（B）容易發生加成反應；（C）6 個碳-碳鍵均等長； （D）12 原子共為一平面。 13. （ D）銅與硝酸作用產生銅離子及一氧化氮氣体，若將此化學方程式平衡，若係數為最小之整數，則方程式之 係數和為：（A）19；（B） 20；（C） 21；（D）22。 14. （ B）欲分離Zn2+、Al3+離子，可用下列何種試劑？（A）Na 2S；（B）NH3；（C） NaCl；（D）NaOH。 15. （ D）乙炔和二當量的鹽酸反應生成下列何種產物? (A)氯乙烯； (B)1,2-二氯乙烷；(C) 氯乙烷；(D) 1,1-二氯 乙烷。 二、簡答題與計算：（共計 55 分，配分見各題） 1. (6%)已知苯的莫耳燃燒熱為 -3268 kJ，碳的莫耳燃燒熱為 -393.6 kJ，氫氣的莫耳燃燒熱為 -285.8 kJ，求苯的莫 耳生成熱。 C6H6(l) + 15/2 O2→ 6 CO2(g) + 3 H2O(l)ΔH1 = -3268 kJ C(s) + O2(g)→ CO2(g) ΔH2 = -393.6 kJ H2(g) + 1/2 O2(g)→ H2O(l) ΔH3 = -285.8 kJ 6 CO2(g) + 3 H2O(l)→ C6H6(l) + 15/2 O2 -ΔH1 6 C(s) + 6 O2(g)→ 6 CO2(g) 6 ΔH2 3 H2(g) + 3 /2 O2(g)→ 3 H2O(l) 3 ΔH3 --- 3 H2 + 3 C(s)→ C6H6(l) ΔH = -ΔH1 + 6 ΔH2 + 3 ΔH3 = 49.0 kJ 2. (6%)畫出下列試劑示性式的結構式? (a) Hg(OCOCH3)2 (b) (b)CH3(CH2)3)3SnH； (c) (CF3CO)2O。 1
(試題共二面，第二面) 組別﹕第 組 3. (12%)寫出下列於室溫時各分子間結合力的形成之類別
○1 氫，○2 水，○3 甲烷，○4 CO2，○5 矽，○6 Al，○7 NaCl，○8 KClO3，○9 HCN，○10 SiO2，○11 KOH，○12 KHF2。 網狀共價：○5 ○10 ；離子鍵：○7 ○8 ○11 ○12
⇒
HF 內部含共價鍵與氫鍵； −2金屬鍵：○6 ；氫鍵：○2 ○9 ；凡得瓦力：○1 ○3 ○4
4. (8%)硫酸根SO42-之鍵結軌域為何？形狀為何？實驗發現 4 個S-O之鍵長均為 149 pm，請以路易士結構說明其原
由！
-O-(O=) S (=O) -O-，sp3，tetrahedral， because of resonance, all SO
bonds has the same length
5. (8%)不飽和碳氫化合物 A 含有 88.8%(質量)的碳。以 Pd 為催化劑，1.00 克的化合物 A 恰好與 906 毫升（25.0℃、 1.00 atm 下測量）的氫氣完全作用。又在 1.00 atm、100℃時，0.120 克的 A 化合物為氣體狀態，体積為 67.9 毫升。 (a) A 化合物之分子式為何？(b)繪出所有可能之非環狀異構物，並以中文命名之。
88.8/12:11.2/1 =2:3、 empirical formula C2H3，n(moles of A in 0.12 grams) = 1*0.0679/0.082/373 = 0.00222 moles，molar mass of A = 0.12/0.00222 = 54.05，molecular formula：C4H6。moles H in reaction with 1.00 grams of A, (i.e 1/54.05 =0.0185 moles of A)：n = PV/RT = 1*0.906/0.082/298 = 0.0371 moles，that is 1 mole A reacts with 2 moles of H2。The A compound may have 1 triple bond or 2 double bonds。
HC≣C-CH2-CH3、1-丁炔，H3C-C≣C-CH3、2-丁炔，H2C=CH-CH=CH2、1,3-二丁烯，H2C=C=(H)CH3、1,2-二丁烯
6. (10%)Cu2+的配位數是 4，它會與 4 個具有空電子對的分子或離子結合成錯離子，若此錯離子帶正電荷，會再結
合等量的負電荷物質而形成錯化合物。錯化合物溶在水中時，帶正電荷的錯離子會與負電荷物質解離分開。例如： [Cu(H2O)4]SO4錯化合物在水中解離成：[Cu(H2O)4]2+錯離子與SO42-離子。今有一錯化合物，經元素分析，知道含
有Fe、Cl、N、H原子比為 1：3：4：12。經以硝酸銀溶液滴定錯化合物，需耗費等倍的銀離子摩爾數來達到滴 定終點。(a) Fe的原子序為 26，寫出其原子之電子組態。(b) 試寫出此錯離子之結構式！(c) 繪出其可能存在的幾 何異構物 (Fe3+配位數為 6，以d2
sp3結合) ！
[Ar]3d64s2， [Fe(NH3)4Cl2]+，octahedral，
7. (5%)為何H2O的密度在 4℃時為最大？
T
