103 年度化學科
學科能力測驗試卷
______年 ______班 學號__________ 姓名____________
總 分
第壹部分：
一、單選題 說明：第 1 題至第 6 題，每題均計分，每題有 n 個選項，其中只有一個是正確或最適當的 選項，請畫記在答案卡之「選擇題答案區」。各題答對者，得 2 分；答錯、未作答或 畫記多於一個選項者，該題以零分計算。 ( )1. 銀有兩種同位素，其原子質量為 107 amu 和 109 amu ，而其天然含量分別為 51.35% 及 48.65% ，故銀的平均原子量為 107.9 amu 。試問任一銀原子，其原子質量為 107.9 amu 的 機率(%) 為何？ (A)0 (B)2.70 (C)48.65 (D)51.35 (E)100 。 ( )2. 王同學在不同的溫度分別進行鹽類化合物甲 (□) 與乙 ( )◆ 在水中的溶解度 實驗，得到的結果如圖。已知溶解度定義為每100 克的水所溶解的化合物 質量 ( 克 ) ，則下列敘述，哪一項正確？ (A) 甲的溶解度總是比乙大 (B) 在攝氏80度時，甲的溶解度是乙的兩倍 (C) 當溶液溫度上升，甲與 乙溶解度皆變大 (D) 在攝氏50度時，甲與乙溶解度幾乎相同 (E) 於攝氏80度時，將20克 的乙溶於50克的水中，將此溶液溫度緩慢降低至攝氏50度，溶液中會出現化合物乙結晶。 ( )3. 在常溫常壓，未知體積之氧氣與40升的一氧化碳，在催化劑的存在下進行反應。反應後氣體 之組成為二氧化碳與氧氣，總體積為70升。若反應後，溫度與壓力維持不變，則氧氣在反應 前、反應後的體積分別是多少升？ (A)60 、20 (B)50 、30 (C)40 、40 (D)30 、50 (E)20 、60。 ( )4. 已知 25℃ 時，甲瓶水溶液的 pH 值為 2 ，乙瓶水溶液的 OH－濃度為 10－ 3 M ，則甲瓶的 H＋濃 度 為 乙 瓶 H＋濃 度 的 多 少 倍 ？ (A)10 － 9 (B)10 － 5 (C)2 3 (D)105 (E)109。( )5. 下 列 哪 一 項 為 氧 化 還 原 反 應 ？ (A)NH3(g) ＋ HCl(g)→NH4Cl(s) (B)BaCl2(aq) ＋
Na2SO4(aq)→BaSO4(s) ＋2NaCl(aq) (C)CaCO3(s)△ CaO(s) ＋ CO2(g) (D)23592U ＋ 1 0n → 141 56Ba ＋ 92 36Kr＋ 1 0
3 n (E)Zn(s)＋ CuSO4(aq)→ZnSO4(aq) ＋Cu(s)。
( )6. 太 空 載 具 常 以 氫 氧 化 鋰 吸 收 太 空 人 所 呼 出 的 二 氧 化 碳 ， 其 反 應 式 為 ： 2LiOH(s) ＋ CO2(g)→Li2CO3(s)＋ H2O(l) 。假設太空人平均每天所消耗的能量為3000大卡，而能量主要由氧 化體內葡萄糖所提供，其反應式為：C6H12O6(s)＋ 6O2(g)→6CO2(g) ＋6H2O(l)， H ＝－2800 kJ。則一位太空人執行任務 5 天所釋出的二氧化碳，至少需以多少公斤的氫氧化鋰，始能清 除完畢？（已知1 大卡相當於 4.2 kJ ， LiOH ＝ 23.9 ） (A)0.108 (B)0.538 (C)3.20 (D)6.50 (E)32.0 。
二、多選題 說明：第 7 題至第 9 題，每題均計分。每題有 n 個選項，其中至少有一個是正確的選項， 請將正確選項畫記在答案卡之「選擇題答案區」。各題之選項獨立判定，所有選項均 答對者，得 2 分；答錯 k 個選項者，得該題n 2k n 的分數；但得分低於零分或所 有選項均未作答者，該題以零分計算。 ( )7. 已知氮氣與氧氣反應生成二氧化氮的平衡反應式為： N2(g)＋ 2O2(g)→2NO2(g) ， H ＝ 68 kJ 。 下列有關此一反應的敘述，哪些正確？（應選2 項） (A) 此反應為一放熱反應 (B) 二氧 化氮的莫耳生成熱為 68 kJ (C) 此反應式符合質量守恆定律 (D) 此反應中氮氣扮演氧化 劑的角色 (E) 二氧化氮溶於水後，可使藍色石蕊試紙變成紅色。 ( )8. 將100.0 mL、0.40 M的 HCl 溶液加於 4.24 g 的 Na2CO3 固體，會產生氣泡。下列關於此反應的 敘述，哪些正確？（應選2 項） (Na2CO3＝106) (A) 此反應的平衡反應式為： Na2CO3 ＋ HCl→2NaCl ＋ H2O ＋ CO2 (B) 若反應完全，則可產生 0.88 克的 CO2 (C) 反應後會剩餘 0.01 莫耳的 Na2CO3 (D) 此反應的限量試劑為 HCl (E) 此反應為沉澱反應。 ( )9. 將下列反應式平衡後，若平衡係數皆取最簡單整數，則哪些反應式左邊的平衡係數總和比右邊 的平衡係數總和少 2 ？（應選 3 項） (A)NH3(g)催化分解 N2(g)＋H2(g) (B)Fe2O3(s) ＋
CO(g)→Fe(s)＋ CO2(g) (C)C6H4(OH)2(aq)＋H2O2(aq)→C6H4O2(aq)＋ H2O(l) (D)Ca(HCO3)2(s) ＋
HCl(aq)→CaCl2(aq) ＋ CO2(g) ＋ H2O(l) (E)HCCH(g) ＋ Ag(NH3)2NO3(aq)→AgCCAg(s) ＋
NH4NO3(aq)＋NH3(g) 。 三、綜合題 說 明 ： 第 10 題至第 13 題，每題 2 分，每題均計分，請將正確選項畫記在答案卡之 「選擇題答案區」。單選題答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該題以零分計算； 多選題每題有 n 個選項，答錯 k 個選項者，得該題n 2k n 的分數；但得分低於零 分或所有選項均未作答者，該題以零分計算。 10~13 為題組 雷雨是因大氣強烈對流所產生的現象，也與氮的循環有關。發生時往往伴隨著閃電、狂風、暴雨， 甚至冰雹、龍捲風等劇烈天氣。產生雷雨的積雨雲形成發展時，大氣環境一般具備下列三個條件：大 氣處於不穩定狀態、有充沛的水汽和足夠的舉升力。 地球上的生物能生生不息，世代相傳，這不能不歸功於大氣的存在。事實上，自然界有天然的循 環作用，使空氣的成分保持不變。俗話說「一場雷、一場肥」，空中的雷電可使氮與氧化合，遇雨水 降落地面經細菌轉化成為植物的肥料。氮的固定係由空氣中取氮，將其轉化為氮化合物，例如製造氨、 而氨是製造硝酸、尿素、硫酸銨肥料的中間物。 氮循環為自然界中氮和含氮化合物在生態系統中轉換的過程，其中將空氣中的氮氣轉化為氮化合 物的固氮作用，對生物的生長息息相關。生物中僅有固氮細菌可進行固氮，因其具固氮酶可將氮氣形 成銨鹽，再經由亞硝化細菌與硝化細菌轉化為硝酸鹽，以利植物根部吸收，而部分植物則可藉由與藍
綠菌、根瘤菌等固氮細菌共生而獲取氮。 ( )10. 雷雨一般較不容易發生在什麼樣的天氣系統或條件中？（應選 2 項） (A) 極地大陸氣團中 心 (B) 春天的鋒面系統 (C) 梅雨季的西南氣流 (D) 夏日午後旺盛的對流 (E) 太平 洋高壓中心。 ( )11. 下列有關雷雨與肥料的化學反應敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A) 雷雨可能造成氮氣與 氧氣作用，其反應式如右： N2 ＋O2雷雨 2NO (B) 硝化細菌可進行的反應如右： NO2－硝化細菌 NO3－ (C) 硫酸銨是一種氮肥，其化學式為 NH4SO4 (D) 植物吸收 銨鹽和硝酸鹽，合成蛋白質和核酸等含氮化合物 (E) 在實驗室常溫常壓即可由氮氣與氫 氣合成氨，進一步可製造尿酸。 ( )12. 氮的獲取與生物生長息息相關，下列敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A) 原核生物均可行 固氮作用 (B) 真核生物均無法自行固氮作用 (C) 植物直接吸收一氧化氮而獲取氮素 (D) 若水稻田中有共生的藍綠菌，可減少氮肥的施加 (E) 若植物與根瘤菌共生，可藉由 固氮作用而獲取氮源。 ( )13. 在雷雨天收聽廣播節目時，一道強烈閃電畫破天際，收音機隨之發出一陣雜訊，說明劇烈放 電可產生電磁波。下列關於電磁波性質的敘述，哪些正確？（應選2 項） (A) 電磁波不 需要介質即可傳播 (B) 電磁波的電場振盪方向與傳播方向相互垂直 (C) 電磁波的磁場 振盪方向與傳播方向相互平行 (D) 電磁波的介質振動方向與傳播方向相互垂直 (E) 電 磁波的介質振動方向與傳播方向相互平行。
第貳部分：
說明：第 14 題至第 20 題，每題 2 分。單選題答錯、未作答或畫記多於一個選項者，該 題以零分計算；多選題每題有 n 個選項，答錯 k 個選項者，得該題 n 2k n 的分數； 但得分低於零分或所有選項均未作答者，該題以零分計算。此部分得分超過 48 分以 上，以滿分 48 分計。 ( )14. 林同學在藥品櫃發現一瓶標示不明的有機藥品，由殘餘標籤得知其分子式為 C6H12 ，該化合 物可能為下列哪幾類化合物？（應選 2 項） (A) 直鏈烷烴 (B) 環烷烴 (C) 烯烴 (D) 環烯烴 (E) 炔烴。 ( )15. 下列有關醣類化合物的敘述，哪些正確？（應選 3 項） (A) 平常食用的紅糖、白砂糖，其 主要成分都是蔗糖 (B) 纖維素經水解可產生葡萄糖，可用於製造酒精 (C) 醣類化合物 中的澱粉，可用碘酒驗出 (D) 蔗糖屬於雙醣類化合物，經水解可得兩分子的葡萄糖 (E) 醣 類 物 質 屬 於 碳 水 化 合 物 ， 其 化 學 成 分 通 式 均 可 寫 為 (CH2O)n 。 ( )16. 透明質酸，又稱玻尿酸，最近常被應用在醫藥及美容上，其化學結 構如附圖，試問此多醣聚合物具有哪些官能基？（應選 3 項） (A) 羧基 (B) 鹵基 (C) 酯基 (D) 羥基 (E) 醯胺基。 17~18 為題組 元素週期表之前三週期的最後元素分別為氦、氖、氬，而其對應原子序為2 、10、18，已知甲、乙、丙是週期表上相鄰的三種元素，甲與乙是同週期的元素，乙與丙是同主族的元素。
( )17. 該三種元素的原子序之和為27，則甲、乙、丙在週期表中的相對位置，最多有幾種可能？ (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5 。
( )18. 承上題，若此三種元素均為金屬，則甲、乙、丙在週期表中的相對位置，最多有幾種可能？ (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5 。 ( )19. 王同學翻到一本舊書，看到一張記載一些早期元素分析結果的表格，其中甲、乙、丙、丁代 表四種不同的元素。 甲 乙 丙 丁 甲元素很柔軟 甲 與 乙 可 形 成 化 合 物（甲 2 乙） 甲 與 丙 可 形 成 離 子 化合物（甲丙） 丙分子具有顏色 乙與丁可形成離子 化合物（乙丁） 丁元素在常溫常壓 下為固體 註：表格中括號內的元素組合，分別代表該物質化學式之示意式 依甲、乙、丙、丁的順序，試問下列哪些元素組合，可符合上述的結果？（應選 2 項） (A) 鉀、氧、氯、鎂 (B) 鈹、氯、氧、鐵 (C) 鈉、氧、溴、鈣 (D) 鈣、氧、溴、鈉 (E) 鉀、氯、氟、鈣。 ( )20. 圖中的分子模型，僅含碳氫氧氮四種元素，圖中一短線連結代表單鍵，＝短線連結代表雙鍵。 有關此分子模型的敘述，哪些正確？（應選2 項） (A) 碳與氫的原子個數總和為21 (B) 碳與氧的原子個數總和為11 (C) 氮與氧的原子個 數總和為4 (D) 氮與氫的原子個數總和為14 (E) 碳與氮的原子個數總和為 9 。
試題大剖析
答 案
第壹部分： 一、單選題
1.A 2.D 3.B 4.E 5.E
6.D 二、多選題
7.CE 8.BD 9.ADE
三、綜合題
10.AE 11.ABD 12.BDE 13.AB
第貳部分：
14.BC 15.ABC 16.ADE 17.B 18.A
19.AC 20.BD
解 析
第壹部分：選擇題 一、單選題 1. 銀有兩種同位素 Ag － 107 及 Ag － 109 ，因此任一銀原子的質量不是 107 amu 就是 109 amu ， 而銀的平均原子量M ＝M1x1＋M2x2＝107 51.35% ＋ 109 48.65% ＝ 107.9 ，是指同位素質量 的加權平均值，在自然界出現的機率是0 。 2. (A) 由圖可知在 30℃ ～ 50℃ 以前，甲的溶解度比乙小， 50℃ 之後甲的溶解度才大於乙。 (B)80℃ 時甲的溶解度約為70，而乙的溶解度約為43，甲並不是乙的兩倍。 (C) 乙的溶解度隨溫度上升先增後減。 (E) 乙的溶解度在 80℃ 時小於在 50℃ 時，因此降溫時乙並不會結晶析出。 3. 同溫同壓下，氣體相互反應時，其體積變化量與反應式的係數成正比 O2 ＋ 2CO催化劑 2CO2 初 x 40 0 反應 － 20 － 40 ＋ 40 末 (x － 20) 0 40 V末＝ (x － 20) ＋40＝70，得 x ＝50 因此VO2 （初）＝x ＝ 50 (L) ，VO2 （末）＝x －20＝ 30 (L) 4. 水溶液在 25℃ 時離子積 Kw ＝ [H ＋ ][OH － ] ＝ 1 10－ 14呈定值， 今甲的 pH ＝ 2 ，其 [H ＋ ] ＝10－ 2 M ；乙的[OH－ ] ＝10－ 3 M ， 其 [H ＋ ] ＝ 14 3 10 10 ＝10－ 11 M ，故兩溶液的 [H ＋ ] 比值 [H ] [H ] ＋ 甲 ＋ 乙 ＝10112 10 ＝ 109 倍5. (A) 酸鹼反應。 (B) 沉澱反應。 (C) 分解反應。 (D) 核分裂反應。
(E)Zn(s)＋Cu2 ＋ (aq)→Zn2 ＋ (aq)＋Cu(s)，涉及電子得失為氧化還原反應。
6. 反應式的係數比＝各物質莫耳數的變化量比
今有一太空人5 天共耗去能量＝3000 5 4.2＝ 63000 (kJ)
需葡萄糖63000
2800 ＝ 22.5 (mol) ，而產生 CO2 22.5 6 ＝135 (mol)，
需以LiOH 135 2 ＝270 (mol)加以吸收，相當於 270 23.9 10 － 3 ＝6.45 (kg) 的 LiOH 。
二、多選題 7. N2(g)與O2(g)只在極高溫、雷電或內燃機內才會進行化學反應。 (A)H ＞ 0 為吸熱反應。 (B)NO2 的莫耳生成熱＝68 2 ＝34 (kJ)。 (D)N2(g) 被O2(g)氧化，因此扮演還原劑的角色。 (E)3NO2＋H2O→2HNO3＋NO ，反應後呈強酸性，可使藍色石蕊試紙變紅。 8. 反應式的係數比＝各物質莫耳數的變化量比 Na2CO3 ＋ 2HCl → 2NaCl ＋ H2O ＋ CO2 初 4.24 106 ＝0.04 0.4 0.1 ＝ 0.04 0 0 0 末 0.02 0 0.04 0.02 0.02 (A)HCl 的係數應為 2 。 (B) 可產生 CO2 0.02 mol ，相當於質量＝0.02 44＝ 0.88 (g) 。 (C) 反應後剩餘Na2CO3 0.02 mol。 (D)HCl 用盡，為限量試劑。 (E) 此反應並沒有沉澱物質生成。 9. 利用原子不滅以平衡係數 (A)2NH3(g)→N2(g)＋ 3H2(g) ，係數變化 n ＝(1＋3)－ 2 ＝ 2
(B)Fe2O3(s) ＋3CO(g)→2Fe(s)＋3CO2(g)， n ＝(2＋3)－(1＋3)＝ 1
(C)C6H4(OH)2(aq)＋H2O2(aq)→C6H4O2(aq)＋2H2O(l)， n ＝(1＋2)－(1＋1)＝ 1
(D)Ca(HCO3)2(s)＋2HCl(aq)→CaCl2(aq)＋2CO2(g)＋2H2O(l)， n ＝(1＋ 2 ＋2)－(1＋2)＝ 2
(E)HCCH(g) ＋ 2Ag(NH3)2NO3(aq)→AgCCAg(s) ＋2NH4NO3(aq)＋2NH3(g)，
n＝(1＋ 2 ＋2)－(1＋2)＝ 2 三、綜合題
10. (A) 極地大陸氣團中心和 (E) 太平洋高壓中心都是高氣壓，中心部分為下沈氣流，故不容易引發 雷雨。
(E) 工業上的哈柏法製氨，需在高溫、高壓及鐵粉催化劑下，才可將 N2(g)與H2(g)合成NH3(g) ， N2(g) ＋ 3H2(g)→2NH3(g) 。 12. (A) 僅有部分的原核生物可行固氮作用。 (C) 植物無法直接吸收一氧化氮而獲取氮素，植物能吸收含氮的無機物為： NH4＋和 NO3－。 13. (A)(D)(E) 電磁波的傳播無須介質。 (B) 電磁波為橫波，其電場振盪方向與傳播方向相互垂直。 (C) 電磁波的磁場振盪方向與傳播方向相互垂直。 第貳部分 14. 分子式 C6H12 ，比飽和烴 CnH2n ＋ 2 少2 個 H 原子，因此可推測其結構可能為環烷烴或烯烴。 15. (D) 蔗糖水解可得一分子葡萄糖與一分子果糖。 (E) 單醣 C6H12O6 ，通式可寫為(CH2O)n ，但雙醣、多醣均由單醣脫水結合而成，因此通式不再 是(CH2O)n 。 16. 玻尿酸分子結構中含有 （－COOH 羧基）、－ OH （羥基）、 （ 醯胺 基）等官能基。 17. 依題意甲、乙、丙是週期表上相鄰的三元素，甲與乙同週期，乙與丙同主族，如此三元素應有以 下四種相對位置的可能性組合 丙 丙 甲乙 甲乙 乙甲 乙甲 丙 丙 而三種元素的原子序總和＝27為關鍵條件，設甲的原子序為 x 代入組合甲 乙 x ＋(x ＋1)＋(x ＋9)＝27，得 x ＝17 3 （不合理） x x ＋ 1 丙 x ＋ 9 代入組合 丙 x ＋(x ＋1)＋(x －7)＝27，得 x ＝11（合理） x － 7 甲 乙 x x ＋ 1 代入組合乙 甲 (x －1)＋ x ＋(x ＋7)＝27，得 x ＝ 7 （合理） x － 1 x 丙 x ＋ 7 代入組合丙 (x －1)＋ x ＋(x －9)＝27，得 x ＝37 3 （不合理） x － 9 乙 甲 x － 1 x 因原子序必為正整數，因此僅組合、合理，故有 2 種可能。
18. 若為組合，三元素的原子序為 4 、11、12，即為 Be 、 Na 、 Mg 均為金屬。 若為組合，三元素的原子序為 6 、 7 、14，即為 C 、 N 、Si為非金屬元素。 因此僅有1 種組合均為金屬。 19. 此題針對四種元素與其化合物的性質分析表列，其可能性甚多，因此建議以刪去法作答。根據甲 元素柔軟，可將 (B) 鈹 (D) 鈣刪去（鈹 Beryllium 一詞來自綠柱石，熔點高達 1278℃ ，非常堅 硬）；而丙分子具顏色，因此確定將 (B) 氧刪去；再由甲與乙的化合物為甲 2 乙，而 (E) 鉀與氯 形成KCl 故刪去；最後剩下 (A)(C) 兩項符合題意。 20. 由圖中的分子球 - 棍模型分析如右， 結構式為 含有9 個 C 原子、13個 H 原子、 2 個 O 原子及 1 個 N 原子。 因此 (A)C ＋ H ＝ 9 ＋13＝22個原子 (B)C＋ O ＝ 9 ＋ 2 ＝11個原子 (C)N ＋ O ＝ 1 ＋ 2 ＝ 3 個原子 (D)N ＋ H ＝ 1 ＋13＝14個原子 (E)C＋ N ＝ 9 ＋ 1 ＝10個原子
