103 年學科能力測驗試卷

化學

103 年學科能力測驗試卷

班級：_________ ／ 座號：_________ ／ 姓名：_________

總 分

第壹部分：

一、單選題

　　　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，得到的結果如右圖。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 公升的一氧化碳，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 公升。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公升？

(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+¹0n→¹⁴¹56Ba+⁹²36Kr+3 n¹0 　

(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，反應式如下：

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 反應式如下：

C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)　 ΔH = 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）（式量 LiOH = 23.9）

(A) 0.108　 (B) 0.538　 (C) 3.20　 (D) 6.50　 (E) 32.0 二、多選題

　　　7. 已知氮氣與氧氣反應生成二氧化氮的平衡反應式如下：

N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)　 ΔH = 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？（式量：Na2CO3 = 106）（應選 2 項）

(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) HC≡CH(g) + Ag(NH3)2NO3(aq) → AgC≡CAg(s) + NH4NO3(aq) + NH3(g)

三、綜合題

10. 　 　 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。

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：NO^2^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 第貳部分：

　　　11. 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 　　　12. 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

　　　13. 透明質酸，又稱玻尿酸，最近常被應用在醫藥及美容 上，其化學結構如右：

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 14

- 15 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。

　　　14. 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

　　　15. 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

　 　 　 16. 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 甲元素很柔軟 乙 甲與乙可形成

化合物（甲2乙）

丙 甲與丙可形成

離子化合物（甲丙） 丙分子具有顏色

丁 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　

　　　17. 右圖的分子模型，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

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.ABD 第貳部分：

11.BC　12.ABC　13.ADE　14.B　15.A　16.AC　17.BD 解 析

第壹部分：

一、單選題

1. 銀有兩種同位素，其原子質量為 107 amu（占 51.35%）和 109 amu（占 48.65%）

平均原子量 = 107  51.35% + 109  48.65% = 107.9

∴107.9 amu為平均值，自然界不存在此質量　

∴原子質量 107.9 amu 的機率為零。

2. (A) 20℃，溶解度：甲＞乙、40℃，溶解度：甲＜乙

(B) 80℃：甲的溶解度約（70 克／100 克水）、乙的溶解度約（41 克／100 克水），故甲並非 乙的 2 倍

(C)當溶液溫度上升，甲溶解度變大、乙溶解度先變大而後變小

(E) 80℃，將 20 克的乙溶於 50 克的水中，∵溶解度 = 40 克／100 克水恰飽和若降至 50

℃，乙的溶解度變大（50 克／100 克水），則此時不會有乙溶質結晶析出。

3. 設氧氣在反應前體積為 a 公升

2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)

前 40 升 a 升

中 40 20 +40

後 0 a  20 40

反應後氣體有二氧化碳與氧氣，總體積為 70 公升

反應後沒有 CO(g)，表反應過程中 CO(g)用完

∵反應後VO₂  VCO₂ 70

∴(a  20) + 40 = 70  a = 50

∴反應前VO₂ a = 50 升、反應後VO₂ a  20 = 50  20 = 30 升。

4. 甲瓶水溶液：pH 值為 2  [H⁺] = 10^2 M 乙瓶水溶液：[OH^] = 10^3 M

∵25℃時，[H⁺][OH^] = 10^14 

14 14

11 3

10 10

[H ] 10

[OH ] 10

 

 

 

   M 

2 9 11

[H ] 10 [H ] 10 10

 

   

甲瓶

乙瓶 。

5. (A) NH3 + HCl → NH4Cl為酸鹼反應

(B) BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → BaSO4(s) + 2NaCl(aq)為沉澱反應 (C) CaCO3 → CaO +CO2為分解反應

(D)²³⁵92U¹0n→¹⁴¹56Ba⁹²36Kr 3 n ¹0 為核分裂反應

(E)有元素物質參與（Zn、Cu）的反應一定是氧化還原反應。

6. 太空人平均每天所消耗的能量為 3000 大卡  5 天消耗能量 3000  5 = 15000 大卡

∵1大卡 = 4.2 kJ  5 天消耗能量 15000  4.2 kJ（能量來自葡萄糖氧化）

由 C⁶H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)　 ΔH = 2800 kJ

∵1 mol葡萄糖氧化、產生 6 mol CO² 產生 2800 kJ

∴產生 1 mol CO2會產生能量²⁸⁰⁰ 6 kJ

∴5天消耗能量 15000  4.2 kJ 會產生 CO²莫耳數

15000 4.2 2800 135

6

 

mol

∴需^nLiOH= 2．nCO2= 2．135 = 270 mol

需 LiOH 重 270  23.9 = 6453 克  6.5 公斤。

二、多選題

7. N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)　 ΔH = 68 kJ (A) ΔH > 0為吸熱反應

(B) NO2 2 mol生成吸熱 68 kJ 二氧化氮的莫耳生成熱為 34 kJ (D)此反應中氮氣起氧化反應，故為還原劑

(E)非金屬氧化物（NO2）二氧化氮溶於水呈酸性可使藍色石蕊試紙變成紅色。

8. (A)平衡反應式為：

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

前 ^4.24 _0.04

106  mol 0.4  0.1（升）

= 0.04 mol

中 0.02 0.04 +0.04 +0.02 +0.02 後 0.02 0 0.04 mol 0.02 mol 0.02 mol (B)完全反應，產生nCO₂ 0.02 mol WCO₂ 0.02  44 = 0.88 克

(C)反應後剩餘 Na2CO3 0.02 mol (D) HCl用完，故 HCl 為限量試劑

(E)此反應為酸鹼中和反應（Na2CO3為鹼性、HCl 為酸性）。

9. (A) 2NH3(g)^催化分解N2(g) + 3H2(g)

(B) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)

(C) C6H4(OH)2(aq) + H2O2(aq) → C6H4O2(aq) + 2H2O(l)

(D) Ca(HCO3)2(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + 2CO2(g) + 2H2O(l)

(E) HC≡CH(g) + 2Ag(NH3)2NO3(aq) → AgC≡CAg(s) + 2NH4NO3(aq) + 2NH3(g)。 三、綜合題

10. (C)硫酸銨化學式為(NH⁴)2SO4

(E)氮氣與氫氣合成氨（N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)）一定要在高溫高壓下反應。

第貳部分：

11. 分子式：C6H12 不飽和度 ^{2 6 2 12} 1 2

  

 

可能具有 1 個雙鍵或 1 個環　∴選(B)環烷烴、(C)烯烴　 (A)直鏈烷烴：不飽和度 = 0　

(D)環烯烴：不飽和度 = 2　 (E)炔烴：不飽和度 = 2。

12. (B)纖維素經水解可產生葡萄糖，可用於製造酒精（C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2） (C) I2與澱粉會產生藍色，故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，經水解可得葡萄糖與果糖 (E)單醣類化學式 C⁶H12O6相當於 C⁶(H2O)6，可表示為(CH²O)6

雙醣類化學式 2C⁶H12O6  H2O = C12H22O11，相當於 C¹²(H2O)11

無法表示成(CH²O)n。

13.

14.

甲與乙是同週期的元素，乙與丙是同族的元素

∴甲、乙、丙的位置可能情形如下：（三種元素的原子序之和為 27）

狀況一： 甲　乙 　　丙

甲 乙 丙

原子序 a a + 1 a + 1 + 8 = a + 9 a + a + 1 + a + 9 = 27　 ∴a 17

 3 　非整數，不合 狀況二： 乙　甲

丙

甲 乙 丙

原子序 a a  1 a  1 + 8 = a + 7

a + a  1 + a + 7 = 27　 ∴a = 7　 ∴甲（7N）、乙（6C）、丙（14Si）

狀況三： 　　丙 甲　乙

甲 乙 丙

原子序 a a + 1 a + 1  8 = a  7

a + a + 1 + a  7 = 27　 ∴a = 11　 ∴甲（11Na）、乙（¹²Mg）、丙（⁴Be） 狀況四： 丙

乙　甲

甲 乙 丙

原子序 a a  1 a  1  8 = a  9 a + a  1 + a  9 = 27　 ∴a ³⁷

 3 　非整數，不合 有兩種可能：

甲（7N）、乙（6C）、丙（14Si）或甲（11Na）、乙（12Mg）、丙（4Be）。

15. 此三種元素均為金屬，則甲、乙、丙在週期表中的相對位置，最多只有 1 種可能甲（11Na）、乙

（12Mg）、丙（4Be）。

16. 甲與乙可形成化合物（甲2乙）：

(A)鉀（K）、氧（O）形成 K2O（甲2乙）

(B)鈹（Be）、氯（Cl）形成 BeCl2（甲乙2） (C)鈉（Na）、氧（O）形成 Na2O（甲2乙）

(D)鈣（Ca）、氧（O）形成 CaO（甲乙）

(E)鉀（K）、氯（Cl）形成 KCl（甲乙）

甲與丙可形成離子化合物（甲丙）：

(A)鉀（K）、氯（Cl）形成 KCl（甲丙）

(C)鈉（Na）、溴（Br）形成 NaBr（甲丙）

乙與丁可形成離子化合物（乙丁）：

(A)氧（O）、鎂（Mg）形成 MgO（丁乙）

(C)氧（O）、鈣（Ca）形成 CaO（丁乙）。

17. 分子式：C9H13O2N

(A)碳與氫的原子個數總和為 22 (C)氮與氧的原子個數總和為 3 (E)碳與氮的原子個數總和為 10。