114年-自然-化學-學測

化學

1. 第24題，答案：D
   下列關於原子能階的敘述，何者錯誤？
   (A)原子中的電子可能處在不同的能階（○）
   (B)一個氫原子雖然只有一個電子， 但能階躍遷時可能發射不同波長的光子（○）
   (C)原子中的電子吸收能量後， 可能從較低的能階躍遷到較高的能階（○）
   (D)為了使處於穩定狀態之原子的電子維持在特定的能階上，外界必須持續提供特定能量的光子（✖）
   <修正>為了使處於穩定狀態之原子的電子維持在特定的能階上，外界無須持續提供能量。
   (E)原子中的電子從一個能階躍遷到另一個能量較低的能階時， 會放出光子（○）
   
2. 
              
   第28題，答案：A、C
   下列相關的敘述，哪些正確？（應選2項）
   (A)化合物甲的分子式為C₂₁H₃₀O₅
   (B)化合物甲與乙皆具有20個碳原子
   <修正>有21個碳原子。
   (C)化合物甲與化合物乙互為異構物
   (D)苦度與化合物甲與乙的總濃度成反比
   <修正>正比
   (E)加入異辛烷的目的是為了使啤酒與實驗所添加的酸能夠更均勻混合
   <修正>加入異辛烷的目的是為了萃取啤酒中的化合物甲乙。
   
   第29題，答案：A、E
   下列關於實驗的敘述，哪些正確？（應選2項）
   (A)實驗三的苦度值與實驗一、二差異大，說明實驗所使用的酸的強弱會影響苦度值的測量
   (B)實驗四中的苦度數值約為53
   <修正>實驗四中的苦度數值約為13。
   (C)若在實驗一中，不加入鹽酸，改為加入0.5 mL的12 M NaOH(aq)，則水溶液中酸根的濃度會下降
   <修正>若在實驗一中，不加入鹽酸，改為加入12 M的NaOH_(aq) 0.5 mL，則有益於發生酸鹼反應，造成水溶液中酸根的濃度會上升。
   (D)若在測量方法使用10.0 mL的啤酒樣品，其他步驟不變，則量測的苦度值會變低
   <修正>若在測量方法使用10.0 mL的啤酒樣品，其他步驟不變，啤酒量增加，化合物甲乙也增加，則量測的苦度值會增加。
   (E)步驟二使用到萃取法
   
3. 第30題，答案：A、C
   關於物質純化與分離的敘述，下列哪些正確？（應選2項）
   (A)利用再結晶純化硝酸鉀，以水為溶劑會比汽油較為合適
   (B)硫酸鈉晶體可由飽和的藍色硫酸銅水溶液中結晶獲得
   <修正>飽和的藍色硫酸銅水溶液中無硫酸鈉故無法結晶獲得硫酸鈉晶體。
   (C)將食鹽水加熱，蒸餾出部分純水，而剩餘的溶液可再結晶獲得氯化鈉
   (D)利用乙酸乙酯萃取綠色樹葉的萃取液，然後在一大氣壓下進行蒸餾分離，可以將葉綠素餾出
   <修正>利用乙酸乙酯萃取綠色樹葉的萃取液，然後在一大氣壓下進行蒸餾分離，可以將沸點低的乙酸乙酯餾出。
   (E)硝酸鉀與氯化鉀的混合水溶液，可以用濾紙層析方法將兩者分離
   <修正>硝酸鉀與氯化鉀的混合水溶液，無法用濾紙層析方法將兩者分離。
   
4. 第31題，答案：B、D、E
   乙酸和乙醇在硫酸催化下，可進行酯化反應如式1，假設乙酸與乙醇皆反應完全無殘留，蒸餾後可製得乙酸乙酯。氯化氫和氫氧化鈉的水溶液可進行反應如式2，與酯化反應類似，可產生一分子的水。
   CH₃COOH_(aq) + C₂H₅OH ⎯⎯(硫酸、加熱)⎯→ CH₃COOC₂H_5(l) + H₂O_(l)... 式1
   HCl_(aq) + NaOH_(aq) ⎯⎯(室溫)⎯→ NaCl_(aq) + H₂O_(l)... 式2
   比較這二類反應，試問下列敘述，哪些正確？（應選3 項）
   (A)式1 與式2 的反應皆可寫成淨離子反應式：H⁺_(aq) + OH^-_(aq) → H₂O_(l)
   <修正>只有式2 的反應可寫成淨離子反應式：H⁺_(aq) + OH^-_(aq) → H₂O_(l)。
   (B)乙酸與氯化氫溶於水，可解離出H⁺，兩者皆為電解質
   (C)乙酸與氯化氫溶於水，可解離出H⁺，兩者皆為離子化合物
   <修正>乙酸與氯化氫皆是共價鍵結合的 分子化合物。
   (D)利用蒸餾法可取得乙酸乙酯，是利用產物間沸點不同的性質做分離
   (E)式2 為放熱反應
   
5. 第32題，答案：C
   萊克多巴胺俗稱「瘦肉精」，可作為動物飼料添加物，用以幫助肌肉生長，減少體脂肪。將「瘦肉精」樣品進行元素分析，發現含有重量百分比71.75 %的碳、7.65 %的氫、4.65 % 的氮與15.95 %的氧，試問其分子式為何？（原子量：H＝1.0，C＝12.0，N＝14.0，O＝16.0）
   (A)C₁₈H₂₅N₂O₂（✖）
   (B)C₁₇H₂₂N₂O₂（✖）
   (C)C₁₈H₂₃NO₃（○）
   (D)C₁₇H₂₁NO₄（✖）
   (E)C₁₇H₂₁N₂O₃（✖）
   <修正>元素分析求最簡整數比：C:H:N:O = (71.75/12):(7.65/1):(4.65/14):(15.95/16) = 6:7.65:0.33:1 → 乘3 得 18:23:1:3，所以分子式為 C₁₈H₂₃NO₃。
   
6. 第33題，答案：A、E
   關於聚合物的敘述，下列哪些正確？（應選2項）
   (A)纖維素與澱粉都是以葡萄糖為單體的聚合物（○）
   (B)蛋白質是以核苷酸為單體的聚合物（✖）
   <修正>蛋白質是以胺基酸為單體的聚合物。
   (C)DNA是以葡萄糖與胺基酸為單體交錯形成的聚合物（✖）
   <修正>DNA是以核苷酸為單體形成的聚合物。
   (D)脂肪是以脂肪酸為單體的聚合物（✖）
   <修正>脂肪不是聚合物；主要由甘油＋脂肪酸酯化形成。
   (E)RNA是以核苷酸為單體的聚合物（○）
   
7. 第34題，答案：E
   圖7是三種氣體於不同溫度下在水中的溶解度。此外，小華上網查了CO₂於0 ℃、20 ℃、40 ℃與60 ℃在水中的溶解度，分別是0.334、0.169、0.097、0.058（單位：g/100g水）。下列相關的敘述，何者正確？
   
   (甲) 在0°C時，氨氣在水中的溶解度大小順序為NH₃＜HCl＜SO₂（✖）
   <修正>在0°C時，溶解度大小順序為 SO₂＜HCl＜NH₃。
   (乙) 在0～60°C之間，溫度升高時，氨氣在水中的溶解度降低（○）
   (丙) 將4°C含CO₂氣泡飲料置於大熱時，會產生打開瓶蓋時二氧化碳噴出的影響（○）
   (丁) 氣體溶解度的變化主要受溫度變化的影響（○）
   (A)只有甲（✖）
   (B)只有乙（✖）
   (C)只有丙（✖）
   (D)甲與乙（✖）
   (E)乙與丙（○）
   
8. 35～36 題為題組：
   氧化亞銅為一種半導體材料，其奈米粒子會懸浮在水中，表面可以吸收光能，將二氧化碳轉化成甲醇（CH3OH）與氧氣，但氧化亞銅奈米粒子並不會被消耗。持續通入二氧化碳於含氧化亞銅的水溶液中使反應進行，發現光照期間，可觀察到氧氣生成；若將光源關閉，則沒有氧氣生成。 第35題，答案：A、C、E
   35.關於實驗結果與推論的敘述，下列哪些正確？（應選3項）
   (A)二氧化碳進行還原作用產生甲醇
   (B)含有二氧化碳的水溶液呈鹼性
   <修正>二氧化碳溶於水形成碳酸故含有二氧化碳的水溶液呈酸性。 (C)光照是產生甲醇的必要條件
   (D)此反應所產生的甲醇
   與氧氣均難溶於水中
   <修正>甲醇易溶於水 (E)此光照反應式為：2CO₂ + 4H₂O → 2CH₃OH + 3O₂（應選3項）
   <修正>你提供的截圖中第35題 A～E 選項文字解析度不足，無法逐字照抄；若補一張清晰截圖，我可把每一個選項加上（○/✖）並用紅字逐句修正。
   第36題，答案：C
   經過更仔細的實驗觀察，發現另有少量為氫氣的副產物生成，可能是在光照下，水亦可被分解為氫氣與氧氣，反應式為：2H₂O → 2H₂ + O₂。若某次實驗結果的氣體產物為氧氣1.40 莫耳與氫氣0.40 莫耳。試問該次實驗生成多少莫耳的甲醇？？
   (A)0.4（✖）
   (B)0.6（✖）
   (C)0.8（○）
   (D)1.0（✖）
   (E)1.2（✖）
   <修正>由 2H₂O → 2H₂ + O₂ 得 H₂:O₂=2:1，0.4 mol H₂ 對應 0.2 mol O₂（副產物）。
   <修正>O₂總量 1.40 mol，主反應產生 O₂ 為 1.40−0.20=1.20 mol。
   <修正>由 2CO₂ + 4H₂O → 2CH₃OH + 3O₂ 得 CH₃OH:O₂=2:3，故 CH₃OH = 1.20×(2/3)=0.80 mol。
   
9. 第50題，答案：B、E
   奈米級的二氧化鈦（TiO₂）為一種光觸媒材料，當此光觸媒照光之後，可將周遭環境中的汙染物質分解，達到去汙與除臭 的效果。而其原理主要是二氧化鈦光觸媒照光後，電子會從價帶躍遷到導電帶，使得二氧化鈦表面生成氫氧自由基（•OH）與超氧離子 （O^2-），此兩者的活性很大可以將有機物分解成二氧化碳和水，達到淨化效果。 此外，二氧化鈦光觸媒亦可在光的照射下催化水裂解產生氫氣和氧氣，為綠色能源與永續發展的重要觸媒。由於二氧化鈦光觸媒的導電 帶與價帶的能階差（亦稱為能隙）大約為3.20 eV，故所照的光源中光子能量必須高於此能量才能啟動催化反應，為了提升其催化活性 與效率，許多研究利用不同的金屬摻雜來改善材料特性。某研究團隊發現於二氧化鈦奈米材料中摻雜少量的鋅離子 （Zn－TiO₂）後，會改變能隙，並提升催化水裂解的效率。根據上述資訊及所學，回答下列問題。
   下列與二氧化鈦的相關敘述，何者正確？（應選2項）
   (A)提供電子能量必可使電子由價帶跳到導電帶（✖）
   <修正>是須提供電子足夠的能量才可使電子由價帶跳到導電帶。
   (B)電子位於導帶的能量比位於價帶低（○）
   (C)可利用改變光的入射角來變化光子的能量（✖）
   <修正>光子能量由 E=hc/λ 決定，與入射角無關。
   (D)加大照光強度與面積可能促使無法躍遷的電子躍遷（✖）
   <修正>無法藉由加大照光強度與面積促使無法躍遷的電子躍遷。
   (E)增高照射的光頻率可能促使無法躍遷的電子躍遷（○）
   
10. 第51題，答案：(a) 390 nm　(b) Zn–TiO₂
    
    (a)...試計算波長約為多少nm？
    <修正>3.2 eV = 3.2×1.6×10^-19=5.12×10^-19 J，且 E=hc/λ。
    <修正>λ = (6.63×10^-34×3.0×10⁸)/(5.12×10^-19) = 3.9×10^-7 m = 390 nm。
    (b)...兩樣本對400 nm的光激發產生的效應差異為何？
    <修正>摻鋅後（Zn–TiO₂）使材料可在 400 nm 光下發生激發反應，提升光觸媒效率。
    
11. 第52題，答案：C、E
    有關二氧化鈦光觸媒與水裂解反應的相關敘述，下列哪些正確？（應選2項）
    (A)二氧化鈦光觸媒照光後產生的氫氧自由基具有8個價電子（✖）
    <修正>氧氣自由基（如 O₂^•−）的價電子數判斷不應寫成「8個」 ；本敘述不正確；二氧化鈦光觸媒照光後產生的氫氧自由基具有7 個價電子。
    (B)二氧化鈦是一種可溶於水的化合物（✖）
    <修正>二氧化鈦為難溶於水的化合物。
    (C)水裂解產生氫氣與氧氣，為一吸熱反應（○）
    (D)氫氧自由基將有機物分解，產生二氧化碳的過程是作為還原劑（✖）
    <修正>氧氣自由基通常扮演氧化劑，使有機物被氧化成CO₂。
    (E)水裂解反應產生氫氣與氧氣，屬於氧化還原反應（○）
    
12. 第53題，答案：4倍
    
    <修正>由圖可讀：6小時 Zn–TiO₂ 生成 16 mmol，TiO₂ 生成 4 mmol，比例為 16/4=4 倍。
    
13. 第54題，答案：TiCl₄ + 2H₂O → TiO₂ + 4HCl
    二氧化鈦光觸媒可用不同的方法製備，其中之一是將四氯化鈦與水反應產生二氧化鈦，此反應亦會同時生成氯化氫。 試寫出此化學反應式（係數以最簡整數表示）。
    <修正>配平後：TiCl₄ + 2H₂O → TiO₂ + 4HCl。
    
14. 第55題，答案：B
    …根據表3資料，下列敘述何者正確？
    (A)…1莫耳辛烷比1莫耳甲烷含有較多的分子數（✖）
    <修正>同為 1 莫耳，分子數皆為阿伏加厥常數，不因分子量不同而改變。
    (B)每克烷類燃燒釋出熱量的大小順序為：甲烷＞乙烷＞丁烷＞戊烷（○）
    (C)每克烷類燃燒釋出熱量皆大於50千焦耳（✖）
    <修正>由表3換算每克燃燒熱可見有些小於 50 kJ/g。
    (D)燃燒2莫耳甲烷燃燒1莫耳乙烷，所釋出的熱量更多（✖）
    <修正>燃燒熱比較應以表中數值計算；題幹要比「2莫耳甲烷」與「1莫耳乙烷」需直接乘莫耳燃燒熱後判斷。
    (E)…己烷的莫耳燃燒熱約為6200…（✖）
    <修正>由表3趨勢，己烷燃燒熱應介於戊烷與辛烷之間，不會高到 6200。
    
15. 第56題，答案：(a) C₃H₈　(b) 2217 kJ/mol
    (a)…丙烷的分子式為何？並計算其分子量為何？
    <修正>丙烷分子式：C₃H₈；分子量：3×12 + 8×1 = 44。
    (b)…預測丙烷的莫耳燃燒熱的數值為何？
    <修正>以乙烷與丁烷線性估算取平均：(1560 + 2874)/2 = 2217 kJ/mol。
    
16. 第57題，答案：A、C、D
    …下列敘述何者正確？（應選2項）
    (A)…平衡反應式（○）
    (B)…一半來自丙烷，另一半來自丁烷（✖）
    <修正>「各占一半」需看質量/莫耳數/燃燒熱，不會必然各半。
    (C)…所需氧氣的莫耳數相同（○）
    (D)…會產生不同莫耳數的水（○）
    (E)…液化天然氣產生較少的二氧化碳（✖）
    <修正>需依燃料種類與反應係數計算，不能直接推出「必較少」。