精誠中學 106 學年度第二學期第一次段考高二自然組基礎化學(三)試題 P1
考試範圍：基化學(三)第一章氣體擴散至第二章全部(實驗一)
本試卷共 4 頁；另附答案卡卷 一、單選題 (1-8 每題 3 分 共 24 分) 1. 哈柏法製氨之反應：N2(g)＋3 H2(g) → 2 NH3(g)，其反應速率 r1 ＝－ Δ[N2] Δt r2＝－ Δ[H2] Δt r3＝ Δ[NH3] Δt ，則 r1 : r2 : r3 應為？ (A)1：3：2 (B)1：1：1 (C)6：2：3 (D)2：3：1 。 2. 哈柏法製氨之反應：N2(g)＋3 H2(g) → 2 NH3(g)，其反應速率 r＝－k1 Δ[N2] Δt ＝－k2 Δ[H2] Δt ＝k3 Δ[NH3] Δt ，則 k1 : k2 : k3應為？ (A)1：3：2 (B)1：1：1 (C)6：2：3 (D)2：3：1 。 3. 在哈柏法合成氨的反應（N2(g)＋3 H2(g) 2 NH3(g)＋91.5 kJ）中需要催化劑的理由是： (A)活化能很高 (B)使產率提高 (C)反應熱太大 (D)碰撞頻率太低 。 4. 定溫定容下，在某密閉容中進行下列反應：N2(g)＋3 H2(g) → 2 NH3(g)。若反應的總壓變化 速率為150 mmHg×hr－1 ，則H2(g)的分壓變化速率大小應為多少mmHg×hr－1？ (A)200 (B)225 (C)150 (D)75 。 5. 反應 2 NH3(g) —→ N2(g)＋3 H2(g) 中若速率常數為 3.0×10－3 M．s－1（M 表體積莫耳濃度，s 表秒），則當溫度不變時，NH3之濃度減半時，則反應速率變為原來幾倍？ (A)1 (B) 1 2 (C) 1 4 (D) 1 8 。 6. 反應N2(g)＋3 H2(g) → 2 NH3(g)其反應速率定律式r＝k [N2] [H2]，若N2的初莫耳數為5 mol， H2為3 mol時的反應速率為 a ，則於定溫定容下加入5 mol的Ar，則反應速率變為？ (A) a (B) 1 2 a (C) 1 4 a (D) 1 8 a 。 7. 氨分解得到氫與氮的反應，在適當條件下得到下表數據，則下列敘述哪一項是錯誤的？ [NH3] 0.2 0.18 0.16 0.14 t（s） 0 10 20 30 (A)此反應為零級反應 (B)此反應之半生期隨著反應物初濃度變小，半生期也縮短 (C)其速率常數為 0.001 M/s (D)此反應物可完全用盡時，經過 100 秒 。 8. 反應2 NH3(g) —→ N2(g)＋3 H2(g) 的正反應活化能為 20 kJ mol－1，該反應的反應熱為 －45 kJ mol－1 ，則該反應的逆反應活化能為多少 kJ mol－1 ？ (A) 25 (B)－25 (C) 65 (D)－65。 二、 單選題 (9-27 題 2 分 共 38 分) 9. 下列化合物中，D 表示 21H，則何組最易利用擴散來分離？ (A) H2 與 D2 (B) HCl 與 DCl (C) NH3 與 ND3 (D) CH4 與 CD4。（原子量：Cl＝35.5） 10. 用下列何者填充的氣球扁得最快？ (A)氧 (B)甲烷 (C)氮 (D)二氧化碳。 （原子量：H＝1，C＝12，N＝14，O＝16） 11. 氧氣自一容器擴散 5 升 需時 30 秒，在同溫、同壓下，H2 自同一容器擴散 10升 需時幾 秒？ (A) 60 (B) 45 (C) 30 (D) 15。 12. 同溫、同壓下，擴散出同重的氦氣及甲烷，所需時間比為何？ (A) 1：1 (B) 1：2 (C) 2：1 (D) 4：1。（原子量：He＝4） 13. 1.0 莫耳 SO2 與 1.0 莫耳 He 在容器中混合均勻後，使其自器壁的小針孔向真空逸散。 當 He 剩餘 0.2 莫耳時，SO2 剩餘的量約有多少莫耳？（原子量：S＝32 O＝16） (A) 0.1 (B) 0. 2 (C) 0.8 (D) 0.9。 14. 下列哪些反應式可用（ ）中之變化來測出其反應速率？ (A) H2(g)＋F2(g) －→ 2 HF(g)（定溫定壓下測體積） (B) CO(g)＋H2O(g) －→ CO2(g)＋H2(g) （顏色） (C) CaCO3(s)＋2 HCl(aq) －→ CaCl2(aq) ＋CO2(g)＋H2O(l)（溶液體積）
(D) Ba(OH)2(aq) ＋H2SO4(aq) －→ BaSO4(s)＋2 H2O（導電度）
15. 下列四種反應：(甲) H3O＋(aq)＋OH－(aq) －→ 2 H2O(l)； (乙) Ag＋(aq)＋Cl－(aq) －→ AgCl(s) ；
(丙) C2H5OH(l)＋CH3COOH(l) －→ CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)；
(丁) 5 C2O42－(aq)＋2 MnO4－(aq)＋16 H＋(aq) －→ 10 CO2(g)＋2 Mn2＋(aq)＋8 H2O(l)，在常溫下反應
速率快慢順序為： (A)甲＞丁＞丙＞乙 (B)甲＞乙＞丁＞丙 (C)乙＞甲＞丙＞丁 (D)丁＞甲＞乙＞丙 16. 下圖(一)為零級反應 A → B 的反應物濃度與時間的關係圖。圖(二)為反應速率與反應 物濃度的關係圖。 圖(一)反應物 A 的濃度隨時間變化 圖(二)反應速率隨反應物濃度變化 試問哪兩條關係線能正確描述此零級反應？ (A)甲與己 (B)乙與戊 (C)丙與戊 (D)丙與己 。 ----接高二自然組基礎化學(三) ----P1
----承高二自然組基礎化學(三) ----P2 17. 下列何項的性質會影響化學反應速率常數的大小？
(A)反應物的性質和溫度 (B)反應總級數和溫度 (C)反應限量試劑的濃度及其級數 (D)反應物或生成物的壓力大小 。
18. A(g)＋3 B(g) －→ 2 D(g) 反應的速率方程式為 r＝k [A][B]2，在反應前，容器中有 3 mol A，
2 mol B，當反應發生時，速率為 R，若在反應前再加入 5 mol A，並保持溫度與總壓不 變，則反應速率為何？ (A) 1 3 R (B) 2 3 R (C) 9 4 R (D) 4 9 R 。 19. 假設當溫度每升高10 ℃，反應速率會增為原來的二倍。若有一反應在30 ℃時，需80 秒 方能完成，若要將反應時間縮短於10秒完成，則溫度應升至多少℃？ (A) 50℃ (B) 60℃ (C) 70℃ (D) 80℃ 。 20. 5 I－
(aq)＋IO3(aq)－＋6 H(aq)＋－→ 3 I2(S)＋3 H2O(l) 之速率定律為 R＝k[I－]1 [IO3－]1，若100 ml
的1 M KI與100 mL的0.1 M KIO3及6 M H2SO4 混合液之反應初速率為S，則同溫下當反應 至所剩餘的KIO3濃度為 0.03 M 時，反應速率為何？ (A) 0.12 S (B) 0.14 S (C) 0.21 S (D) 0.48 S 。 21. 下列何者為勻相催化？ (A)哈柏法製氨以鐵粉為催化劑 (B)汽車的排氣系統中以 觸媒轉化器淨化廢氣 (C)臭氧層中的一氧化氮分解臭氧 (D)二氧化錳與氯酸鉀 混合加熱生成氧氣 。 22. 下列有關化學反應速率的敘述，哪一項正確？ (A)放熱反應的反應速率比吸熱反應 的反應速率快 (B)催化劑可能造成反應級數的改變 (C)對氣體反應物而言，降低反應 物的分壓，則可增加反應速率 (D)反應速率的快慢與活化能有關，而活化能會隨溫度 升高而降低 。 23. 下圖為同一反應系在不同的兩種溫度 T1 和 T2 時，分子動能分布的情形，下列敘述何 者正確？ (A)溫度：T1＞T2 (B)溫度相同時，所有粒子的動能均相同 (C)粗黑範圍 的面積從碰撞觀點來看，它指導致化學反應之有效碰撞的粒子數佔全部碰撞粒子數的 百分比值 (D)低溫時，發生反應所需的活化能較大，故反應速率較慢。 24. 有一反應式為 3 甲＋2 乙→ 3 丙＋丁，且甲的濃度與反應時間作圖如下圖所示，Q 點的 切線 AB，A（0 , 15），B（60 , 0），Q（20 , 10），則丙在 Q 點時的反應速率為多少 mol／L‧min？ (A)－0.25 (B) 0.25 (C)－0.5 (D) 0.5 。 25. 乙醛加熱分解 CH3CHO(g) －→ CH4(g)＋CO(g)，資料如下表所示： 實驗次數 乙醛初壓（torr） 總壓增加的初速率（torr‧s－1 ） 1 300 0.61 2 200 0.27 下列何項速率方程式與觀測結果相吻合？
(A) r＝k[CH3CHO]0 (B) r＝k[CH3CHO]1 (C) r＝k[CH3CHO]2 (D) r＝k[CH3CHO]3 。
26. 下列有關氣球的現象，何者可用擴散定律說明？ (A)填充之氣體分子量愈小，氣球扁得愈快 (B)吹氣於氣球，氣球之體積變大 (C)填充氫氣的氣球，會浮在空中 (D)將液態氮倒在氣球上，氣球會縮小。 27. 已知甲烷的擴散速率為 X 氣體之 2 倍，但為 Y 氣體之 2.5 倍。取兩個完全相同之真空 容器，一個通入 6.4 克之 X 氣體，並保持在 27 ℃。另一個通入 5.0 克之 Y 氣體，如欲 使此兩容器具有相同之壓力，則含Y氣體之容器，其溫度應控制在攝氏幾度？ (A) 127 (B) 227 (C)327 (D) 427 ℃ 。 （分子量：CH4＝16） ----接高二自然組基礎化學(三) ----P2
----承高二自然組基礎化學(三) ----P3 三、多選題 (28-33 題 每題 3 分 共 18 分 依指考方式扣分 ) 28. 下列有關催化劑的敘述，何者正確？ (A)催化劑主要是降低反應所需的能量 (B)催化劑主要是可改變反應途徑 (C)催化劑主要是可以降低活化能，使有效的碰撞次數增多 (D)異相催化反應的速 率和催化劑的表面積有關 (E)加入催化劑不會改變ΔH 。 29. 溫度對反應速率影響之敘述，何者正確？ (A)溫度升高，粒子運動速率增加、碰撞次 數增多為反應增快之主因 (B)溫度升高，不論吸熱或放熱反應，反應速率隨之增加 (C)溫度可改變粒子之動能分布曲線，使具有低限能以上的粒子數目增多 (D)溫度 可改變反應途徑，而改變反應速率 (E)溫度可降低活化能，增快反應 。 30. 關於下圖反應之敘述，何者正確？
(A)淨反應為 A→E (B)其反應機構為(1)第一步驟：A → C （慢）； (2)第二步驟： C → Ｅ（快） (C)中間產物為 C (D)活化錯合體為 B 和 D (E)正反應活化能 Ea 為 20 kcal，反應熱ΔH 為10 kcal。。 31. 對一般反應而言，下列三項操作：(1)增加反應物濃度；(2)增高溫度；(3)加入催化劑 ，皆可對化學反應速率造成影響。參照下表，選出正確的敘述？ 選 項 (A) (B) (C) (D) (E) 改變反應條件 活化能 總碰撞 頻率 有效碰撞 頻率 有效碰撞 分率 速率常數 （k） 濃度（或氣體壓力）增大 不變 變大 變大 變大 不變 溫度升高 降低 變大 變大 變大 變大 加入催化劑 降低 變大 變大 變大 變大 32. 鎂帶與鹽酸反應生成氫氣，利用氫氣生成速率以探討此化學反應速率，反應方程式如下： Mg(s)＋2 HCl(aq) －→ MgCl2( aq)＋H2(g)，下列有關此反應的敘述，何者正確？ (A)此反應為非勻相反應 (B)將 Mg 磨成粉末時，反應速率會增大 (C)此反應系中 加入等量的水，會加快 Mg 與 H＋ 碰撞，使反應加速 (D)若以等濃度等體積的醋酸代 替鹽酸時，反應速率會減小 (E)承(D)，由於 HCl 為強酸，故產生的 H2較多 。 33. 同溫、同壓下，A、B 兩理想氣體的密度比為 16：9，則何者正確？（均為 A：B） (A)分子量比為 4：3 (Ｂ)同體積時，重量比 A：B＝4：3 (Ｃ)分子平均動能 比為 1：1 (Ｄ) 擴散速率比為 3：4 (Ｅ)同一時間內擴散氣體的體積比為 4：3。 四、非選擇題 (每小題 2 分 共 20 分 )
1. 反應 IO3－(aq)＋3HSO3－(aq) → I－(aq)＋3SO42－(aq)＋3H＋(aq) 的反應速率測定實驗如下：
【步驟 1 】稱取 4.28 克 KIO3(s) 加水配成 1升之 A溶液，濃度為0.02 M。(式量：KIO3＝214)
另稱取 Na2S2O5(s) 0.608克（0.0032莫耳）、5 毫升 1.0 M H2SO4(aq) 及 4克澱粉加水 配成 1升之 B 溶液。(式量：Na2S2O5＝190) 【步驟 2 】配製不同濃度之 A 溶液，分別將 10 毫升不同濃度之 A 溶液和 10 毫升 B 溶 液同時倒入一燒杯，並迅速搖動溶液使之瞬間混合均勻，待溶液恰好變成藍 色時停止計時。實驗結果如下表： 回答下列問題： (1) 寫出 Na2S2O5 固體與水反應之方程式。 (2) B 溶液未混合前的 [ NaHSO3 ] 為何？ (3)根據上表之實驗數據，計算R1為多少？ (4)進行「溫度效應」之變因實驗時，溫度不宜太高，通常不超過 40 ℃，原因為何？ ----接高二基礎化學(三) ----P3 實驗 次別 A 溶液 （毫升） B 溶液 （毫升） 混合後至變藍色 所需時間（s） 反應速率（M s－1 ） － Δ[NaHSO Δt 3] 原 溶 液 蒸 餾 水 溶液 代號 第一次 10 0 A1 10 26.5 R1 第二次 8 2 A2 10 37.8 R2 第三次 6 4 A3 10 46.6 R3 第四次 4 6 A4 10 71.8 R4
----承高二基礎化學(三) ----P4 2. 已知反應 2 A(g)＋3 B(g)＋C(g) －→ D(g)＋2 E(g) 之反應物濃度與反應速率的關係如下表： 次數 [A] [B] [C] Δ[D] Δt （M／min） 1 0.1 0.1 0.1 0.003 2 0.2 0.1 0.2 0.012 3 0.3 0.3 0.1 0.081 4 0.2 0.2 0.4 0.024 (1)反應速率定律式為 。 (2)反應速率常數值為 。(需寫出單位) (3)若[A]＝0.4 M，[B]＝0.2 M，[C]＝0.2 M 時，－ Δ[B] Δt ＝？ 3. 如下圖，在氣體擴散的實驗中，將沾有濃鹽酸和濃氨水的棉花同時塞入玻璃管的 A、B 兩端： (1)若玻璃管長度為 30 cm，剛產生的白色煙圈距離沾濃鹽酸棉花的那一端多少 cm？ （答案取最接近之整數） (2)已知氨氣與氯化氫氣體會反應生成固態氯化銨，劃出其有效碰撞的位向圖？ 4. 某氣體甲經光照會進行不可逆反應，產生氣體乙與氣體丙。若在一個密閉容器中實驗， 所觀察到氣體甲的濃度與時間的關係如下圖，則此反應的反應速率常數？ (需寫出單位)
