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00843-25ZX
發行人∕陳炳亨 出 版∕民國一〇七年七月
總召集∕陳彥良 發行所∕7 0 2 4 8 臺南市新樂路 76 號 總編輯∕蔣海燕 編輯部∕7 0 2 5 2 臺南市新忠路 8 -1 號 主 編∕簡玉蘭 電 話∕(06)2619621 #312
校 對∕林君蔚 E-mail∕periodical@hanlin.com.tw 美 編∕林琬晴‧杜政賢 翰林官網 https://www.hle.com.tw
【試題.答案】依據大考中心公布內容
名 師 / 蘇捷魁 老師
名 師 / 張 立 老師
化學 考科
指考 107 107 試 題 分 析 試 題 分 析
ZX
名 師 / 蘇捷魁 老師
化 學 考 科
前 言 一
107年指考化學科考題符合102課綱範圍,沒有特別刁鑽的題目,很多考生認為 化學科試題相當平易近人;跟幾位化學教師討論後,大家一致認為今年的題目鑑別度 相當高,頂標與前標分數相較去年可能會提高。今年的實驗題加上了圖表有助於考生 判讀題目,只要親自動手做過實驗,報告認真書寫,就可以輕鬆拿到分數。整份試卷 的文字敘述清楚、易懂,也提供解題所需的數據,考生有足夠化學推理能力即可解 題。
試題題型、出處、配分比例及屬性分析 二
試題題型與配分 1
今年指考化學科試題與歷屆考題相似,試題內容分為兩大部分,題型與配分分 析如表一。
表一 107 年指考化學科試題題型與配分分析表
試題內容 題 型 題 號 配 分
第壹部分
單選題 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、
12、13、14、15、16、17、18、19、20 60分 多選題 21、22、23、24、25 20分 第貳部分
結構式畫法 一 8分
計算題 二、三 12分
試題章節出處與配分比例 2
由於考試的時間限制,一份考題要涵蓋所有課程的概念根本不可能,因此每年 只能從重要概念找出一些來命題;今年指考試題的主要核心概念,在各章節的分布情 形如表二(若有跨章節的題目,則以主要核心概念為歸類依據)。
表二 107 年指考化學科試題出處與配分表
冊 次 章 次 節 次 題 號 配 分
基礎化學
(三)
第1章 氣 體
1-1 大氣的組成與氣體的通性 1-2 氣體定律
1-3 理想氣體
1-4 分 壓 18、19 6分
1-5 氣體的擴散
第2章 化學反應速率
2-1 反應速率 非選擇題二 6分 2-2 碰撞理論
2-3 影響反應速率的因素
第3章 化學平衡
3-1 化學平衡的意義
3-2 平衡常數 20、
非選擇題三2 5分 3-3 影響平衡的因素 23 4分
3-4 溶解平衡 15 3分
實驗部分
實驗一 秒錶反應
實驗二 平衡常數與勒沙特列 原理─平衡常數的 測量
示範實驗 平衡常數與勒沙特 列原理─勒沙特 列原理
實驗三 溶度積的測定 22 4分
選修化學
(上)
第1章 原子構造
1-1 氫原子光譜
1-2 波耳的氫原子模型與氫原 子能階
1-3 原子軌域
1-4 電子組態 21 4分
1-5 元素性質的趨勢 3 3分
指考 107 107 試 題 分 析 試 題 分 析
冊 次 章 次 節 次 題 號 配 分
選修化學
(上)
第2章 化學鍵結
2-1 金屬鍵與離子鍵
2-2 共價鍵 1 3分
2-3 混成軌域
2-4 價殼層電子對互斥理論與
分子形狀 10 3分
2-5 鍵極性與分子極性 2-6 分子間的作用力
第3章 液體與溶液
3-1 物質的狀態
3-2 溶 液 16、
非選擇題三1 5分 3-3 蒸氣壓
3-4 溶液的沸點與凝固點 3-5 溶液的滲透壓
3-6 電解質溶液的依數性質
第4章 水溶液中酸、
鹼、鹽的平衡
4-1 布-洛酸鹼學說
4-2 酸鹼的解離平衡 2、17、
非選擇題三3 8分 4-3 鹽 類
4-4 緩衝溶液
4-5 酸鹼滴定與滴定曲線 4 3分
第5章 氧化還原反應
5-1 氧化數
5-2 反應式的平衡 5-3 氧化還原滴定
5-4 電池電動勢 14 3分
5-5 電 解 7 3分
冊 次 章 次 節 次 題 號 配 分
選修化學
(上)
實驗部分
實驗一 凝固點下降的測定 5、6 6分 實驗二 酸鹼滴定
實驗三 氧化還原滴定 實驗四 銀鏡反應 實驗五 電解法電鍍
選修化學
(下)
第6章 無機化合物
6-1 非金屬元素
6-2 主族金屬元素 24 4分 6-3 過渡金屬元素 11、12 6分
第7章 有機化學
7-1 有機化合物的組成
7-2 烷類與環烷 13 3分 7-3 烯類與炔類 8、25 7分 7-4 芳香烴 非選擇題一 8分 7-5 有機鹵化物
7-6 醇類、醚類與酚類 7-7 醛類與酮類
7-8 羧酸與酯類 9 3分 7-9 胺類與醯胺類
第8章 化學的應用與
發展
8-1 聚合物
8-2 生物體中的大分子 8-3 先進材料
實驗部分
實驗六 硬水的檢測及軟化法 實驗七 烴類化合物的性質 實驗八 醇類、醛類和酮類的
性質
實驗九 阿司匹靈的製備 實驗十 耐綸的製備
實驗十一 奈米硫粒的合成
今年考題除了選修化學(下)第 8章化學的應用與發展沒有命題之外,其他各 章均有命題,可見今年的命題取材非常平均。大考中心劉孟奇主任表示:「化學基本 題與素養題並重,素養導向命題特色有情境化布題、重視整合運用能力、強調探究與 實作的精神。」清楚地宣示了將來命題的走向。分析最近5年各章試題配分的分布如 表三,選修化學(下)無機化合物及有機化學比重逐年加大,顯示高中化學的學習要 有整體性,堅持學到最後一刻,不可輕言放棄。
表三 103 ~ 107 年指考化學科試題各章配分分布表
冊 次 章 次 103 年 104 年 105 年 106 年 107 年 平 均
基礎化學
(三)
第1章
氣 體 9 9 6 9 6 7.8
第2章
化學反應速率 0 10 3 3 6 4.4 第3章
化學平衡 6 3 9 3 12 6.6 實驗部分 6 8 0 11 4 5.8
選修化學
(上)
第1章
原子構造 16 11 6 3 7 8.6 第2章
化學鍵結 3 7 6 0 6 4.4
第3章
液體與溶液 0 3 0 9 5 3.4 第4章
水溶液中酸、鹼、
鹽的平衡
8 7 3 6 11 7
第5章
氧化還原反應 6 4 13 3 6 6.4
實驗部分 0 3 8 0 6 3.4
選修化學
(下)
第6章
無機化合物 13 6 16 23 10 13.6 第7章
有機化學 16 22 27 27 21 22.6 第8章
化學的應用與發展 7 0 0 0 0 1.4
實驗部分 4 4 0 3 0 2.2
基礎化學
(一)、
(二)
學測範圍 6 3 3 0 0 2.4
試題屬性分析 3
根據大考中心適用102課綱化學科測驗目標:測驗考生的基本化學知識與概念、
基礎實驗技能、推理與思考能力、應用化學知識的能力,將試題屬性歸類於表四。
表四 107 年指考化學科試題屬性分析
試 題 題 號
測驗目標 基本化學知識
與概念 基礎實驗技能 推理與思考 能力
應用化學知識 的能力
第壹部分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
第貳部分
一
二
三
試題概念分析 三
1 選擇題
第1題:畫出分子結構式,找到O-O單鍵即可。
第2題:強酸、強鹼反應趨勢較大,平衡常數較大;弱酸、弱鹼反應趨勢較小,平衡 常數較小。
酸性:HClO4>(H3O+)>CH3COOH>HCN>H2O>NH3 鹼性:NH2->OH->CN->CH3COO->(H2O)>ClO4-
第3題:判斷價電子數,推出甲、乙、丙依序為13Al、14Si、12Mg,利用週期性與鍵 結判定答案。
第4題:由半當量點A,pH 在4∼6之間,可以推出Ka。
第5題:純水與水溶液均為過冷曲線,利用外插法推出熔點依序為1.0 nC與-1.0 nC, 下降2.0 nC。
第6題:利用ΔTf=Kf.Cm.i,可以算出分子量或式量。
第7題:電解精煉銅,陽極金屬泥含金、銀及白金等貴金屬。
第8題:畫出有機化合物分子結構式,判斷C的混成軌域。
第9題:找出分子式中H原子比CnH2nO2 少最多者。C22H32O2反應成C22H44O2 ,H原 子相差12個為最多。
第0題:畫出分子結構式,NF3分子類似NH3分子,為立體三角錐形分子。
第q題: CN-中心陽離子以配位共價鍵結合形成錯離子,錯離子與Na+間則以離子 鍵結合。
第w題: HCN的分子結構式及化學計量的應用。
第e題:化學計量與數學聯立方程式的應用。
第r題:還原電位較低者,Al3+為最弱氧化劑,而其共軛還原劑 Al的還原力(還原 劑)最強。
第t題:同離子效應降低溶解度,而加入H+會移走F-,使PbF2溶解度增大。
第y題:溫度愈高,水中溶氧量愈低。
第u題: pH=7.9808!pOH=6![OH-]=10-6= 0.01*K b
第i題:飽和蒸氣壓校正與PV=nRT的應用。
第o題:化學計量由氧氣的量推出KClO3分解量,再算出其純度。
第p題: 2HI(g)H2(g)+I2(g),Kp=PH2PI2
PHI2 ,兩邊氣體莫耳總數相等,無論反應進行到 何種程度,總壓皆維持相等(0.90 大氣壓)。
第a題:標準電子組態寫法。
第s題: 課本實驗題,鼓勵認真做實驗。
第d題:溫度會影響平衡常數,正、逆反應的速率不等量改變,溫度升高,使吸熱方 向的反應速率增加較多,且正、逆反應的速率常數也不等量改變。
第f題:基本反應式考題。
第g題:炔的加成反應。
2 非選擇題
第一題:有機化合物的異構物畫法與反應。
第二題:速率定律計算,注意有效數字位數。
第三題:1 由題圖與亨利定律常數,計算氣體對水的溶解度。
2 平衡常數計算。
3 弱酸氫離子計算。
結 語 四
指考的試題屬於總結性的評量,因此常有綜合幾種概念的考題,因此需要將各 種概念澈底弄清楚,才足以克服指考的進階題。概念的建立,請先從熟讀課本開始,
尤其是課本上的圖形與圖表的意義要完全弄清楚,接著,上課認真聽講並積極參與討 論,實驗課時則要與同組同學認真操作。建議同學平時要養成大量閱讀科學報導及雜 誌的習慣,閱讀時務必要利用自己所學過的概念去分析內容,真正使用過的概念,就 不容易遺忘,最後要將心得寫成筆記,進而建立清晰及穩固的化學素養。 F
參考資料
說明:下列資料,可供回答問題之參考 一、元素週期表(1~36 號元素)
二、理想氣體常數 R=0.0820 L atm K-1 mol-1=8.31 J K-1 mol-1 第壹部分:選擇題(占 80 分)
一、單選題(占 60 分)
說明: 第1題至第p題,每題有 5 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 3 分;答錯、未 作答或畫記多於一個選項者,該題以零分計算。
1 根據下列的鍵能數據,試問下列分子中,哪一個具有最容易斷裂的單鍵?
C-H 413 kJ∕mol O-H 467 kJ∕mol O-O 146 kJ∕mol H-H 432 kJ∕mol N-H 391 kJ∕mol
A氫氣 B過氧化氫 C水 D氨 E甲烷 B
基礎化學(二) 第 2章 物質的構造與特性 選修化學(上) 第2章 化學鍵結
測驗考生是否具備常見分子結構式,以及鍵能的概念
指考 107 107 試 題 解 析 試 題 解 析
ZX
名 師 / 張 立 老師
化 學 考 科
共價鍵的鍵能愈小,則斷裂時所需的能量愈小,故較容易斷裂。由下表 結構式可知過氧化氫分子中,有最容易斷裂的O-O單鍵。
分 子 氫 氣 過氧化氫 水 氨 甲 烷
結構式
鍵 能
(kJ∕mol) 432 146(O-O)
467(O-H) 467 391 413
難 易 度 易
2 相同的溫度下,下列五種物質在水中之酸性強弱順序為HClO4>CH3COOH>HCN
>H2O>NH3。試問下列哪一個反應式的平衡常數最小?
A HClO4(aq)+CN-(aq)HCN(aq)+ClO4-(aq) B HClO4(aq)+H2O()H3O+(aq)+ClO4-(aq)
C CH3COOH(aq)+OH-(aq)H2O()+CH3COO-(aq) D NH2-
(aq)+H2O()NH3(aq)+OH-(aq)
E HCN(aq)+CH3COO-(aq)CN-(aq)+CH3COOH(aq) E
基礎化學(三) 第3章 化學平衡
選修化學(上) 第4章 水溶液中酸、鹼、鹽的平衡 測驗考生是否具備布-洛酸鹼學說及平衡常數的基本概念
1 根據布-洛酸鹼學說:較強酸的共軛鹼為較弱鹼,已知
酸性強弱順序:HClO4>H3O+>CH3COOH>HCN>H2O>NH3 故鹼性強弱順序:NH2->OH->CN->CH3COO->H2O>ClO4- 2 酸鹼反應的自然趨勢為:由強酸+強鹼往弱酸+弱鹼的方向反應 若反應為較強酸+較強鹼較弱鹼+較弱酸,則平衡常數K值>1 若反應為較弱酸+較弱鹼較強鹼+較強酸,則平衡常數K值<1 向右的趨勢愈大,則反應的平衡常數K值愈大,反之則愈小。
A HClO4(aq)+CN-(aq)HCN(aq)+ClO4-(aq)
因酸性:HClO4>HCN,故反應趨勢向右,K值>1。 B HClO4(aq)+H2O()H3O+(aq)+ClO4-(aq)
因酸性:HClO4>H3O+,故反應趨勢向右,K值>1。 C CH3COOH(aq)+OH-(aq)H2O()+CH3COO-(aq)
因酸性:CH3COOH>H2O,故反應趨勢向右,K值>1。
指考 107 107 試 題 解 析 試 題 解 析
D NH2-(aq)+H2O()NH3(aq)+OH-(aq)
因酸性:H2O>NH,故反應趨勢向右,K值>1。 E HCN(aq)+CH3COO-(aq)CN-(aq)+CH3COOH(aq)
因酸性:HCN<CH3COOH,故反應趨勢向左,K值<1 所以本選項反應式的平衡常數最小。
難 易 度 中
3 甲、乙、丙為週期表中第三列的三種元素,圖1表示其游離能與失去電子數目 的關係。下列有關甲、乙、丙元素的敘述,哪一選項錯誤?
A甲的原子半徑比丙小 B乙的電負度比丙大
C甲的氧化物可溶於強酸中,亦可溶於強鹼中 D 乙與碳形成的化合物具有高熔點、高沸點和
高延性、高展性的特性
E丙元素的氧化物溶於水呈鹼性
D
基礎化學(二) 第2章 物質的構造與特性 選修化學(上) 第1章 原子構造
選修化學(下) 第6章 無機化合物
測驗考生是否具備游離能與價電子關係的概念,以及常見物質的性質
1 游離能(Ionization Energy,IE)是指由基態的氣態原子或離子,移 去最外層的1個電子所需之最低能量。移去氣態原子最外層電子形 成+1價陽離子所需之最低能量稱為第一游離能IE1,從氣態+1價 陽離子再移走最外層1個電子成為氣態+2價陽離子所需之最低能 量稱為第二游離能IE2,依此類推。
2 原子中能夠參與化學反應的外層電子稱為價電子,典型元素(A族 元素)中除了氦(He)以外,價電子數目與其族數相同:
族 數 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 價電子數 1 2 3 4 5 6 7 8 而一原子游離能大小為IE1<IE2<IE3<…<IEn<<IEn+1,則其價電子 為 n個。由題圖可知甲有 3個價電子(IE3<<IE4),乙有 4個價電子
(IE4<<IE5),丙有2個價電子(IE2<<IE3),又甲、乙、丙均為週期 表中第三列的元素,故可知甲為 3A 族的鋁(13Al),乙為 4A 族的矽
(14Si),丙為 2A族的鎂(12Mg),故:
圖1
A 因同週期元素原子半徑大小,隨原子序增大而變小,即原子半徑:
12Mg>13Al>14Si,故甲的原子半徑比丙小。
B 因同週期元素電負度由左而右遞增,即電負度:12Mg<13Al<14Si,故 乙的電負度比丙大。
C 氧化鋁(Al2O3)為兩性氧化物,可溶於強酸、強鹼中:
Al2O3(s)+6H+(aq)→ 2Al3+(aq)+3H2O()
Al2O3(s)+2OH-(aq)+3H2O()→ 2Al(OH)4-(aq)
D 矽與碳形成的化合物碳化矽(SiC),為網狀固體,具有高熔點和沸 點的特性,但不具延性與展性。
E 鎂的氧化物溶於水呈鹼性:MgO(s)+H2O()→Mg(OH)2(aq)
難 易 度 中
4 以0.1 M 的NaOH 水溶液滴定某一體積為20 mL、濃 度未知的有機單質子酸溶液,其滴定曲線如圖2 所 示。下列有關此滴定實驗的敘述,哪一選項正確?
A 此滴定反應可選擇甲基紅(變色範圍為pH=4 ∼ 6)為指示劑
B此有機酸的濃度為0.05 M
C在B點之溶液中H+的莫耳數等於OH-的莫耳數 D在C點之溶液為一緩衝溶液
E此有機酸的解離常數小於1.0*10-4 E
選修化學(上) 第 4章 水溶液中酸、鹼、鹽的平衡 測驗考生是否具備緩衝溶液、平衡常數與酸鹼滴定的概念
A 酸鹼滴定需選用適當的指示劑,使指示劑變色的終點儘量接近當量 點,以減少誤差。此酸鹼滴定為強鹼滴定弱酸,當量點呈鹼性,故 應選用變色範圍約在pH=8 ∼ 10之間的酚酞作為指示劑較適當。
B 由題圖可知當加入 40 mL的 NaOH 水溶液時達當量點,此時酸、
鹼完全反應,由反應式:HA(aq)+NaOH(aq)→NaA(aq)+H2O()可知,
[HA]*20*10-3=0.1*40*10-3![HA]=0.2(M)
C 由題圖可知 B 點呈鹼性,故在 B 點之溶液中,H+的莫耳數小於 OH-的莫耳數。
D 在A點之溶液才為一緩衝溶液。
圖2
E 由題圖可知加入 40 mL的 NaOH水溶液時達當量點,則當加入20 mL NaOH水溶液時為半當量點,此時pH=pKa,pH 約介於4∼6 之間,即Ka值約介於10-4∼10-6之間,即此有機酸的解離常數Ka
值小於1.0*10-4。
難 易 度 中
5、6題為題組
賈同學在實驗室發現一瓶標籤已脫落的白色粉末狀試藥,為了探究此未知化合物為 何,於是依照實驗手冊中 [凝固點下降的測定] 實驗之步驟做了兩組凝固點測定,
以求得此未知物的分子量。
[實驗一]水的凝固點測定:將純水倒入已置於冷劑(食鹽加冰塊)的試管中(圖 3),並立即攪拌,每30秒記錄水的溫度。
[實驗二]未知化合物溶液的凝固點測定:稱取9.75 克的白色粉末,溶於50毫升的 純水,攪拌使樣品完全溶解,再如 [實驗一] 的步驟將此化合物溶液倒入 試管中,每30秒記錄溶液的溫度。
賈同學分別將兩組實驗的數據,以時間(分)為橫軸,溫度(nC)為縱軸作圖,
得到如圖4的冷卻曲線。
5 試問此化合物的水溶液凝固點下降度數(nC)應最接近下列哪一選項?
A 0.7 B 1.4 C 2.0 D 2.8 E 4.8
C
選修化學(上) 第 3章 液體與溶液
實驗一 凝固點下降的測定 測驗考生是否具備對冷卻曲線圖形的判讀能力
圖3 凝固點測定裝置 圖4 冷卻曲線圖
由下圖可知在此實驗條件下,水的凝固點約為 1.0 nC,未知化合物溶 液的凝固點約為-1.0 nC,故此化合物的水溶液凝固點下降度數約為 2.0 nC。
難 易 度 中
6 已知水的凝固點下降常數為1.86 nC∕m,則下列哪一選項最可能是此未知化合 物的化學式?
A NaCl B MgCl2 C CH4N2O D C6H12O6 E C12H22O11 D
選修化學(上) 第 3章 液體與溶液
實驗一 凝固點下降的測定
測驗考生是否具備溶液凝固點下降及電解質依數性質的概念
由ΔTf=Kf.Cm.i,i為凡特何夫因數,則:
A 式量:NaCl=58.5,i=2,ΔTf=1.86*9.75∕58.5
0.05 *2=12.4(nC) B 式量:MgCl2=95.3,i=3,ΔTf=1.86*9.75∕95.3
0.05 *3=11.4(nC) C 分子量:CH4N2O=60.0,i=1,ΔTf=1.86*9.75∕60.0
0.05 *1=6.0(nC) D 分子量:C6H12O6=180,i=1,ΔTf=1.86* 9.75∕180
0.05 *1=2.0(nC) E 分子量:C12H22O11=342,i=1,ΔTf=1.86* 9.75∕342
0.05 *1=1.1(nC) 故此未知化合物的化學式可能為C6H12O6。
難 易 度 中
7 早期新北市金瓜石附近除了產金外亦發現銅礦。由銅礦石所得到的粗銅常混著 金、銀、鋁、鐵、白金及鋅等金屬。粗銅的純度不高,不適合作為電線、電纜 的材料,但可經由電解精煉以提高銅的純度。銅的電解精煉如同實驗室的電解 電鍍,精煉時以硫酸銅溶液為電解液,以純銅(精銅)與粗銅分別為兩電極,
經通電一段時間後,純銅上的銅增多,同時其中一電極的下方會有金屬泥堆 積。下列有關電解精煉銅的敘述,哪一選項正確?
A金屬泥位於陰極下方 B金屬泥中含有金
C金屬泥中含有鐵 D電解液可以改為硫酸銀溶液 E以粗銅為陰極,精銅為陽極
B
選修化學(上) 第5章 氧化還原反應
測驗考生是否具備電解反應及電解精煉銅的概念
以煤焦冶煉處理過的銅礦,得到的銅為粗銅,因粗銅中往往含有金、銀 及鐵等雜質,需用電解法加以精煉,才能當電線使用。銅的電解精煉是 以含少量硫酸的硫酸銅溶液為電解液,以粗銅作陽極,純銅作陰極,通 以直流電電解,兩電極主要反應分別為:
陽極:Cu(s)→ Cu2+(aq)+2e- 陰極:Cu2+(aq)+2e-→ Cu(s)
粗銅中所含金、銀等還原電位較大之金屬,不易氧化形成離子,因而沉 積於陽極槽底,俗稱陽極泥。故:
A 金屬泥位於陽極下方。
BC 金屬泥中含有金和銀等貴金屬,鐵則氧化成離子留在溶液中。
D 電解液不可以改為硫酸銀溶液,因為銀的還原電位大於銅,陰極的 反應會變成:Ag+(aq)+e-→ Ag(s)。
E 以粗銅為陽極,精銅為陰極。
難 易 度 中
8 1-乙炔基環戊烯分子之碳原子鍵結的混成軌域種類與下列哪一個化合物相同?
A 2,3-戊二烯 B 2-丁炔 C 1,4-環己二烯 D甲苯 E丁烯 A
基礎化學(二) 第3章 有機化合物 選修化學(上) 第2章 化學鍵結 選修化學(下) 第7章 有機化學
測驗考生是否具備有機化合物命名、結構式與混成軌域的概念
碳原子的結構與混成軌域的關係如下表所示:
混成軌域 sp3 sp2 sp2 sp sp 結 構
故本題各分子中,碳原子之混成軌域分別如下:
化合物 結構式 混成軌域的種類
1-乙炔基環戊烯 sp、sp2、sp3
A 2,3-戊二烯 sp、sp2、sp3
B 2-丁炔 sp、sp3
C 1,4-環己二烯 sp2、sp3
D甲苯 sp2、sp3
E丁烯
(以1-丁烯為例) sp2、sp3
9 生物體內含有許多不同種類的脂肪酸,其碳鏈中的碳-碳鍵均為單鍵者稱為飽和 脂肪酸,具碳-碳雙鍵者稱為不飽和脂肪酸,不飽和脂肪酸中的碳-碳雙鍵可經 由氫化反應形成飽和脂肪酸。若欲使下列1莫耳的不飽和脂肪酸完全氫化為飽 和脂肪酸,則哪一選項所需的氫氣莫耳數最多?(括弧內為各脂肪酸的分子式)
A棉籽油中的軟脂油酸(C16H30O2) B向日葵籽油中的亞麻油酸(C18H32O2) C豬油中的油酸(C18H34O2) D紫蘇油中的次亞麻油酸(C18H30O2) E魚油中的DHA(C22H32O2)
E
基礎化學(二) 第 3章 有機化合物 選修化學(下) 第7章 有機化學
測驗考生是否具備脂肪酸與氫化加成反應的概念
飽和脂肪酸的通式為 CnH2nO2,1莫耳不飽和脂肪酸氫化形成飽和脂肪 酸的反應式分別如下:
A 棉籽油中的軟脂油酸:C16H30O2+H2→C16H32O2 B 向日葵籽油中的亞麻油酸:C18H32O2+2H2→C18H36O2 C 豬油中的油酸:C18H34O2+H2→C18H36O2
D 紫蘇油中的次亞麻油酸:C18H30O2+3H2→C18H36O2 E 魚油中的DHA:C22H32O2+6H2→C22H44O2
難 易 度 中
0 有關下列物質的敘述,哪一選項錯誤?
A鑽石與石墨皆為共價網狀固體,但兩者的立體結構不同 B NO2-為一彎曲形離子
C NF3為一平面三角形分子
D CF4雖為非極性分子,但具有極性的共價鍵 E臭氧分子(O3)為極性分子,並具有共振結構
C
基礎化學(二) 第2章 物質的構造與特性 選修化學(上) 第2章 化學鍵結
測驗考生是否具備網狀固體、混成軌域、分子形狀、共振與極性的概念 A 鑽石與石墨皆為共價網狀固體,但鑽石為立體的結構,而石墨則為
平面的結構。
B NO2-為一彎曲形離子:
C NF3分子形狀為立體三角錐形:
D CF4分子中具有極性的C-F共價鍵,但因分子對稱,極性鍵的向量 和為零,故為非極性分子。
E 臭氧為極性分子,並具有共振結構:
難 易 度 中
q、w題為題組
氰化鈉(NaCN)是毒化物,與水反應易生成毒性極強的氰化氫(HCN)。人體在短 時間內,若吸入高濃度的氰化氫,會導致呼吸停止而死亡。然而,氰化鈉可以提煉 黃金,首先將含金的礦物與氰化鈉、氧及水混合反應,生成水溶性的Na[Au(CN)2] 與 NaOH。其次是將生成的混合物過濾,將其濾液中和後,再與鋅反應,可得到 金。此兩反應式(係數未平衡)如下:
Au(s)+NaCN(aq)+O2(g)+H2O()→Na[Au(CN)2](aq)+NaOH(aq) Na[Au(CN)2](aq)+Zn(s)→Au(s)+Na2[Zn(CN)4](aq)
q 試問Na[Au(CN)2]與Na2[Zn(CN)4] 中的Au、Zn的氧化數分別為何?
A+1、+2 B+2、+1 C+2、+2 D+3、+1 E+3、+2 A
選修化學(上) 第5章 氧化還原反應 選修化學(下) 第6章 無機化合物
測驗考生是否具備判斷配位化合物氧化數的能力
在Na[Au(CN)2]中,由Na+ 和CN-可知中心金屬離子為Au+,故Au 的氧化數為+1;在Na2[Zn(CN)4]中,由Na+和CN-可知中心金屬離 子為Zn2+,故Zn的氧化數為+2。
難 易 度 易
w 下列相關敘述,哪一選項正確?
A氰化氫分子中沒有孤對電子
B氰化氫中碳和氮之間是以雙鍵的形式鍵結 C欲得1莫耳的金,理論上需用4莫耳的氰化鈉 D欲得1莫耳的金,理論上需用0.5莫耳的鋅
E將1莫耳的Na2[Zn(CN)4]溶於水,會產生7莫耳的離子 D
基礎化學(一) 第3章 化學反應
基礎化學(二) 第2章 物質的構造與特性 選修化學(上) 第5章 氧化還原反應 選修化學(下) 第6章 無機化合物
測驗考生是否具備常見物質的結構式、反應式的平衡、化學計量及配位 化合物的概念
A 氰化氫分子的結構式為H-C≡N:,有一對孤對電子。
B 氰化氫中碳和氮之間是以參鍵的形式鍵結。
CD 可由觀察法平衡反應式的係數:
4Au(s)+8NaCN(aq)+O2(g)+2H2O()→4Na[Au(CN)2](aq)+4NaOH(aq) 2Na[Au(CN)2](aq)+Zn(s)→2Au(s)+Na2[Zn(CN)4](aq)
故欲得1莫耳的金,理論上需用2莫耳的氰化鈉與0.5莫耳的鋅。
E 將1莫耳的Na2[Zn(CN)4]溶於水,會產生3莫耳的離子:
Na2[Zn(CN)4](aq)→ 2Na+(aq)+[Zn(CN)4]2-(aq)
難 易 度 中
e 石油氣的主要成分是丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10),今取少量丙烷和丁烷的混 合氣體在充足的氧氣下完全燃燒,將所得的產物,先經過含無水過氯酸鎂的吸 收管,再經過含氫氧化鈉的吸收管,兩管的質量分別增加5.58克及10.56克。
試問此混合氣體中,丙烷的莫耳分率應為下列哪一選項?
A 2
3 B 3
4 C 2
5 D 3
5 E 4
7 E
基礎化學(一) 第3章 化學反應 基礎化學(三) 第1章 氣 體 選修化學(下) 第7章 有機化學
測驗考生是否具備化學計量與莫耳分率的概念
設有m莫耳的丙烷,則由反應式:C3H8+5O2→3CO2+4H2O 可知完全燃燒後,得3m 莫耳的CO2和4m莫耳的 H2O
設有n莫耳的丁烷,則由反應式:C4H10+13
2 O2→ 4CO2+5H2O 可知完全燃燒後,得4n莫耳的CO2和5n莫耳的H2O
無水過氯酸鎂的吸收管會吸收H2O,故(4m+5n)*18=5.58…1 氫氧化鈉的吸收管會吸收 CO2,故(3m+4n)*44=10.56…….2 由1、2聯立解得m=0.04,n=0.03
故此混合氣體中,丙烷的莫耳分率= 0.04
0.04+0.03= 4 7
難 易 度 中
r 在25 nC時,下列三個半反應的標準還原電位如下:
Al3+(aq)+3e-→Al(s) En=-1.66 V I2(s)+2e-→2I-(aq) En=+0.54 V MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-→Mn2+(aq)+4H2O() En=+1.51 V 則在標準狀態下,下列何者為最強的還原劑?
A Al3+(aq) B Al(s) C I2(s) D I-(aq) E MnO4- (aq)
B
選修化學(上) 第5章 氧化還原反應
測驗考生是否具備標準還原電位與氧化還原的概念 標準還原電位愈大的物質,則為愈強的氧化劑 故氧化劑的強弱:MnO4-(aq)>I2(s)>Al3+(aq)
但愈強的氧化劑,其生成的產物則為愈弱的還原劑 故還原劑的強弱:Al(s)>I-(aq)>Mn2+(aq)
難 易 度 中
t 氟化鉛(PbF2)為難溶於水的化合物,其溶度積(Ksp)為3.2*10-8,而氫氟酸
(HF)是弱酸,其酸解離常數Ka為6.8*10-4。若取過量的PbF2固體,加入水 中形成飽和溶液,並有剩餘未溶解的PbF2固體。試問加入下列哪一物質於此溶 液中,最能增加PbF2的溶解度?
A HNO3(aq) B NaNO3(aq) C Pb(NO3)2(aq) D NaF(aq) E PbF2(s)晶體
A
基礎化學(三) 第 3章 化學平衡
測驗考生是否具備溶解度與同離子效應的概念
若取過量的PbF2固體,加入水中形成飽和溶液,並有剩餘未溶解的PbF2 固體,則可達成溶解平衡:PbF2(s)Pb2+(aq)+2F-(aq)
A 加入HNO3(aq),發生H+(aq)+F-(aq)HF(aq) 反應,造成[F-]降低,故
由勒沙特列原理可知平衡向右移動,PbF2的溶解度增加。
B 加入NaNO3(aq)的效果和加水相同,平衡向右移動,然而再次達平衡
時,PbF2固體量減少,但溶解度不變。
C 加入Pb(NO3)2(aq),會使[Pb2+]升高,由勒沙特列原理(或同離子效 應)可知平衡向左移動,PbF2的溶解度降低。
D 加入 NaF(aq),會使[F-]升高,由勒沙特列原理(或同離子效應)可 知平衡向左移動,PbF2的溶解度降低。
E 加入PbF2(s),仍為飽和溶液,平衡不移動,PbF2的溶解度不變。
難 易 度 中
y、u題為題組
去年八月,某一水圳森林公園的湖水有一段時間常出現死魚,經家畜疾病防治所採 取該湖水樣品化驗,發現常見危害環境的化學物質含量並未超過法規標準,死魚樣 體送驗也未驗出任何病毒。
y 下列有關該湖水水質的敘述,何者正確?
A公園湖水若未被汙染,則湖內除了水外不含有任何化合物
B 此地風大時,湖上的空氣會迅速被風帶走,依勒沙特列原理,此時湖水中的 溶氧量會降低
C夏季高溫可使該湖水中溶氧量減少,致使魚群死亡
D 若遊客餵食湖內的魚類,使有機物堆積於湖底,有助於水質優養化,可減少 湖內魚類的死亡
E若湖水樣品中的二氧化碳濃度下降,則其pH值會略為下降 C
基礎化學(一) 第1章 物質的組成 基礎化學(二) 第1章 常見的化學反應
第4章 化學與化工 選修化學(上) 第3章 液體與溶液
測驗考生是否具備對環境汙染、影響溶解度的因素與酸、鹼的基本概念 A 公園湖水若未被汙染,因為水是相當好的溶劑,故湖內除了水外,
亦溶有其他的物質。
B 湖水中的溶氧量主要受溫度、大氣中氧的分壓,以及需氧廢料的影 響,和風力的大小關係不大。
C 溫度愈高,則水中的溶氧量愈低。
D 多數的有機物為需氧廢料,會使水中的溶氧量降低,導致湖內魚類 的死亡。
E 二氧化碳溶於水會生成碳酸,若湖水樣品中的二氧化碳濃度下降,
湖水的酸性會降低,則其pH值會略為上升。
難 易 度 中
u 在25 nC時,湖水樣品化驗結果顯示湖水之pH 值為7.98,假設此數值完全受 湖水中某鹼性化合物甲的影響,而當時化合物甲的濃度為0.01 M,則其鹼解離 常數應最接近下列哪一數值?
A 10-4 B 10-6 C 10-8 D 10-10 E 10-12 D
選修化學(上) 第 4章 水溶液中酸、鹼、鹽的平衡
測驗考生是否具備pH值與酸鹼解離常數的概念,以及計算能力
pH=7.9808,故此湖水之[H+]010-8 M,[OH-]010-6 M 設此鹼性化合物甲的化學式為BOH
BOH(aq) B+(aq) + OH-(aq) 初 0.01
反應 -10-6 +10-6 +10-6 平衡 0.01-10-6 10-6 10-6
則Kb=[B+][OH-] [BOH] =
(10-6)2
0.01-10-6=10-10
難 易 度 中
i、o題為題組
林同學欲探究實驗室內一瓶陳舊氯酸鉀(KClO3)試藥的純度,由上課所學得知:
氯酸鉀在高溫下可完全分解產生氯化鉀和氧氣,於是取此氯酸鉀試樣1.50 g,將 其加熱分解,以排水集氣法收集氧氣,直到不再有氧氣產生,共收集 250 mL的氧 氣。若實驗時,水的溫度為32 nC、大氣壓力為736 mmHg。依上述實驗數據,試 回答下列問題。(已知 32 nC時水的飽和蒸氣壓為36 mmHg,且氧氣的溶解度極 小,可忽略不計)
i 此實驗共收集多少mol的氧氣?
A 1.6*10-3 B 4.1*10-3 C 9.2*10-3 D 8.8*10-2 E 7.3*10-2 C
基礎化學(三) 第1章 氣 體
測驗考生是否具備道耳頓分壓定律、理想氣體方程式的概念與計算能力 由道耳頓分壓定律可知P總=PO2+PH2O
即736=PO2+36
!PO2=700(mmHg) 又由PV=nRT
700*0.25=n*62.4*(32+273)!n=9.2*10-3(mol)
難 易 度 中
o 此氯酸鉀試藥的純度,最接近下列哪一數值(%)?
A 32 B 50 C 75 D 89 E 95 B
基礎化學(一) 第3章 化學反應 基礎化學(三) 第1章 氣 體 測驗考生是否具備化學計量的能力
由反應式:2KClO3 MnO2
△ 2KCl+3O2
可知產生9.2*10-3 mol的O2
所需的KClO3莫耳數=9.2*10-3*2
3=6.1*10-3(mol) 式量:KClO3=122.6
則此試藥的KClO3 純度= 6.1*10-3*122.6
1.50 *100%=49.8% 接近50%
難 易 度 中
p 將1.92 克HI氣體注入1.0升的真空容器內,在732 K下進行下列反應:
2HI(g)H2(g)+I2(g) Kp=0.16
當反應達平衡時,容器內總壓為0.90 大氣壓,則此時 HI(g)的分壓為多少大氣 壓?(分子量:HI=128)
A 0.20 B 0.25 C 0.40 D 0.50 E 0.80 D
基礎化學(三) 第 1章 氣 體 第3章 化學平衡
測驗考生是否具備理想氣體方程式、平衡常數的概念與計算能力 HI= 1.92
128 =0.015(莫耳),代入理想氣體方程式PV=nRT P*1.0=0.015*0.082*732!P=0.90(大氣壓)
2HI(g) H2(g) + I2(g)
初 0.90
反應 -2x +x +x 平衡 0.90-2x x x 則Kp=PH2PI2
PHI2 ,即0.16= x2
(0.90-2x)2 !x=0.20
故反應達平衡時,HI的壓力 =0.90-2*0.20=0.50(大氣壓)
難 易 度 中
二、多選題(占 20 分)
說明: 第a題至第g題,每題有 5 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 4 分;答錯 1 個選項者,得 2.4 分;答錯 2 個選項者,
得 0.8 分;答錯多於 2 個選項或所有選項均未作答者,該題以零分計算。
a 電子組態是原子或離子中之電子在軌域的排列狀態,下列原子或離子的基態電 子組態,哪些正確?
A
B
C D E
CDE
選修化學(上) 第1章 原子構造 測驗考生是否具備電子組態的概念
A 因為違反遞建原理,故為激發態,C的基態電子組態應為:
B 因為違反洪德定則,故為激發態,N的基態電子組態應為:
難 易 度 易
s 室溫時,小明進行草酸鎂的溶度積(Ksp)測定實驗,將 1.12 g 草酸鎂固體
(式量:MgC2O4=112)置於燒杯中,加入100 mL 純水,並充分攪拌以達溶 解平衡,過濾去除未溶解之草酸鎂固體後,得到飽和草酸鎂溶液。精確量取 25.0 mL飽和草酸鎂溶液至錐形瓶中,並加入適量的1.0 M H2SO4(aq)溶液後,以
0.010 M過錳酸鉀溶液進行滴定,共用了10.0 mL始達滴定終點。此滴定的反應
式為:
MnO4-(aq)+C2O42-(aq)+H+(aq)→ Mn2+(aq)+CO2(g)+H2O()(係數未平衡)
下列有關此實驗的敘述,哪些正確?
A此滴定反應中,草酸根(C2O42-)為氧化劑
B 此滴定反應不需外加指示劑,僅由溶液本身的顏色變化,即可判斷是否達到 滴定終點
C當溶液呈現Mn2+紫色,且維持30秒以上時,即表示達到滴定終點 D此滴定必須於酸性溶液中進行,以避免生成其他產物
E此實驗所測得的草酸鎂溶度積應接近1.0*10-4 BDE
基礎化學(三) 第3章 化學平衡 基礎化學(三) 實驗三 溶度積的測定 選修化學(上) 第5章 氧化還原反應
測驗考生是否具備涉及過錳酸鉀滴定之特性的概念、化學計量與溶度積 的計算
A 此滴定反應中,草酸根(C2O42-)為還原劑,過錳酸根(MnO4-) 為氧化劑
BCD 涉及過錳酸鉀的滴定,常以 MnO4-的紫色作為滴定終點的判 斷,當溶液中草酸根耗盡,則MnO4-的紫色不再消失,且維持 30秒以上時,即表示達到滴定終點。
E 反應式:2MnO4-(aq)+5C2O42-(aq)+16H+(aq)→ 2Mn2+(aq)+10CO2(g)+8H2O() MnO4-:C2O42-=2:5=0.010*10.0*10-3:[C2O42-]*25.0*10-3 ![C2O42-]=1.0*10-2(M)
又由MgC2O4(s) Mg2+(aq)+C2O42-(aq) 可知[Mg2+]=[C2O42-]=1.0*10-2 M
故Ksp=[Mg2+][C2O42-]=(1.0*10-2)2=1.0×10-4
難 易 度 中
d 圖5為反應式:A(aq)+B(aq) C(aq)之反應過程的能量變化。
下列有關此反應的敘述,哪些正確?
A該反應為放熱反應
B反應溫度升高時,反應平衡常數會下降
C反應溫度升高時,正反應與逆反應的速率常數皆增加 D反應達平衡時,正反應速率大於逆反應速率
E反應達平衡時,正反應與逆反應具有相同的速率常數
ABC
基礎化學(三) 第2章 化學反應速率 第3章 化學平衡
測驗考生是否具備反應位能圖、反應速率、速率常數、平衡的性質與勒 沙特列原理的概念
A 由題圖可知產物的位能低於反應物,故該反應為放熱反應。
B 反應溫度升高時,該反應平衡向左移動,故反應平衡常數會下降。
C 反應溫度升高時,正反應與逆反應的速率常數皆增加。
DE 反應達平衡時,正反應速率等於逆反應速率,且不為零,而正反 應與逆反應的速率常數並不相等。
難 易 度 中
f 在麵包的製作過程中,常以小蘇打(NaHCO3)做為膨鬆劑,然而在使用小蘇 打之前,碳酸氫銨(NH4HCO3)亦曾是這類食品的膨鬆劑。使用碳酸氫銨時,
於麵包烘焙過程中(約190∼230 nC)會釋出甲、乙與丙三種氣體,其中甲有 刺鼻味,而乙與丙均沒有味道。若於同溫度範圍內使用小蘇打烘焙麵包時,則 會產生兩種氣體及碳酸鈉(Na2CO3)。下列有關此兩種烘焙過程的敘述,哪些 正確?
A 每1莫耳的碳酸氫銨會產生4莫耳的氣體 B每1莫耳的小蘇打會產生3莫耳的氣體 C使用小蘇打時,不會產生甲
D使用小蘇打時,會產生乙與丙
E使用碳酸氫銨時,所產生的甲是尿素((NH2)2CO) CD
選修化學(下) 第6章 無機化合物
測驗考生是否具備常見反應的記憶、物質性質的概念
圖5
AE 每1莫耳的碳酸氫銨加熱分解會產生3莫耳的氣體:
NH4HCO3(s) △ NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)
其中NH3 有刺鼻味,而H2O與CO2則沒有味道,故知甲為NH3。 BCD 每1莫耳的小蘇打會產生0.5莫耳CO2與0.5莫耳H2O,共1 莫
耳的氣體:
2NaHCO3(s) △ Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) 故使用小蘇打時,不會產生NH3。
難 易 度 中
g 下列有關1-丁炔與2-丁炔的敘述,哪些正確?
A 1-丁炔可與2莫耳的溴化氫進行加成反應產生二溴丁烷 B 2-丁炔可與2莫耳的溴進行取代反應產生四溴丁烷 C在硫酸與硫酸汞的催化下,1-丁炔可與水反應生成丁醛 D在硫酸與硫酸汞的催化下,2-丁炔可與水反應生成丁酮 E 1-丁炔與 2-丁炔互為幾何異構物
AD
基礎化學(二) 第3章 有機化合物 選修化學(下) 第7章 有機化學
測驗考生是否具備異構物、有機反應的概念
A 1-丁炔可與2莫耳的溴化氫進行加成反應產生2,2-二溴丁烷 CH3CH2C≡CH+2HBr→CH3CH2CBr2CH3
B 2-丁炔可與2莫耳的溴進行加成反應產生2,2,3,3-四溴丁烷 CH3C≡CCH3+2Br2→CH3CBr2CBr2CH3
C 在硫酸與硫酸汞的催化下,1-丁炔可與水反應生成丁酮 CH3CH2C≡CH+H2O HgSOH+4 CH3CH2COCH3
D 在硫酸與硫酸汞的催化下,2-丁炔可與水反應生成丁酮 CH3C≡CCH3+H2O HgSOH+4 CH3CH2COCH3
E 1-丁炔與2-丁炔互為結構異構物,而非幾何異構物。
難 易 度 中
第貳部分:非選擇題(占 20 分)
說明: 本部分共有三大題,答案必須寫在「答案卷」上,並於題號欄標明大題號
(一、二、三)與子題號(1、2、……),作答時不必抄題,若因字跡潦 草、未標示題號、標錯題號等原因,致評閱人員無法清楚辨識,其後果由考 生自行承擔。計算題必須寫出計算過程,最後答案應連同單位劃線標出。作 答務必使用筆尖較粗之黑色墨水的筆書寫,且不得使用鉛筆。每一子題配分 標於題末。
一、化合物甲、乙、丙、丁、戊皆為苯的衍生物且互為同分異構物,分子式為 C7H8O。其中,化合物甲可經數步驟的化學反應合成止痛劑阿司匹靈。化合物 乙與過錳酸鉀溶液在鹼性條件下共熱,再經酸處理可得苯甲酸。已知五個化合 物中,化合物丙的沸點最低。化合物乙可與乙酸在硫酸的催化下反應,脫水生 成化合物己。試寫出化合物甲、乙、丙、己的結構式。(每一結構式2分,共 8分)
範例:乙基苯的結構式可書寫如右:
甲:
乙:
丙:
己:
基礎化學(二) 第 3章 有機化合物 選修化學(下) 第7章 有機化學
測驗考生是否具備異構物、有機反應的概念
分子式為C7H8O,且為苯的衍生物之化合物有5種:
化合物 苯甲醇 苯甲醚 2-甲基酚 3-甲基酚 4-甲基酚
結構式
其中 2-甲基酚在適當條件下可先氧化成柳酸,柳酸再經乙醯化可製得 阿司匹靈,故為甲;苯甲醇與過錳酸鉀溶液在鹼性條件下共熱,再經 酸處理可得苯甲酸,故為乙;苯甲醚因不具有氫鍵,沸點最低,故為 丙;苯甲醇可與乙酸在硫酸的催化下反應,脫水生成乙酸苯甲酯,反應
式: ,故為己。
難 易 度 中
二、洪同學在實驗室測量下列反應的反應速率:
CO(g)+NO2(g)→ NO(g)+CO2(g)
反應物的初濃度及所得的初速率如下表所示:
[CO]初(M) [NO2]初(M) 初速率(M s-1) 0.10
0.10 0.20
0.10 0.20 0.20
0.0020 0.0080 0.0080 此反應的反應速率定律可書寫成:速率=k[CO]m[NO2]n
試列出計算式,並求出下列數值。(每一子題2分,共 6分)
1 速率定律中的m與n值。(2分)
2 速率定律中的速率常數k。(2分)
3 當[CO]初=0.40 M,[NO2]初=0.10 M時,此反應的初速率。(2分)
1 m=0,n=2 2 k=0.20 M-1 s-1 3 0.0020 M s-1
基礎化學(三) 第2章 化學反應速率
測驗考生是否具備對反應級數分析推理及計算的能力 1 設反應的速率定律:速率=k[CO]m[NO2]n
則 0.0080
0.0020= k(0.10)(m 0.20)n
k(0.10)m(0.10)n !n=2 0.0080
0.0080= k(0.20)(m 0.20)n
k(0.10)m(0.20)n !m=0 即速率=k[NO2]2
2 將第一組數據代入,可得0.0020 M s-1=k*(0.10 M)2 !k=0.20 M-1 s-1
3 當[CO]初=0.40 M,[NO2]初=0.10 M時
此反應的初速率=0.20 M-1 s-1*(0.10 M)2=0.0020 M s-1
難 易 度 中
三、瓶裝汽水是一種碳酸飲料,其製備是利用亨利定律的原理,將數個大氣壓力的 CO2(g)壓入含糖及調味料飲用水的玻璃瓶中後,再加以密封。依據亨利定律,
低溶解度的氣體在溶劑中的溶解度(S)與液面上該 氣體的分壓(p)成正比,其比例常數稱為亨利定律
常數(kH),關係式可表示如下:
S=kH*p
式中的S與 p的單位分別為體積莫耳濃度(M)與 大氣壓(atm),而CO2的kH與溫度的關係如圖 6所 示。CO2(g)溶入水中生成CO2(aq)後,小部分溶入水中
的 CO2(aq) 會與水反應形成 H2CO3(aq),在25 nC時,
其平衡反應式與平衡常數如下:
CO2(aq)+H2O()H2CO3(aq) K1=[H2CO3(aq)]
[CO2(aq)] =1.6*10-3
而H2CO3(aq)在水中會解離成H+(aq)與HCO3-(aq),其平衡反應式與平衡常數如下:
H2CO3(aq)H+(aq)+HCO3-(aq) Ka=2.5*10-4
今有一未開罐的汽水瓶,於25 nC時,瓶內上方的CO2(g)壓力為 2.5 atm,若其 性質遵守亨利定律,試列出計算式,並求出下列數值。(每一子題 2分,共6 分)
1 汽水中CO2(aq)的濃度(M)。(2 分)
2 下列平衡反應式的平衡常數。
CO2(aq)+H2O()H+(aq)+HCO3-(aq)(2 分)
3 汽水中氫離子濃度[H+(aq)](M)。( 2=1.41 , 3=1.73;2分)
1 0.075 M 2 4.0*10-7 3 1.7*10-4 M
基礎化學(三) 第3章 化學平衡 選修化學(上) 第3章 液體與溶液
第4章 水溶液中酸、鹼、鹽的平衡
測驗考生是否具備亨利定律、平衡常數的概念及平衡常數計算的能力 圖6
1 由題圖可知在25 nC時,亨利定律常數kH=0.03 M∕atm 又p=2.5 atm,則S=kH*p=0.03 M∕atm*2.5 atm=0.075 M 2 由CO2(aq)+H2O()H2CO3(aq) K1=[H2CO3(aq)]
[CO2(aq)] =1.6*10-3 H2CO3(aq)H+(aq)+HCO3-(aq) Ka=2.5*10-4
由反應式相加,K值相乘,可得:
CO2(aq)+H2O()H+(aq)+HCO3-(aq) K=1.6*10-3*2.5*10-4=4.0*10-7
3 CO2(aq) + H2O() H+(aq) + HCO3-(aq)
初 0.075
反應 -x +x +x
平衡 0.075-x x x
K=4.0*10-7
則由K=[H+(aq)][HCO3- (aq)]
[CO2(aq)] ,即4.0*10
-7= x2 0.075-x !x=1.73*10-4(M)
難 易 度 中 F