110年 - 110 全國高級中等學校學生技藝競賽考試_工業類:化工#138344

1. 下列化學反應式 aK₂Cr₂O₇ ＋ bFeSO₄ ＋ cH₂SO₄ → dFe₂(SO₄)₃ ＋ eCr₂(SO₄)₃ ＋ f K₂SO₄ ＋ gH₂O 平衡後，各係數最簡單整數和為多少？　 (A) 18　(B) 20　(C) 22　(D) 24　(E) 26

2. 在氧化還原反應中，欲判斷哪一個反應物是還原劑，可根據下列哪一項？　 (A) 發生氧化反應者　(B) 氧化數減少者　(C) 得到電子者　(D) 失去氧者　 (E) 氧化數變為0者

3. 下列哪一個元素的基態原子的電子組態為 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴？　 (A) P　(B) Cl　(C) Si　(D) S (E) B

4. 已知X、Y、Z為非鈍氣的三種典型元素，且具有下列關係：

(1) X、Y的穩定陽離子Xⁿ⁺、Y^m+有相同的電子組態；

(2)離子半徑比較：X^n＋＞Y^m＋； 

(3) Y、Z是同一週期的元素；

(4)原子半徑比較：Y＞Z。

則X、Y、Z三元素原子序的大小關係，何者正確？　 (A) X＞Y＞Z　(B) Z＞X＞Y　(C) Y＞Z＞X　(D) Y＞X＞Z (E) Z＞Y＞X

5. 下列分子中，何者為極性分子？　 (A) SO₂　(B) 反式CH₃CCl＝CClCH₃　(C) CH₄　(D) CO₂ (E) C₂H₂

6. 27 ℃時A、B兩種液體之蒸氣壓分別為48.0及80.0 mmHg，今於一內容積為10升密閉容器中充入0.02莫耳A氣體及0.05莫耳B氣體，溫度仍維持在27 ℃，已知A與B不反應，當系統達平衡時，容器內氣體之總壓力約為多少mmHg？　 (A) 117　(B) 128　(C) 136　(D) 145 (E) 156

7. 0.1 mol氯化物MClx溶在1 kg水中所得溶液凝固點的下降溫度，為0.05 mol尿素溶在1 kg水中所得溶液凝固點下降溫度的5.6倍。已知該水溶液MCl_x之游離百分率為60％，則此氯化物的x為多少？　 (A) 3　(B) 4　(C) 5　(D) 6 (E) 7

8. 下列關於乙醇和水各項性質的敘述或比較，何者正確？　 (A) 在沸點時的蒸氣壓：乙醇＞水　 (B) 在60 ℃時分子間作用力：乙醇＞水　 (C) 就水而言，85 ℃～80 ℃飽和蒸氣壓差大於15 ℃～10 ℃飽和蒸氣壓差　 (D) 因乙醇和水的沸點不同，可利用蒸餾法完全分離酒精溶液，而得純物質 (E) 在常溫下的黏度：乙醇＞水

9. 同溫同壓時，下列各組熱化學反應式中的Q₁、Q₂均為正值，則何者Q₂＞Q₁？　

 (A) 2 H₂O()＋Q1 → 2 H_2(g)＋O_2(g)， 2 H₂O_(g)＋Q₂ → 2 H_2(g)＋O_2(g)　

(B) S_(g)＋O_2(g) → SO_2(g)＋Q₁， S_(s)＋O_2(g) → SO_2(g)＋Q₂　

(C) C_(s)＋ O_2(g) → CO_(g)＋Q₁， C_(s)＋O_2(g) → CO_2(g)＋Q₂　

(D) H_2(g)＋Cl_2(g) → 2 HCl_(g)＋Q₁， H_2(g)＋ Cl_2(g) → HCl_(g)＋Q₂　

(E) N_2(g)＋3 H_2(g) → 2 NH₃()＋Q₁， N_2(g)＋3 H_2(g) → 2 NH_3(g)＋Q₂

10. 若欲將定量的碘離子完全氧化成碘分子，利用下列三種濃度相同的氧化劑水溶液：　

(甲) KMnO₄；(乙) H₂O₂；(丙) K₂Cr₂O₇，在加入硫酸酸化後進行滴定達終點，則所需氧化劑水溶液滴定體積的大小順序為何？　 (A) (甲)＞(乙)＞(丙)　(B) (丙)＞(甲)＞(乙)　(C) (甲)＞(丙)＞(乙)　(D) (乙)＞(丙)＞(甲) (E) (乙)＞(甲)＞(丙)

11. 科學家近年來研製出一種新型細菌燃料電池，係利用細菌將有機物轉化為氫氣，然後氫氣進入以磷酸為電解質的燃料電池發電。下列何者為電池的負極反應？　 (A) H₂ → 2 H^＋＋2 e^－　 (B) O₂＋4 H^＋＋4 e^－ → 2 H₂O　 (C) H₂＋2 OH^－ → 2 H₂O＋2 e^－ (D) O₂＋2 H₂O＋4 e^－ → 4 OH^－ (E) 2 H^＋ → H₂＋2 e^－

12. 已知金屬M之原子量為52。於25 ℃、1 atm下電解熔融狀態的M之氯化物，若在陰極有0.624克M析出，而在陽極產生294 mL之Cl_2(g)，則此氯化物之化學式為何？ (A) MCl　(B) MCl₂　(C) MCl₃　(D) MCl₄ (E) MCl₅

13. 以Cu棒為陰陽兩極，通電流於CuSO_4(aq)溶液中來電解製備純銅。下列有關電解銅的敘述何者正確？　 (A) 粗銅放在陰極，純銅放在陽極 (B) 沉澱於槽底的金屬，其還原力小於銅 (C) 電解時間愈久，溶液的藍色愈淡 (D) 電解液中CuSO₄的純度不影響製備所得純銅的純度 (E) 沉澱於槽底的金屬，可能為Fe

14. 已知A氣體與B氣體的壓力比(P_A：P_B)為3：1。如底下圖示的裝置中，若在容器內置入A氣體時，則壓力計的左、右管水銀柱高度比為2：5；若在容器內改置入B氣體時，則壓力計的左、右管水銀柱高度比為何？

(A) 2：3　(B) 6：5　(C) 7：6　(D) 3：4 (E) 3：5

15. 將7克氮氣放入一體積為V之容器中，測得壓力為P。在同溫下若於此容器內再加入4.0克氦氣，並將此容器體積擴增為原來體積的2倍，則容器內壓力變為多少？(假設氮氣與氦氣均為理想氣體。原子量：N＝14，He＝4)　 (A) P　(B) 0.625 P　(C) 2 P　(D) 2.25 P (E) 2.5 P

16. 將N₂O₅的晶體放入密閉容器的裝置中，待完全氣化後，壓力計讀數為2.3 atm。若經過100 s後，壓力計讀數變為2.6 atm。則N₂O₅的轉化速率為何？

 (反應方程式：2 N₂O_5(g) → 4 NO_2(g)＋O_2(g)) (A) 2×10^－4 atm s^－1　(B) 4×10^－4 atm s^－1　(C) 6×10^－4 atm s^－1　(D) 2×10^－3 atm s^－1 (E) 4×10^－3 atm s^－1

17. 反應A_(g)＋2 B_(g) → 2 C_(g)的速率定律式為R＝k[A][B]。已知A＝3 mol，B＝1 mol時的反應速率為s，若溫度與總壓不變，則A＝5 mol，B＝3 mol時的反應速率為多少s？ (A) 5/4　(B) 4/5　(C) 5　(D) 1/5 (E) 25

18. 在10升容器內，放入N_2(g)、H_2(g)，在一定條件下合成NH_3(g)。若反應進行50分鐘後，測得容器內有N_2(g) 3 mol、H_2(g) 4 mol、NH_3(g) 4 mol，則以N2表示的反應速率為多少M ∕ min？　 (A) 0.03　(B) 0.004　(C) 0.002　(D) 0.001 (E) 0.005

19. 將COCl₂氣體置於2.0升的容器中，加熱使分解得到CO及Cl₂，當達平衡時COCl₂的濃度為4.0 mol∕L，然後若再添加COCl₂氣體於容器中，並使之再度達平衡，此時測得COCl₂的濃度為16.0 mol∕L，則再度達平衡之CO濃度與首次平衡時之CO濃度比較，下列何者正確？　 (A) 減為1∕4　(B) 減為1∕2　(C) 不變　(D) 增為2倍 (E) 增為4倍

20. 一溶液中含有硝酸鉀、硝酸鉛、硝酸銅、硝酸鋇等四種化合物。若欲利用(甲)硫酸鉀溶液；(乙)碳酸鉀溶液；(丙)氯化鉀溶液三種試劑來逐一分離及鑑定出各化合物，則各試劑加入的先後順序下列何者正確？　 (A) 甲乙丙　(B) 乙丙甲　(C) 甲丙乙　(D) 乙甲丙 (E) 丙甲乙

21. 於室溫下，下列各組反應中，何組前者的反應速率    小於    後者？　 (A) NO_(g)＋ O_2(g) → NO_2(g)； CO_(g)＋ O_2(g) → CO_2(g)　 (B) BaCl_2(aq)＋H₂SO_4(aq) → BaSO_4(s)＋2 HCl_(aq)； H_2(g)＋ O_2(g) → H₂O()　 (C) C_(s)＋O_2(g) → CO_2(g)； P_4(s)＋5 O_2(g) → P₄O_10(s)　 (D) CH₃COOH()＋＋H₂O()； CH_4(g)＋2 O_2(g) → CO_2(g)＋2 H₂O() (E) H₂O_(g) → H₂O()； H₂O() → H₂O_(s)

22. 有關π鍵與σ鍵的敘述，下列何者正確？　 (A) σ鍵在核間軸上的電子雲密度為0　 (B)三鍵含2個σ鍵和1個π鍵 (C) σ鍵強度大於π鍵，是因為σ鍵有較大之重疊程度，所以單鍵比雙鍵強　 (D) π鍵不能繞軸旋轉，而σ鍵可以 (E) π鍵鍵長大於σ鍵

23. 未知濃度20.0 mL的KIO₃水溶液加入足量KI及硫酸後，溶液呈棕褐色，然後加入數滴澱粉液使溶液呈藍色。此時若以0.10 M Na₂S₂O₃水溶液滴定，需要加入60.0 mL的硫代硫酸鈉溶液時才能使藍色消失，則KIO₃水溶液的體積莫耳濃度為多少M？　 (A) 0.010 M　(B) 0.020 M　(C) 0.030 M　(D) 0.040 M (E) 0.050M

24. 已知金屬A、B、C、D的離子分別為A^2＋、B^2＋、C^2＋、D^2＋，而三種電池的電壓分別為：ΔE°(A－B^2＋)＝1.10 V；ΔE°(C－B^2＋)＝1.52 V；ΔE°(A－D^2＋)＝1.82 V，則下列敘述何者正確？　 (註：ΔE°(A－B^2＋)表示A＋B^2＋ → A^2＋＋B 的ΔE°) (A) ΔE°(C－D^2＋)＝2.24 V　 (B) C^2＋＋A → C＋A^2＋的反應可自發性的自左向右進行 (C) 由A、B、C、D所組成的各種單一電池中，只有C適合當作正極材料　 (D) 氧化電位：C＞A＞D＞B　 (E) A、B、C、D中還原力最強的是B

25. 於常溫下，將等體積氣體的NO₂及CO₂分別吸入A及B兩注射筒內。若A、B兩注射筒的壓力，一直保持與外界壓力一樣，則下列敘述何者正確？　 (A) 於常溫下，兩注射筒內的氣體皆無發生化學反應 (B) 置於冰水中達平衡時，A內氣體的體積大於B內氣體的體積 (C) 置於熱水中達平衡時，A內氣體的體積小於B內氣體的體積 (D) 將A由熱水中移至冰水中，筒內氣體的顏色漸漸變深　 (E) 將B由熱水中移至冰水中，筒內氣體的體積漸漸變大

26. 臭氧主要分布在地表上三十公里處，在無人為破壞下，O₃與O₂處於動態平衡。後來科學家發現，由於人為破壞，造成了臭氧層破洞，引發生態危機。底下表I、II分別列出臭氧可能發生的相關反應。請問在表I和表II所列的反應中，哪一個物質擔任「催化劑」的角色？ (A) 表I：CFC，表II：NO　(B) 表I：CFC，表II：NO₂　(C)表I：Cl，表II：NO　 (D) 表I：Cl，表II：NO₂ (E) 表I：ClO，表II：NO

27. 氫氣與純氧燃燒的火焰稱為氫氧焰，其燃燒溫度可達到3000 ℃，工業上常用於金屬的焊接和切割。焊接是使金屬接頭熔化後融合在一起，切割是使金屬變成氧化物後斷裂。同學們在討論如何控制氫氧焰來焊接和切割金屬時，甲同學說：「焊接時，應使氫氣過量」；乙同學說：「切割時，應使氧氣過量」。試問甲、乙兩位的說法，何者正確？　 (A) 甲正確、乙不正確　(B) 甲不正確、乙正確　(C) 甲、乙皆正確　 (D) 甲、乙皆不正確 (E) 甲不正確、乙無法判斷

28. 下列5種p軌域的電子填入方式，其中有多少個符合洪德定則？ ①　 ②　 ③　 ④　 ⑤　 (A) 1　(B) 2　(C) 3　(D) 4　(E) 5

29. 每人每天平均約需消耗540公升的氧氣以維持生存與活動。小明利用熱水器燃燒天然氣產生的熱水來洗澡。已知天然氣成分為純甲烷，熱水器燃燒天然氣的速率為30公升/分鐘。若天然氣完全燃燒需消耗540公升的氧氣，則可讓小明用熱水洗澡多少分鐘？　 (A) 4.5　(B) 9　(C) 18　(D) 36　(E) 72

30. 如底下附圖，代表A物質的分子，其分子量為60；代表B物質的分子，其分子量為40。已知甲杯溶液內含8個A分子，乙杯溶液內含6個B分子。若甲、乙兩杯水溶液的重量相等，求甲、乙兩杯所含溶質的重量百分濃度比為多少？
(A) 3：2　(B) 4：3　(C) 1：2　(D) 2：1　(E) 3：4

31. 下列何者為分子固體？ (A) 甲　(B) 乙　(C) 丙　(D) 丁 (E) 甲、丁

32. 下列何者為離子固體？ (A) 甲　(B) 乙　(C) 丙　(D) 丁 (E) 甲、丁

33. 下列何者為網狀固體？ (A) 甲　(B) 乙　(C) 丙　(D) 丁 (E) 甲、丁

34. 大氣中有些氣體會吸收太陽輻射，有些氣體會反射太陽輻射。關於太陽近紅外線輻射的敘述，下列何者正確？ (A) 主要被臭氧和二氧化碳吸收　 (B) 大部分穿透大氣到達地表　 (C) 主要被二氧化碳和甲烷吸收 (D) 主要被臭氧和氧反射　 (E) 主要被水氣和二氧化碳吸收

35. 未來城地表面與太陽輻射線成直角方向的單位截面積上，全年平均接收的太陽輻射功率為多少瓦特／公尺²？ (A) 50　(B) 175　(C) 1380　(D) 350　(E) 400

1. 下列有關反應N_2(g)＋3 H_2(g) → 2 NH_3(g)的敘述，何者錯誤？ (A) 1克的N₂恰可與3克的H₂完全反應　 (B) 同溫同壓下，20升的N₂與足量的H₂反應可得40升的NH₃　 (C) 根據質量守恆，10克的N₂與5克的H₂反應可得15克的NH₃　 (D) 欲製得3莫耳的NH₃，至少需要4.5莫耳的H₂　 (E) 3克的H₂若與足量的N₂反應，可生成1莫耳的NH₃

2. 有關亨利定律m＝kP，m為溶解氣體的質量，P為氣體壓力，k為比例常數，下列敘述何者正確？　 (A) 任何氣體的k值均相同　 (B) 亨利定律在高溫低壓下準確性較佳 (C) 亨利定律不適用於氨氣氣體 (D) 溫度升高，k值變大 (E) 氣體沸點高者，k值較大

3. 下列有關氫氧燃料電池的敘述，何者正確？　 (A) 硫酸可做為電解質 (B) 每消耗1莫耳的氫氣，可產生2法拉第的電量 (C) 放電時，氧氣進行還原反應 (D) 全反應為2H₂O_(l) → 2 H_2(g)＋O_2(g)　 (E) 氫氧燃料電池為一種蓄電池

4. 下列何者正確？　 (A) 0.1 M HCl在25 ℃時的AG＝12　 (B) 0.001 M HCl在25 ℃時的AG＝3 (C) 0.1 M NaOH在25 ℃時的AG＝－12 (D) [H^＋]愈大， AG則愈大 (E) [OH^－]愈大， AG則愈大

5. 水在不同溫度時的離子積常數 ( Kw＝[H^＋] [OH^－] ) 如下表所示： 下列何者正確？　 (A) 中性水在25 ℃時的AG＝0　 (B) 中性水在35 ℃時的AG＞0　 (C) 0.1 M HCl在35 ℃時的AG值較25℃時的AG值大　 (D) 0.1 M HCl在16 ℃時的AG值較25℃時的AG值大　 (E) 0.1 M HCl在35 ℃時的pH值較25℃時的pH值大

三、計算題：
1. 取含有Ca^2＋的血液1.00毫升，加入足量的C₂O₄^2－後產生CaC₂O₄沉澱，取出沉澱物，用稀H₂SO₄溶解後，再以0.00125 M KMnO₄溶液滴定。若滴定達當量點時需要1.00毫升KMnO4溶液，則該血液每毫升中含有Ca^2＋多少毫克？(Ca＝40)

 (1) 若欲使氦氣端的水銀面上升2.0 cm，則管中需要再加入水銀多少毫升？

(2) 若欲使氦氣端的水銀面下降2.0 cm，則管中需要移出水銀多少毫升？