高雄市立高雄高級中學
108學年度科學班科學能力檢定試題卷
【自然能力檢定1(化學、生物)】試題卷
－作答注意事項－
該科考試分成化學、生物兩科。
每科分開計算，換算成T分數後，再加總成自然科總分。
請考生均勻分配時間作答，以免影響成績。
考試時間：60 分鐘
作答方式：
˙請依試題規定，將答案書寫於正確的空
格及空白頁
˙非選擇題使用較粗的黑色或藍色原子筆、鋼珠筆或
中性筆，務必在「答案卷」上作答。
祝 考 試 順 利
第 一 部 分 ： 化 學 科
元 素 週 期 表 (1~36號 元 素 ) 範 例
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
3
一、 填充題：
說明：本大題共有10題，每題有4個選項，其中至少有1個是正確的答案，請將正確答案代號填入答案卷中。
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分；答錯2個選項以上或所有
選項均未作答者，該題以零分計算。(共40分)
1. 有 A 克重量百分率濃度為 15％的硝酸鈉溶液，若想將其重量百分率濃度變為 30％，可以採用下列哪些方法？
(A)蒸發掉溶劑的
1
2
(B)蒸發掉溶劑的 15 ％ (C)蒸發掉
A
2
克的溶劑 (D)加入
3A
14
克的硝酸鈉
2. 化學反應所伴隨的能量變化稱為反應熱，以
△H 表示。反應熱△H = 生成物之熱含量之和 — 反應物熱含量之和，
其中吸熱反應
△H>0；放熱反應△H<0，且反應熱有加成性，稱為赫士定律 (若一反應能以兩個或多個其他反應
之代數和表示，則其反應熱為此數個反應熱的代數和)。
下列兩個化學反應(1)及(2)中，ΔH
1
及
ΔH
2
為各反應的反應熱。
(1) A
2
B
2(g)
＋B
2(g)
→A
2
B
4(g)
，
H
1
＜0
(2) AB
4(g)
→B
2(g)
＋
1
2
A
2
B
4(g)
，
H
2
＞0
下列(3)，(4)，(5)三個反應的反應熱，ΔH
3
，
ΔH
4
，
ΔH
5
彼此間的大小關係中，哪些為正確？
(3) A
(s)
+2B
2(g)
→AB
4(g)
，
ΔH
3
(4) A
(s)
+
1
2
B
2(g)
→
1
2
A
2
B
2(g)
，
ΔH
4
(5) A
(s)
+B
2(g)
→
1
2
A
2
B
4(g)
,
H
5
(A)ΔH
4
＞
ΔH
3
(B)ΔH
3
＞
ΔH
5
(C)ΔH
4
＞
ΔH
5
(D)ΔH
5
＞
ΔH
3
＞
ΔH
4
3. 下列哪些反應不屬於氧化還原反應？
(A)NaCl＋H
2
SO
4
→NaHSO
4
＋HCl (B)2Mg＋CO
2
→2MgO＋C
(C)CuBr
2
→Cu＋Br
2
(D)6CO
2
＋6H
2
O→C
6
H
12
O
6
＋6O
2
4. 碳與氧可形成兩種不同的化合物，這兩種化合物中碳和氧的質量比不同。若將碳的質量固定時，兩化合物中氧
的質量之間成一簡單整數比，此稱為倍比定律。下列各組物質，哪些符合倍比定律？
(A)C
60
、C
80
(B)Pb
3
O
4
、PbO
(C)SiO
2
、CO
2
(D)GaCl
3
、AlCl
3
5. 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？
(A)
2
2
3 s
g
s
g
Fe O
CO
Fe
CO
(B)
6
4
2
6
4
2
2 aq
2 aq
l
2 aq
C H OH
H O
C H O
H O
(C)
3
2
aq
2 aq
2 g
l
2 s
Ca HCO
HCl
CaCl
CO
H O
(D)
3
4
g
3 aq
s
3 aq
3 g
2
HC
CH
Ag NH
NO
AgC
CAg
NH NO
NH
6. 透明質酸又稱玻尿酸，是一種是由雙糖（D-葡萄糖醛酸及 N-乙醯葡糖胺）基本結構組成的糖胺聚糖。透明質
酸廣泛存在於結締組織、上皮組織和神經組織中。與多數糖胺聚糖不同，透明質酸不含硫，並在細胞膜而非高
基氏體中形成。最近常被應用在醫藥及美容上，其化學結構如下：
試問此多醣聚合物具有哪些官能基？
(A)羧基 (B)醚基 (C)酯基 (D)羥基
4
7. 探討化學反應時，若將反應中的特定原子以同位素替代（標記）
，便可得知其反應途徑，例如，在乙酸與乙醇
的酯化反應中，若以氧的同位素
18
O，標記乙醇分子中的氧原子，使之成為 C
2
H
5
18
OH，便可得知乙酸乙酯的生
成主要是乙酸中的 OH 基被乙醇的
18
OC
2
H
5
取代所致：CH
3
COOH＋C
2
H
5
18
OH → CH
3
CO
18
OC
2
H
5
＋H
2
O
因此涉及下述化學鍵斷裂：
；並非來自於下述斷裂：
科學家也以類似方法，將水分子中的
16
O 置換成
18
O，藉以探討鐵的生鏽反應：
2 Fe＋O
2
＋4 H
2
18
O → 2 Fe(
18
OH)
2
＋2 H
2
O
依據上述反應式，下列有關鐵生鏽的敘述，哪些是正確的？
(A)與鐵化合的氧，來自空氣中的氧氣
(B)與鐵化合的氧，來自溶於水中的氧分子
(C)與鐵化合的氧，來自水分子中的氧原子 (D)鐵生鏽時，同時進行水的分解
8. 嗎啡（Morphium）是一種從鴉片中分離出來的生物鹼，結構式如圖 1，醫學臨床上作為強
力止痛劑，因為具有成癮性，我國《毒品危害防制條例》明定為第一級毒品。中國史上的
鴉片戰爭，以及【虎門銷煙】的禁煙事件，都與鴉片有關。根據紀載，當時林則徐是採用
一種特殊的方式，來銷毀鴉片，避免因焚燒大量的鴉片造成更大的傷害。這種方法稱為海
水浸化法，主要是運用沿海現有的地形，以生石灰與海水作用發熱，生石灰成分是 CaO，
遇水會產生 Ca(OH)
2
，利用反應的高溫，將鴉片逐日分批銷毀。根據上文與圖 1 的結構式，
下列敘述哪些正確？
(A)結構中含有羧(酸)基，應該是一種酸性物質 (B)嗎啡結構中含有胺的官能基
(C)嗎啡是人工合成出來的，所以具有成癮性 (D)生石灰與水作用是一種放熱反應
9. 石墨烯的物理性質為：高透光、韌度、導熱、導電性強等，及可以隨著氧化程度降低其電阻值。某研究團隊將
石墨烯製作成氧化態，即「氧化石墨烯」
，反應類型如下圖所示。再針對「氧化石墨烯」的導電效率作研究，
欲降低其電阻值，在其他條件皆固定下，只改變長度，測量其電阻值，發現氧化後的「氧化石墨烯」長度與電
阻之關係數據如下表：
根據上述資料，下列哪些正確？
(A)由表格的數據知：氧化石墨烯的長度愈長，電阻值愈大
(B)由數據判斷，可知方法 B 的導電度比方法 A 小
(C)氧化石墨烯與石墨烯的導電度不同，在相同的條件下，石墨烯的導電度較好
(D)石墨烯與鑽石為同分異構物
方法
A
氧化石墨烯長(cm) 0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電阻值(MW)
11.4
22.5
33.7
45.7
57.7
68.1
方法
B
氧化石墨烯長(cm) 0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電阻值(MW)
0.73
1.44
2.20
2.93
3.71
4.47
5
10.藍染產業是臺灣早期很重要的傳統產業，常用的染料植物如：梔子、茜草、薑黃等。但隨著化學染料的興起，
步驟繁複的天然植物染已經被化學染料及工業技術所取代。近幾年來強調手作獨特性的植物染重新引起大家的
注意。以下為簡易的植物染步驟：
1. 裁取適當大小的棉布放入溫水中先浸泡潤濕
2. 將 9.48 克明礬加入 400 毫升水中溶解 (該明礬水溶液稱為媒染液)
3. 浸濕的棉布放入媒染液中加熱，煮沸後轉小火續煮 20~30 分鐘
4. 取出棉布放入植物色素(如：薑黃、花青素、黑豆汁)內，煮沸後轉小火煮 30~60 分鐘
5. 將染好的棉布以溫水充分清洗後，擰乾置於陰涼通風處晾乾，以免褪色
若柏霖想證實媒染液濃度與染料吸附棉布程度的關係，柏霖的實驗設計的控制變因為：
(A)明礬添加量 (B)溶液體積 (C)植物色素種類 (D)溶液中色素殘留量
二、 非選題
說明：本大題共有10題，請用黑色或藍色的原子筆、鋼珠筆或中性筆書寫。答案務必寫在「答案卷」上正確
題號之空格內。(共60分)
1. 1909 年，拉塞福（ Ernest Rutherford，1871-1937）在實驗中觀察到 α 粒子自一張金的薄片往後散射回來，此
散射是由原子中心一個又硬、又密的核
—原子核—所引起的，拉塞福說此發現是他一生中所碰過最難以置信的
事情。此實驗中，以
α 粒子碰撞 1000 個原子厚度的金箔時，10 萬個 α 粒子中僅有一個發生偏折，試回答下列
問題：(每題 3 分，共 12 分)
(1)當金箔只有一個原子的厚度時，可使多少萬個 α 粒子中有一個發生偏折？
(2)推算原子核之面積佔全原子面積之多少？
(3)核直徑與原子直徑比是多少？
(4)原子體積是核體積的多少倍？
2. 新舊原子量的標準如附表：代表量 w、x、y、z、a，則下列各項的比較，請將此五種代號由大到小排列？(4 分)
元素
舊物理標準 舊化學標準 新統一標準
16
O
16.0000
x
y
O
w
16.0000
z
12
C
12.00382
12.00052
12.0000
C
a
12.011
3. 濃度均為 0.1 M 的五種水溶液，其溶質為 KI、HCl、BaCl
2
、Na
2
CO
3
、Pb(NO
3
)
2
。這五種溶液彼此間的關係如
附圖。圖中每條連線表示兩端的溶液可以發生化學反應，產生沉澱或氣體，均以肉眼就可辨識。請分別確定代
2、4、5 是何種溶液。(每個 2 分，共 6 分)
6
4. 80℃時，CuSO
4(s)
對水的溶解度為 56 克/100 克水，25 ℃時 CuSO
4(s)
的溶解度為 22 克/100 克水。如將 80 ℃、
156 克的 CuSO
4
飽和溶液，冷卻到 25 ℃時，應析出______克的 CuSO
4
．5 H
2
O 的晶體。(4 分)
5. 附圖為甲、乙、丙、丁、戊五種有機化合物的分子模型。圖中黑、灰球分別代表碳、氫原子，斜線球代表氧原
子。圖中連結兩球間的單棍代表單鍵，而連結兩球間的雙棍代表雙鍵。其中哪些互為同分異構物？(4 分)
6. 甲、乙兩容器中間以附有閘門的狹管相連，閘門關閉時，體積為 20 公升的甲容器內裝有 3.0 大氣壓的氮氣，
體積為 40 公升的乙容器內裝有 6.0 大氣壓的空氣，兩容器的氣體溫度均為 300 K。閘門打開後兩容器氣體開始
混合，並且將混合後氣體的溫度加熱至 420 K。若兩容器與狹管的體積不隨溫度而變，則平衡後容器內混合氣
體的壓力為幾大氣壓？(4 分)
7. 麩胺酸與氫氧化鈉反應，可得麩胺酸鈉（味精）
。工業上係利用微生物將醣類轉換成麩胺酸，其反應式如下：
已知分子下方括號中的數字為分子量，則上列反應式的原子經濟百分率（原子使用效率）為何 (計算四捨五入
至整數位) ？(4 分)
8. 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。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？(2 分)並請寫出每種可能的元素符號。(6 分)
9. 在硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，加入少量的鐵粉並充分反應後，有少量的金屬析出，過濾後得金屬 M 與濾
液 L。取少量 L，滴入食鹽水後得白色沉澱。試由此推測所析出的 M 是什麼金屬？以及濾液 L 中含有什麼金
屬離子？(各 3 分，共 6 分)
10. 二氧化氮與四氧化二氮之間存在下列平衡：2 NO
2(g)
N
2
O
4(g)
＋Q。欲研究溫度、壓力改變對平衡系的影
響，首先使用銅線和濃硝酸來製備 NO
2
氣體。若進行下列操作，得到實驗結果如下表，試完成表格：(每格 0.5
分，共 8 分)
操作
反應方向 NO
2
莫耳數 N
2
O
4
濃度 系統顏色
定壓下加 He
定容下加 He
定容下升溫
定溫定容下，通入 NO
2
反應方向請用「
→ (向右)」、「← (向左)」、「X (不變)」回答；
NO
2
莫耳數、N
2
O
4
濃度、系統顏色請用「
↑ (增加)」、「↓ (減少)」、「X (不變)」回答
7