高雄市立高雄高級中學
113學年度科學班科學能力檢定試題卷
【自然能力檢定2(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：70 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
第1頁、共 4 頁
一、 單選題
說明：本大題共有12題，請用鉛筆依題號將答案畫記在答案卡上。每題5分，共60分。
1. Cl 的原子序為 17，若 Cl 存在兩個主要同位素，其中質量較輕者的存量比較重者大兩倍，已知 Cl 的平均原子
量為 35.5 amu，假設質子與中子的質量皆為 1.0 amu，則 Cl 原子兩個同位素的中子數分別為何?
(A)17、21 (B) 18、20 (C) 34、39 (D)35、37
2. 下列關於化學實驗室中的操作與推論何者正確?
(A)在分液漏斗中加入蕃茄汁，再倒入酒精以萃取茄紅素(脂溶性)，經搖晃後再靜置平衡(如右圖)，
茄紅素大多集中在上層溶劑中
(B)取 50.0 毫升的蒸餾水倒入裝有 18.0M、50 毫升硫酸的燒杯中，硫酸的濃度會被稀釋成 9.0M
(C)有一混合物經濾紙色層分析後，結果如下表。若各成分與濾紙間的作用力為 a，各成分與展開液間的作用力
為 b，則混合物中的甲成分之(a − b)值最大
成分
甲
乙
丙
丁
戊
R
f
0.3
0.6
0.4
0.9
0.8
(D)酒精燈燃燒時的火焰由外而內可分為外焰、內焰、焰心，由於焰心的溫度較高，故以酒精燈加熱燒杯液體
時，應使焰心接觸燒杯底部
3. 右圖以物質組成來分類，畫出數種物質的相互關係，被包含在大範圍者，亦屬於大範圍的一種
物質，例如：氧化物（被包含者）亦屬於純物質的一種。下列物質中，同樣屬於深色範圍的
有幾項? (A)2 (B)3 (C)4 (D)5
[空氣、二氧化碳、氫、氧、純水、精鹽、水銀、鹽酸、雙氧水、黃銅、白金、18K 金]
4. 下圖左為物質 X、Y、Z 在各溫度下的溶解曲線，某生取等質量的 X、Y、Z，分別完全溶於含有 40℃水的甲、
乙、丙燒杯中，以配製成三杯飽和溶液。隨後進行下列兩個步驟的操作:
步驟一:將三個燒杯微微加熱，並蒸發等量的水
步驟二:將三個燒杯靜置於 30℃的恆溫槽中，待三個燒杯內達平衡時，沉澱物情形如下圖右所示(水量未按比例
繪製)
下列敘述，哪個錯誤?
(A)在 40℃時，三杯溶液的水量由多到少分別為:乙>甲>丙
(B)乙燒杯內的溶質為 Z
(C)Z 溶於水為放熱反應
(D)步驟二達平衡後，若降溫至 20℃時，可析出等質量的 X 與 Z
5. 甲、乙兩個離子，其中一個為非金屬離子，另一個為金屬離子。附表為其質子數、中子數、電子數的關係，
已知甲、乙在週期表不同位置上，請利用週期表提供的訊息，找出甲、乙分別為何元素後，下列敘述正確的
有幾項？
X=14、Y=8、Z=4
X + Y + Z = 24
質量數：甲＞乙
族數：甲＞乙
甲、乙在地殼中含量豐富
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
離子 質子數
P
中子數
N
電子數
E
甲
+z
X
14
10
乙
-2
Y
8
10
第2頁、共 4 頁
6. 以下畫線部分的描述正確的有幾項?
生活中處處都是化學物質的運用，牙膏中含氟元素預防齲齒、優碘中的碘元素用於殺死病菌、清理浴廁時若
誤將漂白水和鹽酸共用會產生有毒氯離子、日光燈管中因含有水銀元素不可隨意丟棄、鉛筆的筆心含有鉛元
素、鹽巴中會添加少許碘元素以預防甲狀腺腫大，
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5 項
7-8 為題組
7.
愚人金也就是黃鐵礦（Pyrite），是以二硫化鐵(FeS
2
)為主要組成的礦物，外表上與黃金還算相似，在淘金熱時
期就有許多淘金者聲稱自己找到了黃金，但經過鑑定結果發現多半都是愚人金。地質學家為了解黃鐵礦成分，
進行以下的實驗。其實驗步驟如下：
步驟 1：將黃鐵礦實驗樣品磨成粉末，於 3 個錐形瓶（編號 1～3）中分別放置樣品粉末，並加入 50 mL 的
酸性溶液。
步驟 2：將 3 個錐形瓶置放在室溫，但不同氧氣分壓下。
步驟 3：經過一天後，取出 20 mL 上層澄清液，測量溶液中含鐵總濃度（[Fe
total
]，包含 Fe(Ⅱ)與 Fe(Ⅲ)）
、
SO
4
２
−
濃度（[SO
４
２
−
]）及含硫總濃度（[S
total
]，包含[SO
４
２
−
]與其它含硫物質濃
度）
。上述含硫總濃度是
先用化學方法，將溶液中所有硫化物氧化成 SO
4
２
−
後，再加以測量，實驗結果列於下表。
編號 樣品質量(g) 酸性溶液(mL) 溫度(℃) 氧氣的分壓(atm) [Fe
total
] (mM)
[SO
4
2-
]/[Fe
total
] [S
total
]/[Fe
total
]
1
0.35
50
25
0.21
2.410
-2
1.46
1.74
2
0.35
50
25
10
-3
1.410
-3
1.39
1.72
3
0.35
50
25
10
-5
3.810
-4
1.24
1.70
本實驗操縱變因為何？(A)
[Fe
total
] (mM)
(B)
[S
total
]/[Fe
total
]
(C
)氧氣的分壓
(D)樣品質量
8. 承上題，下列實驗觀察何者錯誤？
(A)理論上純度 100%的黃鐵礦樣品，其[S
total
]/[Fe
total
]值應該為 2
(B)黃鐵礦在酸性溶液中，會隨氧氣分壓增高而減少其溶解的量
(C)此實驗黃鐵礦樣品中可能含有氧化鐵，所以量測[S
total
]/[Fe
total
]的值小於 2
(D)在純氮氣下操作此實驗，[SO
4
2−
] / [Fe
total
]的值會小於 1.46
9-10 為題組
蘇丹紅色素為工業用染料，常見蘇丹紅色素有蘇丹紅Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號、Ⅳ號，其結構如下圖，是不得添加於
食品中。台灣曾經爆出鴨蛋使用蘇丹紅作為染色劑涉嫌違法，當初以染色料蘇丹紅Ⅳ號用於鴨飼料中，以使鴨蛋蛋
黃顏色更為艶紅。沈寂了幾年之後，近日蘇丹紅又出現在媒體了。這次是蘇丹紅Ⅲ號，食品加工業者使用了於攙雜
此化合物的辣椒粉，添加於香辛料、零食、餅乾、肉乾等香辣口味產品中，目前檢測濃度最高為每公噸 10 毫克。依
據德國聯邦風險評估研究所 (BfR) 於 2003 年發布相關意見，歐盟成員國檢測樣品中，辣椒粉檢出禁用染料蘇丹 I
的含量最高達 0.35%。即食食品樣品中也發現了這些禁用染料。蓄意添加的目的通常是為了加強產品的顏色。
除了蓄意添加的事件外，因蘇丹紅是工業用染料，若不當使用接觸材料也可能造成間接汙染，香港食安中心於曾在
2017 年 12 月發生散裝白菜乾樣本中檢出微量蘇丹紅色素事件(0.06 ppm)，懷疑白菜乾樣本中的微量染料可能來自綑
綁於白菜上的紅色尼龍繩。
歐洲調味品協會專家委員會（the Expert Committee on Flavourings of the Council of Europe）的資料資訊顯示，
歐洲每天紅辣椒粉的人均消費最大量為 500mg，而紅辣椒粉中蘇丹紅 I 的檢出量為 0.35%，從而推算歐洲人每天蘇
丹紅 I 的人均可能攝入最大量為 X µg(微克)。
請根據文章敘述，回答下列問題
9.
蘇丹紅
I
號的分子式為何?
(A)C
16
H
12
N
2
O (B)C
16
H
14
N
2
O (C)C
18
H
12
N
2
O (D)C
18
H
14
N
2
O
10.
下列敘述何者錯誤? (A)蘇丹紅因為分子結構的關係，易溶於油脂中
(B)文中報導三個蘇丹紅濃度單位皆不相同，若按照濃度由高到低加以
排序依序為:
0.35% > 0.06 ppm > 每公噸 10 毫克
(C) X=1750
(D)蘇丹紅Ⅰ、Ⅱ分子結構相近，屬於同分異構物
第3頁、共 4 頁
11. 蔗糖(s)、HCl(g)、Na(ℓ)、NaCl(s)、CaCO
3
(ℓ)、CH
3
COOH(ℓ)、C
2
H
5
OH(aq)
上列物質中，屬於電解質而且當下狀態可以導電的有幾項? (A)4 (B)3 (C)2 (D)1
12. 下列關於氧化還原反應的敘述，正確的有幾項?
一定會有氧的得失 一定會有能量的得失 一定會有電子的得失
一定會產生新物質 一定會產生化合物
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
二、 非選題
說明：本大題共有7大題，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。每題配分標示在題目中，共40分。
1. 寫出下列玻璃器材的名稱 (每個2分，共10分)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
2. 硼烷氨(H
3
NBH
3
)是一種固態能源，可與鹽酸反應產生氫氣。假設在取 1.54 克硼烷氨與足量的鹽酸反應，可完
全轉變成硼酸(H
3
BO
3
)、氯化銨(NH
4
Cl)與氫氣，試平衡反應式
x H
3
NBH
3
+ y HCl + z H
2
O → w H
3
BO
3
+ a NH
4
Cl + b H
2
(1) x + y + z + w + a + b =
(2 分)
(2)產生氫氣 克
(3 分)
3. 在低溫高壓的狀態下，甲烷的氣體分子被水分子包覆，形成類似冰晶
的化合物，稱為甲烷水合物。右圖是甲烷水合物的相圖，畫出甲烷水
合物與水共存的區域範圍(以斜線塗滿表示) (3分)
4. 在有機物的結構中，因為各原子要滿足八隅體原則，原子彼此互相鍵結時有一些鍵結原則，像是碳原子需要
４個鍵結、氮原子常需要３個鍵結、氧原子需要２個鍵結、氫原子需要１個鍵的要求，根據以上要求可以畫出
簡單的有機物結構，像是甲烷、甲醇、甲酸、甲胺(如下圖)。請依照上述鍵結規則，畫出分子式Ｃ
２
Ｈ
５
ＮＯ
２
含羧基－ＣＯＯＨ的 2 種同分異構物之結構(6 分)
甲烷(CH
4
)
甲醇(CH
3
OH)
甲酸(HCOOH)
甲胺(CH
3
NH
2
)
5. 下列所示的裝置中，何者最適合用來製備收集氮氣？(1)選出正確答案並(2)說明理由(各2分)
【提示：NaNO
2(S)
＋NH
4
Cl
(S)
→N
2(g)
＋NaCl＋2H
2
O】
(A)
(B)
(C)
(D)
6. 下表中列出A、B、C和D四物質分別在4 °C及95 °C於水中之溶解
度(克/100克水)，試問(1)那兩個物質組成的混合物(假設其質量各
占50%)利用再結晶的分離效果最佳？(2)請說明原因 (各2分)
(A) (B) (C) (D)
4℃
20
35
16
74
95℃
55
38 295 280
物
質
溫
度
第4頁、共 4 頁
7.
高雄旗山地區的香蕉種植，始於日治時期由臺灣總督府積極引進，並於 1920 年代開始回銷日本，使香蕉成為
旗山地區重要的經濟作物，台灣也因此被稱為「香蕉王國」
。當年的香蕉是以船運送到日本販賣，關於香蕉在
船運過程中是如何被催熟的，早在舊時的專欄報導中有加以說明。請根據此份報導，回答下列問題
(1)文章中有提到三種氣體的變化是催熟的關鍵，請問是哪三種氣體?(3 分)
(2)溫度是影響反應速率的重要因素，請說明溫度變化是如何影響香蕉的熟成。
(說明最適溫度以及高溫的優、缺點) (3 分)
(3)家庭中要加速香蕉熟成常將香蕉放置於米缸當中，請問原因為何(15 字以內)? (2 分) 試題結束
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