114學年度分科測驗化學試題

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財團法人大學入學考試中心基金會
114學年度分科測驗試
化學考科
請於考試開始鈴響起,在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
-作答注意事項-
考試時間:80分鐘
作答方式:
˙選擇題用 2B 鉛筆在「答題卷」上作答;更正時以橡皮擦擦拭,切勿
使用修正帶(液)。
˙除題目另有規定外,非選擇題用筆尖較粗之黑色墨水的筆在「答題卷」
上作答;更正時,可以使用修正帶(液)。
˙考生須依上述規定劃記或作答若未依規定而導致答案難以辨識或評閱
時,恐將影響成績。
˙答題卷每人一張,不得要求增補。
選擇題計分方式
˙單選題:每題有
n
個選項,其中只有一個是正確或最適當的選項。各題
答對者,得數;答錯、未記多者,該
以零分計算。
˙多選題:每題有
n
個選項,其中至少有一個是正確的選項。各題之選項
獨立判定,所有選項均答對者,得該題全部的分數;答錯
k
個選項者,
得該題
2nk
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。
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(136 號元素)
1
H
1.0
2
He
4.0
3
Li
6.9
4
Be
9.0
5
B
10.8
6
C
12.0
7
N
14.0
8
O
16.0
9
F
19.0
10
Ne
20.2
11
Na
23.0
12
Mg
24.3
13
Al
27.0
14
Si
28.1
15
P
31.0
16
S
32.1
17
Cl
35.5
18
Ar
40.0
19
K
39.1
20
Ca
40.1
21
Sc
45.0
22
Ti
47.9
23
V
50.9
24
Cr
52.0
25
Mn
54.9
26
Fe
55.8
27
Co
58.9
28
Ni
58.7
29
Cu
63.5
30
Zn
65.4
31
Ga
69.7
32
Ge
72.6
33
As
74.9
34
Se
79.0
35
Br
79.9
36
Kr
83.8
二、 理想氣體常數
1 1 1 1
R 0 0820 L atm K mol 8 31 J K mol
==..
1 114年分科
11 化學考
- 1 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
1.5 P0
總壓
時間
0
0
1.5 P0
總壓
時間
0
0
P0
1.5 P0
總壓
時間
0
0
P0
2 P0
總壓
時間
0
0
P0
第壹部分、選擇題(占76分)
一、單選題(占28分)
說明:第1題至第7題,每題4分。
1. 穩定分子的分子式
3x
CH SH
3 y 3
CH CH()Cl
3z
CH NH
中,則 xyz
哪一項?
(A) 122 (B) 123 (C) 231
(D) 232 (E) 321
2. 定溫定容下,某氣體
2
XY
)可進行分解反應,其化學反應式如式 1
22
X Y(g) X (g) +Y(g)
(式 1
已知
2
XY
2
X
Y彼此之間互不反應,且三者皆可視為
理想氣體若初始的容器內僅有
2
XY
0
P
過程中,
2
XY
分壓與時間的關係如圖 1所示,則容器內
總壓隨時間的變化可能為何?
(A) (B) (C)
(D) (E)
3. 2為電解
NaCl(l)
的電流與時間的關係圖,試問經過 3小時後,大約可以生成
多少克鈉金屬?(鈉的原子量請參見封面週期表)
(A) 25
(B) 13
(C) 1.1
(D) 0.02
(E) 0
時間
0
P0
0
X2Y分壓
1
2 P0
總壓
時間
0
0
P0
2
時間(小時)
0
1
2
3
4
0
10
20
電流
(安培)
114年分科 2
化學考科 11
- 2 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
4. pH=2.0 HCl 水溶液 50 mL與一未知濃度的 KOH 水溶液 50 mL 均勻混合後
若溫度沒有改變,體積為 100 mL ,此溶液的 pH 值為 4.0 KOH
的濃度(M)為下列何者?
(A) 0.098 (B) 0.0098 (C) 0.0049 (D) 0.0018 (E) 0.00098
5. 氣體 A B C。在定溫下,某固定體積的密閉容器中,AB
C 1.000 M1.500 M 1.000 M A
濃度為 0.921 MB的濃度為 1.342 MC 1.158 M。試問此反應的化學
反應式為何?
(A)
A B 2C
(B)
A 2B 2C
(C)
2A B C
(D)
A 3B 2C
(E)
2A 3B 3C
6-7
聚二甲基矽氧烷(甲)與化合物(乙)劑反應後其線形結構轉變成三維
網狀結構物理性質也從液體的矽油轉變成具有彈性的固體矽膠 3
結構及化學反應示意此反應稱為交聯反應abc分別代表括弧中單元
重複的數目)
6. 交聯反應中(甲)端的碳碳雙鍵與試劑(乙)中的哪個基團形成新的化學鍵結?
(A) (B) (C)
(D) (E)
3
3 114年分科
11 化學考
- 3 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
7.
完全後所得到的矽膠會有不同彈性,主要原因為何?
(A) 反應的基團不同 (B) 反應的活性不同 (C)
(D) (E) 溶解度不同
二、多選題(占48分)
說明:第8題至第19題,每題4分。
8. 下列有關石墨與金剛石的敘述,哪些正確?
(A) 石墨與金剛石為同素異形
(B) 石墨的導電性與結構中的π鍵有關
(C) 石墨的碳碳鍵長大於金剛石的碳碳鍵
(D) 金剛石為三維共價網狀固體,常溫常壓時可導電
(E)
2
sp
混成軌域鍵結,層與層間有凡得瓦作用
9. 氦( He是惰性氣體中最輕的元氦的一個價電子游離後生成了氦離
+
He
)。
下列關於
+
He
的敘述,哪些正確?
(A) 沒有3d 軌域
(B)
+
He
的半徑比He
(C) 基態
+
He
的電子組態與氫原子相同
(D) 可用波耳的原子模型理論解釋
+
He
光譜
(E)
+
He
2+
He
He
+
He
的游離能大
10. 20甲是週期表中質量最小的元素
乙是週期表中電負度最大的元素,丙原子最外殼層電子數是次外殼層電子數的
丙和丁原子序總和。下列敘述哪些正確?
(A) 甲與乙形成的化合物不溶於水
(B) 在自然界中的丙有兩種同位素
(C) 甲與丙反應後所得的化合物,可形成分子間氫鍵
(D) 丁在常溫下為黃色固體
(E) 戊的氧化物溶於水呈酸性
114年分科 4
化學考科 11
- 4 -
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11. 某生配製濃度均為 1.0 M
32
Pb(NO )
24
H SO
2
BaCl
3
AgNO
示,致 使 液。 ,他 :甲、乙
丙、丁,再從中分別多次取出 1.0 mL,兩兩混合,所得實驗結果記錄如下:
I. 甲與乙混合後會產生白色沉澱。甲與丙或丁混合,則無變化。
II. 乙與丙、丁混合時,皆會產生白色沉澱。若對乙與丁反應所得的產物加熱,
則所得沉澱物會溶解
III. 丙與丁混合時會產生白色沉澱,加熱後不會消失。
根據上述實驗結果,下列敘述哪些正確?
(A) 甲為
3
AgNO
(B) 乙為
24
H SO
(C) 丙為
2
BaCl
(D) 丁為
32
Pb(NO )
(E) KI水溶液,則會產生沉澱
12. 某反應是一種振盪反應反應溶液初始為紅色經過一段時間後轉變為藍色然後
再轉變成紅色,溶液顏色就在紅與藍之間振盪,推測的反應步驟如下:
步驟甲:
+
32 2 2 2
BrO +2 Br +3 CH (COOH) +3 H 3 BrCH(COOH) +3 H O
−−
步驟乙:
2+ + 3+
33 3 2
BrO 4 Fe( -phen) 5 H HOBr 4 Fe( -phen) +2 H O
oo
+ + +
(紅色) (藍色)
步驟丙:
3+
2 2 3 2 2
2+ +
32
HOBr 2 CH (COOH) 2 Fe( -phen) BrCH(COOH) +2 H O
2 Fe( -phen) +3 HOCH(COOH) +2 Br +4 H
o
o
+ + +
步驟甲中的溴離子濃度降低後,反應則切換至步驟乙,溶液顏色從紅色轉變為
藍色。然後步驟丙中錯合物
3
3
Fe( -phen)o+
與次溴酸及溴化丙二酸反應後,再生成
溴離子溶液顏色從藍色轉變成紅色化學式中
-pheno
的結構如圖 4
基的配位子。下列關於此振盪反應的敘述,哪些正確
(A) 步驟甲中,溴酸根是還原
(B)
3
3
Fe( -phen)o+
氧化後呈現紅色
(C) 步驟乙中,溴酸根產生次溴酸是還原反應
(D)
2
3
Fe( -phen)o+
中鐵離子的配位數是6
(E) 步驟丙中溶液顏色變化是因為溴離子所造成
13. 膽固醇可由肝細胞合成或由食物中攝取,是人體中重要的成分。膽固醇的結構
如圖 5所示,下列相關敘述,哪些正確?
(A) 含有羥基及烯烴
(B) 可使紅棕色的溴水褪色
(C) 可形成分子間氫鍵,易溶於水
(D) 可與斐林試劑作用會產生紅色沉澱
(E) 可與
2 2 7
K Cr O
的硫酸溶液反應生成酮類化合物
4
HO
5
5 114年分科
11 化學考
- 5 -
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14-15
某生在恆溫下進行
2 2 3
Na S O
水溶液的分解反應速率實驗,反應式如 2
2
2 3 2 2
S O 2 H SO S H O
+
+ + +
(式2
其實驗步驟如下:
1)在一個錐形瓶中置入50 mL 0.20 M
2 2 3
Na S O
溶液
2)在瓶子底部下方放置一張畫有黑色「X
3)將10 mL 0.10 M HCl溶液加入上述錐形瓶中,並立刻按下秒錶且以玻棒
攪拌
4)由 X」標
時間(t
5)改 驟( 1)的
2 2 3
Na S O
進行實驗,結果如表1所示。
1
2 2 3
Na S O
溶液體積
mL
蒸餾水體積
mL
標誌消失時間 t
(秒)
1/t 數值
1/秒)
50.0
0
33.8
0.0296
30.0
20.0
49.2
0.0203
10.0
40.0
150
0.0067
14. 關於式 2的反應與實驗設計,下列敘述哪些正確?
(A)
H+
是催化劑
(B) 是一個氧化還原反應
(C)
H+
的濃度與體積為一定值
(D)
2 2 3
Na S O
濃度對
t
作圖,得知其為線性關
(E) 使 20.0 mL
2 2 3
Na S O
溶液再進行一次實驗,需使用30.0 mL
15. 關於實驗結果與推論,下列敘述哪些正確?
(A)
2
23
SO
而言為一級反應
(B) X」標誌時,代表產生了0.5 mmol 的硫
(C) X」標誌是由於產生的二氧化硫氣泡干擾
(D) 若將HCl溶液濃度改為0.15 M時,不會改變標誌消失的時間(t
(E) 積,
2 2 3
Na S O
溶液體積與減少蒸餾水體則標誌消失
時間(t
114年分科 6
化學考科 11
- 6 -
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16-17
甲烷(
4
CH
)是天然氣的主要成分,燃燒時可以產生 1200-1800 K 的高溫。
6
4
CH
2
O
的混合氣體燃燒時產生的火焰示意圖,
其中 Z軸標示了火焰的高度位 X0Z0
完全燃燒時的火焰最高點為 Z1.0cm火焰高度按比
例的相對值為 Z0.20.4 6所示。
科學家透過儀器分析分別得到在 X0Z01.0
位置的化學成分莫耳分率結果如圖 7 7
2
O
莫耳分率數值範圍為 0.72-0.92
莫耳分率數值範圍在 0.0-0.20 之間。
7表示甲烷燃燒過程中的各氣體莫耳分率變化可以呈現
其燃燒的結果。回答下列問題:
16. 關於此混合氣體燃燒實驗,下列敘述哪些正確?
(A)
4
CH
2
O
的莫耳數比大於0.2
(B) 燃燒前混合氣體中有
2
HO
2
CO
雜質
(C) 燃燒過程共消耗掉約0.15莫耳的
2
O
(D) 完全燃燒後
4
CH
2
CO
2
HO
(E)
2
HO
2
CO
重量之2
17. 下列敘述,哪些符合圖 7
(A)
2
HO
的生成,在Z0.1 cm
(B) Z0.1 cm ,每生成1.0莫耳
2
HO
伴隨0.5莫耳
2
CO
的生成
(C) Z0.2 cm 時,
4
CH
生成CO CO
2
CO
的速率快
(D) Z0.2 cm 時,
4
CH
生成CO
2
HO
(E) Z0.3 cm ,主要反應為CO的燃燒
X
Z
外焰
內焰
Z1.0
Z0.6
Z0.2
X0Z0
6
7
1.0
0.8
0.6
0.4
0.35
0.3
0.2
0.1
0
高度 Zcm
CO
CO2
O2
CH4
H2O
0.0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
CH4, CO, CO2, H2O
0.72
0.74
0.76
0.78
0.80
0.82
0.84
0.86
0.88
0.90
0.92
O2
7 114年分科
11 化學考
- 7 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
18. 酵素可以催化反應,其第一步是和反應物產生作用,並結合形成複合體。圖 8
結構中甲代表反應物乙代表某酵素中和甲結合部位的示意圖丙是兩者結合後
的複合體。若催化反應是甲的水解反應,下列敘述哪些正確?
(A) 5對未鍵結電子對
(B) 乙是由胺基酸結合而成
(C) 丙中的分子間作用力包含氫鍵
(D) 醋酸是反應產物之一
(E) 反應後乙將脫去一分子水
19. 9為由硼砂(
2 4 7 2
Na B O 10H O
)製備硼元素(熔點2076 ℃
下列關於圖 9的敘述,哪些正確?
(A) 步驟
3
B(OH)
亦可寫成
33
H BO
此為鹼性物質溶於水時會產生
OH
ˉ
(B) 步驟
3 2 3 2
2 B(OH) B O + 3 H O
(C) 步驟
23
B O +3 Mg 2 B + 3 MgO
(D) 步驟
(E) 步驟⑤較易得到高純度的硼,是因為在高溫下進行,產物中只有硼是固體
9
8
甲(反應物)
丙(複合體)
乙(酵素
O
O
O
O
O
O
O
O
+
N
+
N
+
N
+
N
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
114年分科 8
化學考科 11
- 8 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
第貳部分、混合題或非選擇題(占24分)
說明:本部分共有 4 題組,選擇題每題 2 分,非選擇題配分標於題末。限在答題卷標示
題號的作答區內作答。
選擇題作使 2B 答,拭,切勿
使用修正帶(液)。非選擇題請由左而右橫式書寫,作答時必須寫出計算過程或
否則將酌予扣分。
20-22
某生量測三個鹼土族金屬的氫氧化合物之溶解度,方法如下:
1 取適量氫氧化合物置於錐形瓶中加入蒸餾水後攪拌一天然後靜置一天
2 由(1)的錐形瓶中取適當量的溶液,置於另一個錐形瓶中,以0.0020 M
HCl的標準溶液滴定。實驗結果如表2
2
化合物
式量
取用體積(mL
標準酸滴定用量(mL
2
Mg(OH)
58.3
50.0
8.12
2
Ca(OH)
74.1
1.00
24.41
2
Sr(OH)
121.6
0.500
34.87
20. 關於此實驗的步驟,下列敘述哪些正確?(多選
(A) 1)應將瓶口用軟木塞蓋緊
(B) 1)靜置的目的是讓懸浮的固體顆粒沉積
(C) 此實驗操作溶液溫度需要記錄
(D) 2)應使用適當大小的量筒,取用準確體積的溶液
(E) 2 0.020 M HCl 的標準溶液滴定,則可得到更精確的數據
21. 關於表 2的結果,下列敘述哪些正確?(多選
(A) 氫氧化鎂的溶解度最小
(B) 溶解度較大者,其溶解速率較快
(C) 當飽和溶液生成後,固體粒子的溶解與沉澱達平衡狀態
(D) 根據此實驗的步驟與方法,亦可用來量測鹼金族金屬氫氧化物的溶解度
(E)
2
Ba(OH)
的溶解度,則應取用50.0 mL飽和溶液
22. 根據此實驗結果,計算氫氧化鈣的溶解度(M)。( 2分)
9 114年分科
11 化學考
- 9 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
23-25
在混合溶液中不同種類分子的分子間作用力差距會影響溶液偏離理想性質
10 是在 1大氣壓下環己烷-乙醇混合溶液所測得的沸點對乙醇莫耳
分率數值(X)的曲線。回答下列問題:
23. 關於環己烷-乙醇混合溶液的敘述,哪些正確?(多選)
(A)
X 0.5=
的環己烷-醇混合溶液沸點約為64 ℃
(B) 0.5 L 0.5 L乙醇混合後,溶液總體積大於 1.0 L
(C) 環己烷與乙醇混合為放熱反應
(D) 環己烷分子間作用力大於乙醇分子間作用力
(E) 環己烷分子與乙醇分子之間主要以偶-偶極力互相吸引
24. 下列三種液體甲、乙與丙在 60 時,蒸氣壓大小順序為何?用「<」的符號
寫出從小到大的順序2分)
甲:純乙醇
乙:純環己烷
丙:0.5 mol 0.5 mol 乙醇
25. X0.9 -乙醇混合溶液,其沸點比純乙醇的沸點明顯降低,寫出其主要
2分)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
60
70
80
90
10
乙醇莫耳分率(X
沸點
114年分科 10
化學考科 11
- 10 -
請記得在答題卷簽名欄位以正楷簽全名
26-28
化合物甲為雌激素,化合物乙、丙、丁亦具有類似的作用,會干擾內分泌
系統的正常運作,稱為環境荷爾蒙,結構如圖 11
26. 比較化合物甲~丁的分子結構推測其關鍵的結構是何種官能基團寫出此官能基
的中文名稱及畫出其結構。2分)
27. 3為工業上合成化合物丙的方法
a-d
a:b:c:d
的最小
整數比。2分)
(式 3
28. 畫出式 3反應中
36
C H O
2分)
OH
OH
OH
OH
HO
HO
HO
11
背面還有試題
11 114年分科
11 化學考
- 11 -
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29-31
果膠為一種水溶性的高分子聚合物結構中含有大量的羥-OH -COOH
與酯(
3
-COOCH
)官能基,如圖 12 示。果膠亦為一種高分子電解質,其結構
單元上含有能解離的官能基團。
小芬取 0.2 15 mL 的濃度 0. 1 M HCl 溶液,混合均勻後維持
緩慢攪拌溶液,同時將 0.1 M NaOH 水溶液慢慢滴入,量測和記錄該溶液的
導電度及 pH 值。實驗結果如圖 13 X軸代表所加入的 NaOH 體積,Y
左側為導電度(方形 Y pH
下列問題。
29. 寫出圖 13 I所發生的主要化學反應式。2分)
30. 根據圖 13 pH 值變化,判斷寫出果膠的
a
pK
應約為多少?(2分)
31. 在區域 II 的範圍內所消耗的 NaOH 3.9 mL。若 品,
實驗操作不變的情況下,區域 II Na OH 4.1 mL
與其數量說明新樣品與原樣品在結構上有何差異?(2分)
12
XOH or OCH3
O
COX
OH
COX
COX
COX
COX
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
13
30
25
20
15
10
5
0
pH
導電度
2
4
6
8
10
12
500
1000
1500
2000
2500
區域Ⅰ
區域Ⅱ
區域Ⅲ
NaOH 的體積(mL
導電度
μS / cm
pH
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