第壹部分 一、單選題 1. 在溫帶地區許多湖泊的湖面結冰時，水底生物仍能在水底安然渡過冬天，下 列原因何者最合理？ (A)生物體本身具有調節溫度的功能 (B)湖面結冰，底層的水仍可以維持 10℃以上 (C) 4℃時，水的密度最大，使湖底的水不致於結冰 (D) 4℃時，水的密度最大，有利於湖水的對流，使湖面與湖底的溫度一致 【標準答案】C 【概念中心】水的性質 【試題解析】空氣溫度降至0℃以下時，湖表面開始結冰，但湖底的水一直保持 4℃（∵密度大），因此湖底是不會結冰的，可以確保水底生物 安然 渡冬。 2.下列哪一物質加熱時會固化，且燃燒時會產生具有臭味的含氮化合物？ (A)澱粉 (B)牛脂 (C)蛋白質 (D)乳糖 【標準答案】C 【概念中心】醣類、蛋白質、脂肪 【試題解析】(A)(D)醣類都是由 C、H、O 三種元素組成，燃燒時會產生 CO2(g)、H2O(l)，沒有臭味。 (C)蛋白質含 C、H、O、N 元素，燃燒時會產生具有臭味的 NH3(g) 氨 氣。 (D)酯類通式 R-COOR'，含 C、H、O 三種元素，燃燒時亦產生 CO2(g) 、H2O(l)，沒有臭味。 3.關於熱塑性塑膠的敘述，下列哪一項錯誤？ (A)製造原料主要為石油化學產品 (B)加熱時軟化，冷卻時固化，具可塑性 (C)成分分子是以離子鍵結合 (D)通常不傳電、亦不易傳熱 【標準答案】C
學科能力測驗
化 學 科
試題解析
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學年度【概念中心】塑膠 【試題解析】(C)成分分子是有機「高分子聚合物」，並非以「離子鍵」結合（離 子鍵熔化時可導電）。 4.下表為生活中常見的三種不同狀態的純物質，甲烷、蒸餾水與氯化鈉（食鹽） 表中數據係以絕對溫標K 為單位的熔點。試問哪一組的熔點合理？ 選項 甲烷 蒸餾水 氯化鈉 (A) 1074 273 91 (B) 91 273 1074 (C) 273 91 1074 (D) 1071 91 273 (E) 91 1074 273 【標準答案】B 【概念中心】化學鍵 【試題解析】(1)化學鍵種類： ① 甲烷 CH4(g) －低熔點的「共價分子」，常溫、常壓為氣態。 ② 蒸餾水 H2O(l) －低熔點的「共價分子」，常溫、常壓為液態。 ③ 氯化鈉 NaCl(s) －高熔點的「共價網狀晶體」，常溫、常壓為固態 (2)絕對溫標 K＝t (℃) ＋ 273 NaCl(s)（801℃）＞H2O(l)（0℃）＞CH4(g)（－182℃） ∴NaCl(s)（1074K）＞H2O(l)（273K）＞CH4(g)（91K） 5. 已知亞佛加厥數為 6.02 × 1023 。下列哪一項所含氫的原子數最多？ (A) 3.01 × 1023 氫分子的氫原子 (B) 5.02 × 1023 個氫原子 (C) 8.5 克氨（NH3）所含的氫原子 (D) 8 克甲烷（CH4）所含的氫原子 【標準答案】D 【概念中心】莫耳計量 【試題解析】(A) 1 個 H2＝2 個 H ∴3.01×1023個H 2＝2×（3.01×1023）個H＝6.02 × 1023個H (B) 5.02×1023個氫原子 (C) 1 個 NH3＝1 個 N ＋ 3 個 H＝4 個原子（只含 3 個氫原子） NH3莫耳數n＝＝ NH3分子個數 ＝3.01×1023個NH3 ＝3 ×（3.01×1023）個H ＝9.03 ×1023個H
(D) 1 個 CH4＝1 個 C ＋ 4 個 H＝5 個原子（只含 4 個氫原子） CH4莫耳數n＝＝ CH4分子個數 ＝3.01×1023個CH4 ＝4 ×（3.01×1023）個H ＝1.204 ×1024個H《最多》 6.教學上有時會用電子點式來表示原子結構。下列選項中的阿拉伯數字代表質子 數、「＋」代表原子核所帶的正電荷、「 ● 」代表核外電子，則哪一項代表離子？ (A) (B) (C) (D) 【標準答案】D 【概念中心】原子結構 【試題解析】離子電荷=質子總電荷+電子總電荷 (A)（＋9）＋ [(－2)＋(－7)] ＝0《原子》 (B)（＋10）＋ [(－2)＋(－8)] ＝0 《原子》 (C)（＋11）＋ [(－2)＋(－8)＋(－1)] ＝0 《原子》 (D)（＋12）＋[(－2)＋(－8)]＝＋2 《陽離子》 7. 三支試管分別裝有稀鹽酸、氫氧化鈉溶液及氯化鈉水溶液，已知各溶液的濃度 均為0.1M，但標籤已脫落無法辨認。今將三支試管分別標示為甲、乙、丙後，從 事實驗以找出各試管是何種溶液。實驗結果如下： (1)各以紅色石蕊試紙檢驗時只有甲試管變藍色。 (2)加入藍色溴瑞香草酚藍（BTB）於丙試管時，變黃色。 (3)試管甲與試管丙的水溶液等量混合後，上述兩種指示劑都不變色，加 熱蒸發水分後得白色晶體。 試問甲試管、乙試管、丙試管所含的物質依序為下列哪一項？ (A)鹽酸、氯化鈉、氫氧化鈉 (B)氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸 (C)氯化鈉、鹽酸、氫氧化鈉 (D)鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉 【標準答案】B 【概念中心】酸鹼中和實驗、指示劑
【試題解析】酸：鹽酸HCl(aq)、鹼：氫氧化鈉NaOH(aq)、鹽：氯化鈉NaCl(aq)
(1)甲試管使「石蕊試紙」呈藍色，為鹼性──氫氧化鈉。 (2)丙試管使「溴瑞香草酚藍」呈黃色，為酸性──鹽酸。 (3)甲試管+丙試管等量混和後，上述兩種指示劑都不變色，加熱
得白色晶體。
HCl(aq) ＋ NaOH(aq) → NaCl(aq) ＋ H2O(l)
8. ～ 9. 為題組 甲、乙、丙、丁四種氣體（氧、氫、二氧化碳、氨）的一些性質列如下表，回答 8.～9.題。 氣體 水中溶解度 水溶液性質 氣味 在標準狀況（STP）時與空氣 密度的比值 甲 溶解一些 酸性 無 1.53 乙 微溶 無 1.11 丙 易溶 鹼性 有 0.60 丁 不易溶 無 0.07 8.收集氣體丙時，應使用下列哪一方法最恰當？ (A) (B) (C) 【標準答案】C 【概念中心】氣體收集實驗 【試題解析】甲：（1.53）比空氣重，溶解一些，以向上排氣法優先、也可用排 水集氣法收集（較純） 乙：（1.11）比空氣重，微溶於水，以排水集氣法優先、也可用向 上排氣法（較不純） 丙：（0.60）比空氣輕，易溶於水，向下排氣法《故選(B)》 丁：（0.07）比空氣輕，不易溶於水，以排水集氣法優先，也可 用向下排氣法 9.甲、乙、丙、丁是什麼氣體？ (A)甲為氧、乙為氫、丙為二氧化碳、丁為氨 (B)甲為氨、乙為氫、丙為二氧化碳、丁為氧 (C)甲為二氧化碳、乙為氧、丙為氨、丁為氫 (D)甲為氧、乙為二氧化碳、丙為氨、丁為氫 【標準答案】B 【概念中心】分子量
【試題解析】甲：M甲＝44（＝28.8×1.53）二氧化碳 CO2＝44 乙：M乙＝32（＝28.8×1.11）氧 O2＝32 丙：M丙＝17（＝28.8×0.60）氨 NH3＝17 丁：M丁＝2（＝28.8×0.07）氫 H2＝2 10.有五種化合物，其溶解度（每 100 克水中，所含溶質的克數）和溫度的關係 如右圖，試問哪一化合物溶解的過程為放熱反應？ (A) NaNO3 (B) CaCl2 (C) KCl (D) Na2SO4 ·10H2O (E) Na2SO4 【標準答案】E 【概念中心】反應熱、勒沙特列原理
【試題解析】(A) NaNO3、(B) CaCl2、(C) KCl、(D) Na2SO4·10H2O
例：NaNO3(s) ＋ Q Na＋(aq) ＋ NO3－(aq)斜率＞0，溫度上升（相
當於加入熱量Q↑，平衡向右），溶解度上升。 (E) Na2SO4
例：Na2SO4(s) Na＋(aq)＋ SO42－(aq) ＋ Q
斜率＜0，溫度上升（相當於加入熱量 Q↑，平衡向左）， 溶解度下降。
二、多選題 11.金屬原子的離子化傾向較大者較易成離子。下列與離子化傾向較大的金屬原 子相關的敘述，哪些正確？（應選兩項） (A)較易被還原 (B)較易被氧化 (C)較易失去電子 (D)較易獲得電子 【標準答案】BC 【概念中心】氧化還原、金屬原子的離子化傾向（氧化電位） 【試題解析】金屬原子只能失去電子，無法獲得電子，故只能氧化，無法還原。 12.鉛蓄電池是以鉛為負極、二氧化鉛為正極，而兩種電極均浸於稀硫酸溶液所 構成的一種電池。可用比重計測定溶液的比重，來決定是否需要充電。鉛蓄電池 在放電時，下列相關的敘述，哪些正確？（應選三項） (A)稀硫酸的濃度增大 (B)稀硫酸的濃度減小 (C)溶液的密度增大 (D)溶液的密度減小 (E)正極、負極的重量都增加 (F)正極重量減少，負極重量增加 【標準答案】BDE 【概念中心】鉛蓄電池 【試題解析】(A)(B)鉛蓄電池在放電 1F 時，消耗 1 莫耳 H2SO4，產生1 莫耳 H2O 濃度：[H2SO4]＝ ∴ [H2SO4]↓濃度減小 (C)(D)消耗 1 莫耳 H2SO4（98g、78.4mL），產生 1 莫耳 H2O（18g、18mL） 硫酸密度：D＝ ∴ D↓密度減小（M 減少效應影響較 V 大） (E)(F)正極、負極皆反應產生 PbSO4(s) 附著於電極，故電極重量都 增加。 13.甲、乙、丙、丁為原子或離子，其所含 的質子、中子與電子的數目如右表。試 單就表中的數據，判斷下列相關的敘述， 哪些正確？（應選三項） (A)甲、乙為同位素 (B)乙、丙為同位素 甲 乙 丙 丁 質子數 2 2 3 3 中子數 1 2 3 4 電子數 2 2 2 3
(C)甲、乙、丙為同位素 (D)乙、丁為離子 (E)丙、丁為同位素 (F)丙為離子 【標準答案】AEF 【概念中心】同位素、離子 【試題解析】(1)原子、離子之判斷： 甲：(A) (＋2)＋(－2)＝0 《原子》 乙：(B) (＋2)＋(－2)＝0 《原子》 丙：(C) (＋3)＋(－2)＝＋1 《陽離子》 丁：(D) (＋3)＋(－3)＝0 《原子》 (2)同位素之判斷：原子序（質子數）相同 甲、乙皆為質子數＝2 之 He 氦原子 丙、丁皆為質子數＝3 之 Li 鋰原子 14.甲地大氣溫度隨高度的垂直變化如右圖，圖 中高度0 公里為海平面。有關甲地大氣溫度垂直 結構的敘述，下列哪幾項正確？（應選兩項） (A)在平流層中，大氣溫度隨高度遞減 (B)地表的大氣溫度最高 (C)在熱氣層（增溫層）中，大氣溫度隨高度遞 減 (D)中氣層頂大約在 90 公里 (E)在對流層中，大氣溫度隨高度的變化大約為－ 6.5 ℃／公里 【標準答案】DE 【概念中心】大氣圈中的各層的性質分析 【試題解析】(A)在平流層，大氣的溫度隨高度增加。 (B)在增溫層溫度最高。 (C)在增溫層（熱氣層）中，大氣溫度隨高度遞增。 (D)由圖可知在高度約 90 km 處為中氣層頂。 (E)由圖可知在地面溫度約 288 k（15℃），對流層頂溫度約 210（－ 63℃），而對流層的高度約 12 km，因此對流層中大氣溫 度隨高度的變化大約為 － 6.5℃／公里。 第貳部分 15.今有二種不同元素 X 及 Y，化合為兩個含此二種元素的化合物。第一個化合
物是由9.34 克的 X 和 2.00 克的 Y 化合而成；而第二個化合物是由 4.67 克的 X 和3.00 克的 Y 化合而成。如果第一個化合物的分子式是 XY，那麼第二個化合物 的分子式為下列何者？ (A) X2Y (B) XY2 (C) X3Y (D) XY3 (E) X2Y2 【標準答案】D 【概念中心】倍比定律 【試題解析】(1)將 XY 質量與兩化合物列表如下： XMYN X Y（另 Y 質量＝6） M：N X1Y1 9.34 (×3＝28.02) 2.00 (×3＝6) 1：1 XAYB 4.67 (×2＝9.34) 3.00 (×2＝6) 1：3 (2)令 Y 質量＝6 克， 則X 原子質量比＝28.02：9.34＝3：1＝1： ∴ XAYB＝X1/3Y1＝X1Y3；故選(D) 16.有甲、乙、丙三瓶不同的液體，要知道各瓶中的液體為何種藥劑，而從事下列 實驗： (1)各取一部分液體，分別倒入試管然後加等量的水稀釋，並各滴加氯化鋇溶液 時，只有甲液的試管生成白色沉澱。 (2)將硝酸銀溶液加入乙及丙的試管，結果兩支試管都產生沉澱，但再加入過量 的氨水時，只有丙試管的白色沉澱會溶解。 試問甲、乙、丙的液體分別是什麼藥劑？ (A) 甲為 H2SO4、乙為HI、丙為 HCl (B) 甲為 HI、乙為 H2SO4、丙為HCl (C) 甲為 H2SO4、乙為HCl、丙為 HI (D) 甲為 HCl、乙為 H2SO4、丙為CH3COOH 【標準答案】A 【概念中心】沉澱表、鹵化銀沉澱檢驗 【試題解析】(1)由答案之化學式判斷： ①陽離子：H＋（H＋ 與所有陰離子皆可溶）。 ②陰離子：SO42－、Cl－、I－、CH 3COO－（CH3COO－與所有陽離子 皆可溶） (2)由題意加入：氯化鋇：BaCl2、硝酸銀：AgNO3 (3)沉澱判斷：陽離子 Ba2＋、Ag＋與陰離子SO42－、Cl－、I－ 沉澱判斷
① Cl－、Br－、I－與Hg
22＋、Cu＋、Pb2＋、Ag＋、Tl＋ 產生沉澱，其餘陽
離子皆可溶。
② SO42－與Sr2＋、Ba2＋、Ra2＋、Pb2＋產生沉澱，其餘陽離子皆可溶。
(4)白色 AgCl(s)沉澱，可溶於「過量氨水」形成錯氨銀離子水溶液
AgCl(s)＋ 2NH3(aq) → [Ag(NH3)2]＋(aq) ＋ Cl－
白色AgCl(s)沉澱再溶解 黃色AgI(s) 沉澱，無法溶於「過量氨水」（鹵化銀原子序↑，對 氨水溶解度↓） (5)由顏色判斷沉澱物： ① 白色沉澱：BaSO4(s)↓（甲管）、AgCl(s)↓（丙管） ② 黃色沉澱：AgI(s)↓ (1)氯化鋇 (2)硝酸銀 過量氨水 甲 SO42－ BaSO4(S)↓ (白) － － 與Sr2＋、Ba2＋、Ra2＋、Pb2＋產生 沈澱，其餘陽離子皆可溶 乙 I－ － AgI(S) ↓ (黃) AgI(S) ↓ (黃) 與Hg2＋、Cu＋、Pb2＋、Ag＋、Tl＋ 產生沈澱，其餘陽離子皆可溶 丙 Cl－ － AgCl(S)↓ (黃) 「再溶解」 [Ag(NH3)2]＋(aq) 與Hg2＋、Cu＋、Pb2＋、Ag＋、Tl＋ 產生沈澱，其餘陽離子皆可溶 17. ～ 18. 為題組 將 5 M 鹽酸 50.0 mL 倒入下圖甲的側管圓底燒瓶，並滴入 1～2 滴廣用酸 鹼指示劑。另外將足量的NaHCO3粉末放入未吹氣的氣球內，然後套住瓶口， 組裝成不漏氣的氣體發生裝置如圖甲。在燒瓶的側管接一橡皮管並裝有橡皮夾， 可連氣體實驗裝置，如下圖乙與圖丙。圖乙為燒杯內放置三隻高度不同直立燃燒 的蠟燭，並且在杯口連接通氣的導管。圖丙在洗瓶內滴有1～2 滴酚的 1M 氫氧 化鈉溶液200.0 mL。製備氣體實驗時，將下圖甲氣球內的粉末舉起，使其滑入 燒瓶溶液中，約30 秒後，氣球充氣而直立硬挺，而圓瓶內的溶液由紅色變成 黃色。根據上文回答17.、18.題。 圖甲 圖乙 圖丙
17.連接圖甲與圖乙的氣體實驗裝置，慢慢打開圖甲連接橡皮夾。試問下列有關 實驗結果的敘述，哪一項正確？ (A)在圖甲，所產生的氣體是一氧化碳 (B)在圖甲，所產生的氣體是氧氣 (C)圖乙中，蠟燭的火燄由低的往高的漸漸旺盛 (D)圖乙中，蠟燭的火燄由低的往高的漸漸熄滅 (E)圖乙中，蠟燭的火燄完全不受侵入氣體的影響 【標準答案】D 【概念中心】酸鹼中和 【試題解析】(1)碳酸氫鈉加鹽酸產生：鹽＋水＋二氧化碳 NaHCO3(s) ＋ HCl(aq) → NaCl(aq) ＋ H2O(l) ＋ CO2(g)↑
(2)二氧化碳性質：不具可燃性或助燃性，故能使蠟燭的火燄熄滅 CO2分子量44 比空氣重（空氣分子量約 28.8），故如圖，乙中 CO2分子會由低處往高處漸漸充滿，故蠟燭的火燄由低處往高處 漸漸熄滅。 18.連接圖甲與圖丙的氣體實驗裝置，當慢慢打開連接橡皮夾，若由 NaHCO3粉末所產生的氣體，能完全被在圖丙內的1M 氫氧化鈉溶液 200.0 mL 所吸收中和產生碳酸氫根離子（HCO3－ ）而呈無色。試問至少需要多少克的 NaHCO3粉末？ (A) 21 .0 (B) 16.8 (C) 8.4 (D) 4.2 (E) 2.1 【標準答案】B 【概念中心】酸鹼中和計量 【試題解析】∵NaHCO3 鹼的當量數＝H2CO3酸的當量數（本實驗為單質子酸） ＝NaOH 鹼的當量數 F＝F ＝n×M×V ＝1×1 (M) × (L) W＝16.8 g 19.已知碘化氫在 25℃，1 atm 的熱化學反應式如下： H2(g) ＋ I2(s) ＋ 25.9 kJ／mol → HI(g) ……(1) 式(1) 中 25.9 kJ／mol 為 HI(g) 的莫耳生成熱。碘化氫的生成及分解反應為一可逆
的平衡反應，其熱化學反應式如下： H2(g) ＋ I2 2HI(g) ＋ 9 kJ ……(2) 而其反應過程和能量的關係如下圖。根據上文與下圖，下列哪三項敘述正確？ (A) 在式(2)，碘化氫的生成為放熱反應 (B) 碘的昇華（固相變為氣相）為吸熱反應 (C) 加入催化劑時，只增加碘化氫的生成速率 (D) 若式(2)正反應的活化能為 169 kJ 時，逆反應的活化能則為 178 kJ (E) 在達到化學反應平衡狀態時，正反應與逆反應的速率都是 0 【標準答案】ABD 【概念中心】反應熱、赫斯定律、催化劑、活化能、反應平衡 【試題解析】(A)在式(2)，1H2(g) ＋ 1I2(g) 2HI(g) △H＝－ 9 kJ＜0，為放熱反應 (B)將式(1)×2－式(2)以「赫斯定律」相加減 1H2(g) ＋1 I2(s) → 2HI(g) △Ha＝＋51.8 kJ
＝△H1×2 (1)×2 ＋）2HI(g) 1H2(g) ＋ 1 I2(g) △Hb＝＋9 kJ ＝－△H2 －(2) ────────────────────────── 1I2(s) 1I2(g) △H＝＋60.8 kJ ＝△Ha ＋△Hb ＝2△H1 －△H2 ∵△H＞0 ∴為吸熱反應 (C)加入催化劑時，正、逆反應速率皆同時增加。 (D)「若式(2)正反應的活化能為 169 kJ 時」本敘述說明與圖形不符 （圖形為160 kJ） 故視為假設，代公式即可 △H＝正反應活化能－逆反應活化能 △H＝－9 kJ＝169 － 逆反應活化能 ∴逆反應活化能＝178 kJ (E)反應達平衡時，正反應速率＝逆反應速率≠ 0
