1
2014 年第 46 屆國際化學奧林匹亞競賽
國內初選筆試－題目卷
答 題 注 意 事 項
學生證及身分證或健保卡置於桌面右上角備查。
筆試時間：14:00 ~ 16:00（共 120 分鐘）
請用 2B 軟性鉛筆畫記答案卡。
非選擇題作答請用藍色或黑色原子筆（以其餘筆作答，不予計分），可使用
立可白塗改，如修改不清楚，不予計分。
答案卡須寫上姓名，並確認答案卡編號與考生編號一致。
非選擇題答案卷每一頁的左上方，都需寫上姓名及編號。
本題目卷連同本頁共計 10 頁，總分 200 分。
一、 單選題
（1~32，每題選出一個最適當的選項，依題號標示在答案卡上。每題
答對得 3 分，答錯不倒扣，未作答者，不給分亦不扣分，共計 96 分）
二、 多選題
（33~48，每題至少有一個選項是正確的。選出正確選項，依題號標示
在答案卡上。每題全對才得 4 分，答錯不倒扣，未作答者，不給分亦
不扣分，共計 64 分）
三、 非選擇題
（共 4 題，答案必須寫在非選擇題答案卷之相對應區域，否則不予計
分。作答時不必抄題，計算題必須寫出計算過程。共計 40 分）
考生不得攜帶及使用電子計算機，呼叫器、行動電話及計時器等所有電子產
品，在考試期間務必關機並置於臨時置物區。震動或響鈴，視同作弊違規。
考試完畢題目卷、答案卡及答案卷一起繳交監考老師，不得攜出場外。
考試開始 40 分鐘後才可以交卷。
考試題目及答案將公布於化學奧林匹亞網站
原子量：
H=1，C=12，N=14，O=16，Na=23，Mg=24，Al=27，K=39，Ca=40，Zn=65
2
一、單選題 (每題 3 分)
1. 已知亞佛加厥數為 6.02×10
23
。下列哪一項所含的總原子數最多？
(A) 3.01×10
23
氫分子
(B) 3.01×10
24
個氫原子 (C) 34 克氨分子
(D) 32 克甲烷分子 (E) 46 克乙醇分子
2. 己知下列反應
C
(s)
+ 2 H
2(g)
→ CH
4(g)
ΔH = -18 kcal
C
(s)
+ O
2(g)
→ CO
2(g)
ΔH = -94 kcal
H
2(g)
+ 1/2 O
2(g)
→ H
2
O
(l)
ΔH = -68 kcal
則 CH
4(g)
+ 2 O
2(g)
→ CO
2(g)
+ 2 H
2
O
(l)
之反應熱為多少 kcal？
(A) – 212 (B) – 180 (C) – 144 (D) – 100 (E) - 316
3. 汽車的安全氣囊是利用疊氮化鈉(NaN
3
)的自身氧化還原分解反應，迅速產生氮氣而充
氣，以達到保護駕駛者的目的。若在常溫(300K)常壓下(1atm)，要產生 73.5 公升的氮氣，
則需完全分解多少克的 NaN
3
？
(A) 6.5 (B) 65 (C) 130 (D) 195
(E) 260
4 . 在室溫，下列水溶液中，何者的滲透壓最高？
(A ) 3 . 0 ×1 0
- 3
M H Br
( B) 4 . 0 ×1 0
- 3
M K C l
(C ) 5 . 0 ×1 0
- 3
M Ba Cl
2
(D ) 6 . 0 ×1 0
- 3
M H CO O H (E ) 7 . 0 ×1 0
- 3
M C
1 2
H
2 2
O
1 1
5. 某金屬之原子量為
w
，若取該三價金屬之氧化物
x
克，將其完全還原後，可得
y
克金屬。
試問該金屬的原子量
w
可以用下列的哪一式子表示？
(A )
8 y
x
y
( B)
16(
)
x
y
y
(C )
16
x
y
x
(D )
24
x
y
y
(E )
24 y
x
y
6. 今有NO與NO
2
的混合氣體 5.0公升，若用同溫同壓的氨氣 5.0公升，恰好可使該混合氣體
完全反應，變成N
2
與H
2
O。試問該混合氣體中，NO與NO
2
的莫耳比為何？
(A) 1 ： 1 (B) 1 ： 2
(C) 1 ： 3 (D) 3 ： 1 (E) 2 ： 1
7. 取相同質量的鈉、鎂、鋁、鉀、鋅，分別與足量的鹽酸完全反應，所得氫氣的質量最大
者為何？
(A) 鈉 (B) 鎂 (C) 鋁 (D) 鉀 (E) 鋅
8. 氣體的化學反應，當溫度增加時，反應速率增加的主要原因為何？
(A) 高於最低反應能量的分子數目增加
(B) 氣體分子密度增加
(C) 氣體分子體積變大，碰撞次數增加
(D) 反應的活化能降低
(E) 正反應的速率比逆反應的速率增加的較快
3
9. 若將某濃度糖水稀釋，則稀釋後的糖水性質，下列敘述何者正確？
(A) 蒸氣壓倍增 (B) 凝固點上升
(C) 每公升溶液中含溶質之莫耳數減半 (D) 沸點上升
(E) 凝固點下降常數增大
10. 將食鹽水與硫化氫分別加入下列五種離子的混合溶液（濃度皆> 0.1 M）中，不會產生沉
澱者為何？
(A) Pb
2+
, Fe
2+
(B) Hg
2
2+
, Sn
2+
(C) Mg
2+
, Sr
2+
(D) Ag
+
, Zn
2+
(E) Ca
2+
, Cd
2+
11. 下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？
(A) 膠質粒子間相互碰撞而造成布朗運動
(B) 降溫可促使膠質凝聚
(C) 在膠體溶液中加入少許電解質，可防止膠質凝聚
(D) 廷得耳效應是因膠質粒子密度與溶液不同造成光線折射
(E) 通常膠質粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中
12. 在 25
o
C 時，方程式 CO
2(g)
→ CO
2(aq)
的平衡常數 K，其中 CO
2(aq)
的濃度單位為 M，CO
2(g)
的
壓力單位為 atm，則下列敘述何者有誤？
(A) 若溫度不變，二氧化碳的壓力加大，則二氧化碳在水中的溶解度增加，K 值變大
(B) 在 25
o
C、1 atm 的純二氧化碳下，二氧化碳在鹼性的 NaOH
(aq)
中的溶解度大於 K M
(C) 在 25
o
C、1 atm 的空氣下，水中的二氧化碳濃度小於 K M
(D) 若二氧化碳的壓力不變，溫度增高，則二氧化碳在水中的溶解度減少，K 值變小
(E) 在 25
o
C、1atm 的純二氧化碳下，二氧化碳在水中的溶解度為 K M
13. 在 N
2
O
4 (g)
（加熱）
⇄ 2NO
2(g)
的可逆反應中，我們無法藉由下列何者判斷反應已達平衡？
(A) 總壓力不變 (B) 顏色不變 (C) 總質量不變
(D) 總莫耳數不變 (E) 二氧化氮的分壓不變
14. 在室溫下，一放熱反應 X Y，其正反應速率 p、正反應速率常數 q、平衡常數 K，則下
列敘述 何者正確？
(A) 溫度變為 10
o
C，則 p、q、K 均變小
(B) 加入催化劑時，p、q、K 均不變
(C) 減少 X 的濃度，則 p、q 變小，但 K 不變
(D) 溫度變為 60
o
C，則 p、q 均變大，但 K 變小
(E) K 不受方程式係數的改變而改變
15. 將相同體積莫耳濃度(M)、相同體積(V)的硝酸銀溶液與氯化鎂溶液混合，反應平衡後，混
合溶液中各離子濃度間的關係，下列何者正確？
(A) [Ag
+
]＝[Cl‾] (B) [NO
3
‾]＝[Ag
+
] (C) [NO
3
‾]＞[Cl‾]
(D) [Cl‾]＜[Mg
2+
] (E) [Mg
2+
]＝[NO
3
‾]
4
16. 定溫時，甲乙兩燒杯各盛有等體積但不同濃度的醋酸水溶液，甲燒杯濃度為 0.2 M、乙燒
杯濃度為 0.5 M，則以下性質敘述，何者數值為甲
乙？
(A) 酸的游離常數(K
a
) (B) 醋酸的解離率(
)
(C) 已解離醋酸根濃度[CH
3
COO¯] (D) 水溶液的 pOH 值
(E) 水溶液導電度
17. 將 30 mL 的 H
2
SO
4
溶液(0.10 M) 加入 30 mL 的 Ba(OH)
2
溶液(0.10 M)中，其溫度升高 ΔT
1
。
重複此實驗，溶液皆相同，但各使用 90 mL，此時溫度上升 ΔT
2
。以下 ΔT
2
和 ΔT
1
之關係
式何者正確？
(A) ΔT
2
=⅓∙ΔT
1
(B) ΔT
2
=½∙ΔT
1
(C) ΔT
2
= ΔT
1
(D) ΔT
2
= 3∙ΔT
1
(E) ΔT
2
= 6∙ΔT
1
18. 下列化合物，何者在稀酸溶液中之溶解度比在水中差？
(A) CaSO
4
(B) BaCO
3
(C) Ag
3
PO
4
(D) Mg (E) CH
3
COONa
19. 用強鹼滴定莫耳數比為 1：1 之 H
3
PO
4
和 NaH
2
PO
4
溶液。下列滴定曲線，何者正確？
（縱軸為 pH 值，橫軸為滴定體積） (H
3
PO
4
：pK
1
= 2.1，pK
2
=7.2，pK
3
= 12.0)
(A) (B) (C) (D) (E)
20. 有一玻璃瓶中包含 N
2
和 CO
2
的混合物。CO
2
的分壓為 130 毫巴，總壓力為 450 毫巴。下
列各圖描述分子的速率分佈，何者正確？
（實線為 N
2
、虛線為 CO
2
；x 軸：速率，y 軸：分子數量）
(A) (B) (C) (D) (E)
21. 下列有關銅的反應之敘述何者錯誤？
(A) 與濃硫酸反應可得 SO
2
(B) 與稀硫酸反應可得 H
2
(C) 與濃硝酸反應可得 NO
2
(D) 與稀硝酸反應可得 NO
(E) 不會與稀鹽酸反應
5
22. 自然界中銻有兩種穩定的同位素
121
Sb 和
123
Sb，氯和氫亦各有兩種穩定同位素，分別為
37
Cl，
35
Cl，和
1
H 和
2
H。當用質譜儀測量 SbHCl
+
離子時，會有多少個質譜峰？
(A) 5 (B) 6 (C) 7 (D) 8 (E) 9
23. 已知 AgCl 的 K
sp
為 1.2
x
10
-10
，則 2 公升之 2 M NaCl 水溶液，可以溶解多少莫耳之 AgCl
(s)
？
(假設加入 AgCl
(s)
後體積不變)
(A) 1.1
x
10
-5
(B) 2.5
x
10
-5
(C) 1.2
x
10
-9
(D) 6.0
x
10
-10
(E) 1.2
x
10
-10
24. 已知 A、B、C、D、E 為原子序依序增加之 5 種不為鈍氣之主族元素，其最大原子序不超
過 18。其中 A、E 在常溫下為氣態，元素 B 之原子，其最外層電子數為其總電子層數的
2 倍，元素 C 之半徑在同週期中最大，元素 D 之合金是日常生活中常用的材料。下列敘
述何者正確？
(A) 元素 A、B 結合成的化合物，在常溫下必為氣態
(B) 元素 C、D 的氫氧化物能發生反應
(C) 常溫下，元素 E 的最高氧化態為+6
(D) 化合物 AE 及化合物 CE 具有同類型的化學鍵
(E) 元素 A 可和 B、D、E 鍵結形成化合物，但不能和 C 形成化合物
25. 分子式為 C
6
H
14
的化合物，共有幾種不同的結構（或異構物）?
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6
26. 分子式為 C
2
H
2
Cl
2
的不同異構物中，具有分子極性的異構物有幾種?
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 (E) 6
27. 2-甲基丁烷((CH
3
)
2
CHCH
2
CH
3
)和氯氣(Cl
2
)在 300
o
C 的條件下反應後，產生 30%的 1-氯-2-甲
基丁烷、22%的 2-氯-2-甲基丁烷、33%的 2-氯-3-甲基丁烷以及 15%的 1-氯-3-甲基丁烷，
則 三級氫(3
o
)：二級氫(2
o
)：一級氫(1
o
) 的活性比為
(A) 2：3：4 (B) 4：3：2 (C) 4.4：3.3：1.0 (D) 1.0：3.3：4.4 (E) 4：2：3
28. 下列化合物中，何者具有最多的異構物?
(A) 硝基甲苯 (B) 二氯環己烷 (C) 丁烯 (D) 戊醇 (E) 丁烷
29. 1-丁炔和一當量的 HBr 反應的產物為何？
(A) CH
3
CH
2
CH=CHBr (B) CH
3
CH
2
CBr=CH
2
(C) CH
3
CH
2
CH
2
CHBr
2
(D) CH
3
CH
2
CBr
2
CH
3
(E) CH
3
CH
2
CHBrCH
2
Br
30. PVC 聚氯乙烯是由下列何種單體，經由加成聚合作用生成?
(A) CH
2
=CH
2
(B) CCl
2
=CHCl (C) CH
2
=CHCl
(D) CH
2
=CHCN (E) CH
2
=CHCOOC
2
H
5
6
31. 棉酚是毒性物質，可造成人體紅腫出血、食欲不振、神經失常、體重減輕、影響生育力
（對男性而言，會造成睪丸萎縮，精蟲數量及精蟲活動力減少，根據世界衛生組織(WHO)
研究，男性每天食用 1 湯匙約 15mL 棉籽油只需 1 年，90％會不孕；女性則會導致經期
紊亂，子宮縮小，卵巢萎縮等）。食用含棉酚較多的棉籽油（或毛棉油）會引起中毒，
患者皮膚有劇烈的灼燒感，並伴有頭暈、氣喘、心慌和無力等症狀。因此，未經處理的
棉籽油不可食用。棉酚的化學結構由 Adams 等人於 1938 年闡明，下列那一選項為棉酚
的結構?
32. 品管不良的塑膠製黃色小鴨可能含有塑化劑 DEHP（鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯），
下列那一個結構為 DEHP?
二、多選題 (每題 4 分)
33. 在室溫及一大氣壓下，質量相同的 NO
2
和 NO，下列敘述何者正確？
(A) 含氧原子個數比為 2：1
(B) 含氮元素質量比為 1：1
(C) 含氧元素質量比為 30：23
(D) 含氮原子個數比為 15：23
(E) NO
2
和 NO 的壓力相等
34. 反應活化能的大小會受到下列哪些因素的影響？
(A) 反應溫度 (B) 反應物濃度 (C) 催化劑
(D) 反應容器的形狀與大小 (E) 反應物的壓力
35. 試問需同時使用下列哪些物質，可以測出碘酸鉀(KIO
3
)的存在?
(A) 氯化氫水溶液 (B) 氫氧化鈉水溶液 (C) 澱粉
(D) 藍色石蕊試紙
(E) 碘化鉀水溶液
7
36. 在室溫下，一密封注射筒中含有 N
2
O
4
與 NO
2
的氣體，下列敘述何者正確?
(A) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤會加深
(B) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤不會改變
(C) 若將注射筒體積增大，原來色澤會加深
(D) 若將注射筒體積壓縮，原來色澤會變淡
(E) 若將注射筒體積增大，原來色澤會變淡
37. 一密閉容器中放置兩杯溶液，甲溶液為 100 克水溶解 1.8 克葡萄糖（分子量＝180）
；乙
溶液為 200 克水溶解 3 克尿素（分子量＝60），達成平衡時，下列敘述何項正確？
(A) 重量百分率濃度：甲溶液＞乙溶液
(B) 兩杯溶液水分會由蒸氣壓平衡，由乙溶液進入甲溶液
(C) 平衡後甲溶液重量莫耳濃度為 0.2 m
(D) 甲、乙兩溶液重量莫耳濃度相同
(E) 平衡後乙溶液重 223 克
38. 下列何者為膠體溶液？
(A) C
60
的苯溶液 (B) 雲霧 (C) 發煙硫酸 (D) 牛奶 (E) 混濁石灰水
39. 難溶化合物在水溶液中，溶解過程中為吸熱反應，關於離子濃度積(Q)與溶度積(K
sp
)的敘
述，下列何者正確？
(A) Q< K
sp
，溶液為未飽和溶液
(B) Q= K
sp
，溶液為飽和溶液，系統達平衡，固體化合物持續進行溶解與沉澱
(C) 將 Q< K
sp
的溶液降溫、攪拌看見沉澱發生，此時 Q=K
sp
(D) Q> K
sp
，溶液為過飽和狀態，系統未達平衡，可加熱使之達到平衡
(E) 在同離子效應下，加入含有相同離子的另一電解質，會使 K
sp
變小產生沉澱
40. 鋅－氫電化電池反應式、半電池反應式及標準還原電位如下所示：
2
( )
(
)
(
)
2( )
Zn
2H
Zn
H
s
aq
aq
g
2
(
)
( )
Zn
2e
Zn
aq
s
o
E
0 . 7 6 V
(
)
2( )
2H
2e
H
aq
g
o
E
0 . 0 0 V
下列有關此電池的敘述，何者正確？
(A) 鋅有較強的還原力
(B) 電池電動勢會隨著時間增加而遞減
(C) 標準狀態時，此電池之反應向右進行
(D) 提高陰極溶液的 pH 值，可提高此電池之電動勢
(E) 將此電池完全放電至 0 V，表示[H
+
]完全耗盡，濃度為 0
8
41. 下列哪組離子在水溶液中可以大量共存？
(A) Na
+
, Ca
2+
, CO
3
2−
(B) Ag
+
, Pb
2+
, H
3
O
+
(C) I
−
, IO
3
−
, H
3
O
+
(D) NH
4
+
, HCO
3
−
, OH
−
(E) Fe
3+
, Cu
2+
, SO
4
2−
42. 下列路易士結構何者正確？
(A) (B)
(C)
(D)
(E)
43. 下圖中的平行四邊形何者可為單位晶格？
44. 氙氣(Xe)是一種惰性氣體，下列敘述何者正確？
(A) Xe 不參與任何反應
(B) Xe 之游離能量在同週期元素中最大
(C) Xe 可與電負度大的原子形成化合物
(D) Xe 會與超強酸（酸度大於 100% 之純硫酸）反應
(E) 由於 1937 年興登堡飛船災難，Xe 已經取代氫氣作為飛艇飛行和充填氣球之氣體
45. 下列那些化合物可以使酸性的 KMnO
4
溶液褪色?
(A) 甲酸 (B) 環己烯 (C) 1-丁醇 (D) 2-甲基-2-戊醇 (E) 丙酸
46. 下列化合物中哪些可以形成氫鍵?
(A) 甲烷 (B) 甲酸 (C) 甲醇 (D) 二氯甲烷 (E) 胺基酸
9
47. 1,3-丁二烯(CH
2
=CH-CH=CH
2
)和溴化氫(HBr)在-80
o
C 的條件下，反應時生成 80%的產物 A，
以及 20%的產物 B；在 40
o
C 的反應條件下，生成 20%的產物 A 以及 80%的產物 B。如果
反應先在-80
o
C 的條件下反應完畢後，再將溫度慢慢提高至 40
o
C 時，發現與在 40
o
C 的反
應條件下，產物分子的組成相同（20%的 A 以及 80%的 B）。下列敘述那些正確?
(A) 產物 A 為 CH
3
-CHBr-CH=CH
2
(B) 產物 B 為 CH
3
-CH=CH-CH
2
Br
(C) 形成產物 A 的活化能比形成產物 B 的活化能低
(D) 產物 B 為 1,2-加成的產物
(E) 反應過程中會產生丙烯基陽離子的中間產物
48. 目前，大部分的汽車是使用汽油為動力，讓汽油蒸氣在汽缸內燃燒（活塞將汽油與空氣
混合壓縮後，火星塞再點火燃燒）。倘燃燒太急速時，便會發生引擎不正常燃爆現象，
稱為爆震（震爆）。目前國內使用的汽油為 92，95，98 等級之無鉛汽油；有鉛汽油是指
在汽油中加入屬於有機鉛的化合物，但會導致車輛排氣中混有鉛微粒或鉛化物。研究顯
示，都市地區空氣中含鉛之 90%來自汽車含鉛的廢氣，鉛會累積在人體內影響血管、心
臟、內分泌及免疫系統；此外，鉛具慢毒性，兒童更易由空氣中吸入鉛成分，致使腦部
受損。有關汽油的敘述，下列那些正確?
(A) 汽油的主要成分是 C4~C12 之脂肪烴和環烴類混合物
(B) 汽油中添加有機鉛或酒精可改善汽車的爆震
(C) 汽油中所添加的有機鉛為四乙基鉛 (C
2
H
5
)
4
Pb，除了可改善汽車的爆震外，亦可增加
汽油的辛烷值
(D) 含鉛汽油燃燒時會產生固體一氧化鉛和鉛
(E) 近幾年來，部分國家地區已開始使用 Fe(CO)
5
等代替四乙基鉛 (C
2
H
5
)
4
Pb 作爲汽油抗
震劑
三、非選擇題 (共計 40 分，配分如題目所標示)
1. 如下圖，在室溫下分別裝有分子式為 C 與 D 的理想氣體的兩個固定容器，用一開關連接。
裝有 C 氣體的壓力是 2.0 大氣壓，容器體積是 4.0 公升，裝有 D 氣體的壓力是 3.0 大氣壓、
容器體積是 2.0 公升。試回答下列問題。
(a) 維持在室溫，若兩氣體不互相反應，將開關打開，則容器內的壓力應為多少大氣壓？
(b) 維持在室溫，若兩氣體互相反應，生成氣體產物 A，反應式為 C + 2 D →A。若 D 氣體
完全用盡，則容器內的壓力應為多少大氣壓？ (每小題 4 分，共 8 分)
10
2. 在一個未知的星球上，溫度與地球相似，已知其地表岩石的主要成分為碳酸鈣，大氣中存
在 0.1 bar 的二氧化碳與其他鈍性氣體，星球上的河流充滿飽和溶解的碳酸鈣，科學家測得
河水非常接近中性，[H
+
]= 1.8 × 10
-7
M，如果已知有下列化學反應，請問河水中鈣離子的含
量為多少 ppm?（平衡計算時，氣體直接以 bar 為單位即可） (6 分)
CaCO
3(s)
⇄ Ca
2+
(aq)
+ CO
3
2-
(aq)
K
sp
= 6.0 × 10
-9
CO
2(g)
⇄ CO
2(aq)
K
CO2
= 3.4 × 10
-2
CO
2(aq)
+ H
2
O
(l)
⇄ HCO
3
-
(aq)
+ H
+
(aq)
K
1
= 4.4 × 10
-7
HCO
3
-
(aq)
⇄ H
+
(aq)
+ CO
3
2-
(aq)
K
2
= 4.7 × 10
-11
3. 二硫磺酸根離子(S
2
O
6
2−
)是相當穩定的無機離子。此離子的製備是將二氧化硫氣體連續通入
冰冷的水中，並以少量多次的方式加入二氧化錳，此反應會產生 S
2
O
6
2−
和 SO
4
2−
。
(a) 分別寫出產生 S
2
O
6
2−
和 SO
4
2−
的平衡化學反應式。 (各 2 分，共 4 分)
上述反應完成後，先加入 Ba(OH)
2
，直至硫酸根離子完全沉澱，接著再加入 Na
2
CO
3
。
(b) 寫出加入 Na
2
CO
3
所發生的平衡化學反應式。 (2 分)
接著揮發掉一些溶劑，就會產生二硫磺酸鈉的晶體 X。此晶體可溶於水，不會和 BaCl
2
溶液
產生沉澱。當此晶體在 130
o
C 加熱時，會減少 14.88% 的質量，並得到一白色粉末，此粉
末可溶於水，亦不會和 BaCl
2
溶液產生沉澱。若將晶體 X 直接在 300°C 加熱數小時，則會
減少 41.33% 的質量，並得到另一種白色粉末，這個粉末可溶於水，且會和 BaCl
2
溶液產
生白色沉澱。
(c) 寫出二硫磺酸鈉晶體 X 的化學式。 (2 分)
(d) 寫出上述兩個加熱過程的平衡化學反應式。 (各 2 分，共 4 分)
4. 寫出下列反應的產物 A 至 G (每格 2 分，共 14 分)
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