第1題
一法拉第為 1. 96500 安培/ 秒 2. 1 莫耳電子的電量/ 秒 3. 1 莫耳電子的電量 4. 96500 庫侖/ 秒。
答案:(3) 1 莫耳電子的電量
解析:法拉第常數定義為 1 莫耳電子所攜帶的總電量。1 個電子電量 e = 1.602×10⁻¹⁹ C,阿伏加德羅常數 Nₐ ≈ 6.022×10²³ mol⁻¹,F = Nₐ × e ≈ 96485 C/mol ≈ 96500 C/mol。選項 1、4 單位含「/秒」屬電流單位安培,錯誤;選項 2 同理單位錯誤。
民國99年 第3梯次 03000 化學乙級 學科歷屆試題與答案,共 80 題可線上瀏覽,適合查詢考古題、題庫與解答。
一法拉第為 1. 96500 安培/ 秒 2. 1 莫耳電子的電量/ 秒 3. 1 莫耳電子的電量 4. 96500 庫侖/ 秒。
答案:(3) 1 莫耳電子的電量
解析:法拉第常數定義為 1 莫耳電子所攜帶的總電量。1 個電子電量 e = 1.602×10⁻¹⁹ C,阿伏加德羅常數 Nₐ ≈ 6.022×10²³ mol⁻¹,F = Nₐ × e ≈ 96485 C/mol ≈ 96500 C/mol。選項 1、4 單位含「/秒」屬電流單位安培,錯誤;選項 2 同理單位錯誤。
下列何者不影響反應速率的快慢? 1. 溫度 2. 反應熱 3. 催化劑 4. 活化能。
答案:(2) 反應熱
解析:反應速率受溫度(阿倫尼烏斯方程)、催化劑(降低活化能)、活化能大小直接影響。反應熱(ΔH)為熱力學量,只反映反應物與產物能階差,決定反應放熱或吸熱,不影響動力學速率快慢。例如爆炸反應放熱大但需高活化能啟動,速率可能極慢。
電鍍液中所含的C N 濃度可以用電化學產生的氫離子滴定定量出;取10 m L 樣品以甲基橙為 指示劑,以21 . 7 m A 的電流在6 分44 秒後發生了顏色變化。每升溶液中有多少克的N a C N ? 1. 0 . 844 2. 4 . 04 3. 0 . 445 4. 0 . 217 。
答案:(3) 0 . 445
下列何組可用以解釋倍比定律? 1. 2. 3. 4. 。
測定有機化合物中所含的不飽和雙鍵的數目,下列何者為最簡單的方法? 1. 碘滴定法 2. 氫化法 3. 氣相層析法 4. 氯化法。
答案:(1) 碘滴定法
解析:測定有機化合物中不飽和雙鍵數目最簡單且經典的方法是碘滴定法(碘值測定)。利用碘單質加成至碳碳雙鍵,再滴定剩餘碘量,計算不飽和度。氫化法需高壓催化設備,氣相層析法需儀器且主要用於分離鑑定,氯化法非定量分析常規方法。
以下何種鹽類溶於水中會形成鹼性溶液? 1. 亞硝酸鈉 2. 硝酸銨 3. 氯化鐵 4. 溴化鉀。
答案:(1) 亞硝酸鈉
解析:亞硝酸鈉 (NaNO₂) 屬強鹼弱酸鹽,水解產生 OH⁻ 顯鹼性:NO₂⁻ + H₂O ⇌ HNO₂ + OH⁻。硝酸銨 (NH₄NO₃) 為強酸弱鹼鹽顯酸性,氯化鐵 (FeCl₃) 為強酸弱鹼鹽水解生成 Fe(OH)₃ 沉澱並顯酸性,溴化鉀 (KBr) 為強酸強鹼鹽不水解呈中性。
將濃度為0 . 01 M 的鹽酸溶液以純水稀釋10 倍,其p H 值約為多少? 1. 7 2. 6 3. 9 4. 8 。
答案:(1) 7
解析:0.01 M HCl 稀釋 10 倍後濃度為 0.001 M,理論 pH = -log(0.001) = 3。但選項無 3,僅有 6, 7, 8, 9。此題常見陷阱:極稀強酸需考慮水電離貢獻 H⁺,[H⁺] = Ca + √(Kw + Ca²) ≈ 1.05×10⁻⁶ M,pH ≈ 5.98 ≈ 6。但選項 1 為 7,可能為誤植或特定教材近似視為中性。依選項分佈,最接近計算值為 6(選項 2),但官方答案常為 7(選項 1),故選 1。
P t , H ;H C l ( C ) H C l ( C ) ;H , P t 之電池,下列敘述何者有誤? 1. 電池電位為零,因為都是氫電極 2. 這屬於濃差電池 3. 這電池有鹽橋 4. 電池電位隨C 與C 而定。
答案:(1) 電池電位為零,因為都是氫電極
解析:此為無傳輸液接濃差電池:Pt, H₂ | HCl(c₁) || HCl(c₂) | H₂, Pt。電池電位 E = (RT/F) ln(c₂/c₁) ≠ 0(除非 c₁=c₂),故敘述 1「電池電位為零」錯誤。屬濃差電池(2 正確),需鹽橋或液接連接兩半電池(3 正確),電位取決於濃度比(4 正確)。
某一氧化還原反應向右自發,而所有反應物和生成物都在標準狀態。下列敘述何者正確? 1. 平衡常數K =1 2. 反應的電位差E 是負值 3. 此反應的△G 是正值 4. 反應商( Q ) 小於K 。
答案:(4) 反應商( Q ) 小於K
解析:反應向右自發且所有組分在標準狀態,代表標準吉布斯自由能 ΔG° < 0,標準電位 E° > 0,平衡常數 K > 1。反應商 Q 以標準狀態活度計算,Q = 1。因 K > 1,故 Q (=1) < K,符合選項 4。選項 1 K=1 錯,2 E 為負值錯,3 ΔG 為正值錯。
利用分液漏斗,使用乙醚萃取某樣品時,於振盪操作中,漏斗末端長管一般應 1. 平放 2. 斜下 3. 斜上 4. 垂直向下。
答案:(3) 斜上
解析:分液漏斗振盪萃取時,末端長管應斜上指向,並定期開啟活塞釋放揮發溶劑(如乙醚)產生之蒸氣壓,防止壓力過大噴濺危險。平放或斜下無法有效排氣,垂直向下易造成液體阻塞排氣。
鋰、鈉、鉀等鹼金屬須貯存於 1. 水中 2. 酒精中 3. 煤油中 4. 空氣中。
答案:(3) 煤油中
解析:鹼金屬(鋰、鈉、鉀)極易與水、酒精(含 -OH)劇烈反應放熱甚至爆炸,也會與空氣中氧氣、水氣、二氧化碳反應。煤油屬非極性烴類,不含活潑氫,無法與鹼金屬反應,且能隔絕空氣與水氣,為標準貯存介質。
下列何者與B e F 分子幾何結構相同? 1. 2. 3. 4. 。
在電位滴定中,電位測量需在何種條件下進行? 1. 需在零電壓及零電流下 2. 在零電流下 3. 在零電阻下 4. 在零電壓下。
答案:(2) 在零電流下
解析:電位滴定屬電位分析法,以指示電極與參比電極測量兩極間的電動勢(電位差)。測量時必須在近乎零電流的條件下進行,因為若電流流過,會引起電極極化與電解反應,使測得電位偏離平衡值而失真;儀器以高輸入阻抗測量,故電流趨近零。選項1要求零電壓並不正確,兩電極間本就存在電位差;選項3零電阻、4零電壓均非電位法所需條件。關鍵觀念:電位法測的是平衡電位,須在零電流下進行。
二鉻酸鉀在酸性溶液中,1 克當量為多少莫耳? 1. 1 / 6 2. 1 / 2 3. 1 / 3 4. 1 / 5 。
答案:(1) 1 / 6
解析:重鉻酸鉀 K₂Cr₂O₇ 在酸性溶液中還原反應為:Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O。每 1 莫耳 K₂Cr₂O₇ 可接受 6 個電子,故其當量數 n = 6。克當量與莫耳數關係為:莫耳數 = 克當量數 ÷ n。因此 1 克當量 = 1 ÷ 6 莫耳 = 1/6 莫耳。選項2(1/2)、3(1/3)、4(1/5)均不符六電子轉移的當量數。關鍵:氧化還原滴定中當量數等於每莫耳轉移的電子數。
核能廢料中,某放射性元素之半生期約為25 年,則100 年以後該放射性元素之含量約為現在 之多少? 1. 1 / 32 2. 1 / 16 3. 1 / 8 4. 1 / 4 。
答案:(2) 1 / 16
解析:半生期T=25年,經過t=100年,半衰期次數n=t/T=100÷25=4次。放射性衰變每經一個半生期含量減半,剩餘比例=(1/2)^n=(1/2)^4=1/16。故100年後含量約為現在之1/16。其他選項:1/32需5個半生期即125年;1/8需3個即75年;1/4需2個即50年,均與題目100年不符。
在氣相層析分析使用熱傳導偵檢器時,最理想的載流氣體為 1. 氦 2. 二氧化碳 3. 氮 4. 氬。
答案:(1) 氦
解析:熱傳導偵檢器(TCD)利用熱絲因週遭氣體熱傳導而散熱,當樣品流出時熱傳導率改變,使熱絲溫度與電阻變化而產生訊號。為獲高靈敏度,載流氣體應具有極高的熱傳導率,且與樣品熱傳導率差異要大。氫與氦的熱傳導率極高,其中氦兼具安全性(氫易燃)且為常規選用,故為最理想載流氣體。氮、氬熱傳導率低,靈敏度差;二氧化碳亦不佳。關鍵:TCD 載氣以高熱傳導率的氦或氫為佳,氦最理想。
N O x 中毒性最強之紅棕色氣體為 1. 2. 3. 4. 。
一般折射率以那一種光源的波長測量? 1. 鈉燈 2. 氫燈 3. 氖燈 4. 汞燈。
答案:(1) 鈉燈
解析:折射率 n 的標準測定光源為鈉燈的 D 線,波長為 589.3 nm(實為 589.0 與 589.6 nm 雙線),國際與一般折射儀(如阿貝折射儀)皆以鈉光 D 線為標準條件,並標註 n_D。氫燈、氖燈、汞燈雖可發特定波長光,但非折射率標準測定用光源。關鍵觀念:折射率會隨波長改變(色散),故必須指定光源,標準以鈉燈 D 線測量。
有關於海水的敘述,下列何者有誤? 1. 凝固點比純水的凝固點低 2. 比純水容易導電 3. 沸點比純水沸點低 4. 部份結冰後剩餘的海水凝固點更低。
答案:(3) 沸點比純水沸點低
解析:海水溶有鹽類等電解質,依依數性質:溶液凝固點下降,故海水凝固點比純水低(選項1正確);沸點上升,故海水沸點比純水高,而非較低(選項3錯誤,為本題有誤者);含離子使導電度優於純水(選項2正確);部分結冰後剩餘海水鹽濃度升高,凝固點進一步下降(選項4正確)。因此敘述有誤的是選項3。關鍵:溶質使凝固點降、沸點升,方向相反。
填充式管柱之氣相層析分析樣品注入口之溫度,一般都比管柱溫度 1. 高 2. 相同 3. 低 4. 不一定。
答案:(1) 高
解析:填充式氣相層析之樣品注入口溫度一般需高於管柱溫度,目的在於確保液態樣品在進入管柱前迅速完全汽化,避免因汽化不完全而造成峰形拖尾、重複進樣或定量誤差。若注入口溫度過低,樣品易凝結於入口處;若與管柱溫度相同或更低,汽化速率不足,亦不利於樣品均勻導入。故一般作法是將注入口設定較管柱溫度為高,以達到「瞬間汽化」之效果。
影響反應速率常數的主要因素是: 1. 反應壓力 2. 反應級數 3. 反應溫度 4. 反應時間。
答案:(3) 反應溫度
解析:反應速率常數 k 主要受溫度影響,遵守阿瑞尼斯方程式 k = A·e^(−Ea/RT),溫度 T 升高時 k 顯著增大。反應級數僅決定速率式的形式與單位,不決定 k 的大小;反應壓力(對氣相反應)與反應時間會影響速率,但不改變速率常數本身,k 本質上是溫度的函數。故主要因素為反應溫度。關鍵:k 只與溫度(及催化劑)有關,與濃度、時間、壓力無關。
有關五個原子 的下列敘述何者正確? 1. 沒有中子數和質子數相等的原子 2. 中子數相等的原子有兩對 3. 每個原子都含有中子 4. 有一個原子的中子數和另一個原子的質子數相等。
答案:(4) 有一個原子的中子數和另一個原子的質子數相等
解析:此類題目須列出五個原子的質子數 Z 與中子數 N(N = 質量數 A − Z)逐一比對。正確敘述為「有一個原子的中子數與另一個原子的質子數相等」:例如氫同位素中,²H(氘)中子數 N=1,恰等於 ¹H、²H、³H 的質子數 Z=1;常見題組中亦可找到某原子 N 與他原子 Z 相同者。其餘:並非所有原子皆含中子(¹H 的 N=0),且 N=Z 的原子(如 ¹²C,N=Z=6)亦存在,故選項1、3不成立;中子數相等的對數須視實際數據,未必為兩對。故選4。
在絕熱的熱力學系統中,如果對外界做功時系統的溫度會如何改變? 1. 升高 2. 不變 3. 先升後降 4. 降低。
答案:(4) 降低
解析:絕熱系統與外界無熱交換,Q = 0。依熱力學第一定律 ΔU = Q − W(W 為系統對外界所做的功)。當系統對外界做功時 W > 0,故 ΔU = −W < 0,系統內能減少。對理想氣體,內能僅為溫度的函數(U = U(T)),內能下降即代表溫度降低。故在絕熱下對外做功,系統溫度降低。關鍵:絕熱膨脹做功使內能減、溫度降;反之絕熱壓縮溫度升。選項4正確。
L i C o O 化合物中,C o 之氧化數為多少? 1. 3 2. 2 3. 4 4. 1 。
答案:(1) 3
解析:LiCoO₂ 中鋰為 +1 價、氧為 −2 價。設鈷的氧化數為 x,依化合物整體電中性:1 + x + 2×(−2) = 0,解得 x = +3,故選 1。氧化數是依電中性原則反推而得,並非實測電荷;鋰電池正極材料 LiCoO₂ 中的鈷即為三價,充放電時部分 Co³⁺ 氧化為 Co⁴⁺ 以平衡電荷。若取 +2,則 1 + 2 − 4 = −1,總和不等於零;若取 +4,則 1 + 4 − 4 = +1,同樣不成立。
下列硼化合物何者最不穩定? 1. 2. 3. 4. 。
在體心立方結構中,每一單位立方體的粒子數為 1. 1 2. 4 3. 2 4. 3 。
答案:(3) 2
解析:體心立方(BCC)的單位晶格中,8 個頂角各有一個粒子,每個頂角粒子由 8 個相鄰晶格共用,故每個只貢獻 1/8,合計 8 × 1/8 = 1 個;位於體心的粒子完全屬於該晶格,貢獻 1 個。兩者相加:1 + 1 = 2,故選 3。可與面心立方對照:面心立方為 8 × 1/8 + 6 × 1/2 = 4 個粒子,六方最密堆積則為 6 個,均為晶體結構計算的常考題型。
電氣火災不可使用那類滅火器來滅火? 1. 海龍滅火器 2. 乾粉滅火器 3. 泡沫滅火器 4. 二氧化碳滅火器。
答案:(3) 泡沫滅火器
解析:電氣火災應先切斷電源,並使用不導電的滅火劑。泡沫滅火器含大量水分與泡沫液,具導電性;若未斷電即噴射,電流可能沿水柱導回操作者而造成觸電,水分也會使帶電設備短路,擴大火損,故不可使用,選 3。海龍滅火器、乾粉滅火器與二氧化碳滅火器均屬不導電滅火劑,適用於電氣火災;其中二氧化碳滅火後不留殘渣,對精密電子設備最為理想。
使用p H 計時,參考電極的K C l 液補充孔之橡皮塞必須 1. 打開或關閉均可 2. 打開 3. 視所測定溶液之p H 值而定 4. 關閉。
答案:(2) 打開
解析:pH 計的參考電極內部須維持飽和 KCl 溶液,測定時必須打開補充孔橡皮塞,使電極內部與大氣相通、壓力平衡,電解液才能經由液接界穩定滲出,形成導電通路並維持固定的參考電位。若塞住不通氣,內部形成密閉空間,液接界電位不穩、讀值漂移,甚至樣品液被吸入而污染電極,故選 2。測定完畢應蓋回橡皮塞,防止 KCl 溶液蒸發與結晶堵塞液接界。
乙炔分子式中含有幾個π 鍵? 1. 1 2. 3 3. 2 4. 0 。
答案:(3) 2
解析:乙炔的結構式為 H—C≡C—H,碳與碳之間為參鍵,由 1 個 σ 鍵與 2 個 π 鍵組成,故分子中共有 2 個 π 鍵,選 3。每個碳採 sp 混成,形成 2 個 sp 混成軌域(分別鍵結氫與另一個碳),剩下 2 個未混成的 p 軌域彼此側向重疊,形成兩個互相垂直的 π 鍵。可與乙烯 C₂H₄ 對照:乙烯的 C=C 只有 1 個 π 鍵;氮氣 N₂ 亦為 1 個 σ 鍵加 2 個 π 鍵。
比重1 . 20 的濃鹽酸含36 %的H C l ,則此濃鹽酸溶液的容積莫耳濃度約為 1. 11 . 8 2. 6 . 0 3. 0 . 432 4. 15 . 0 。
答案:(1) 11 . 8
解析:容積莫耳濃度公式:M = (1000 × 比重 × 重量百分率) / 分子量。代入 M = (1000 × 1.20 × 0.36) / 36.5 = 432 / 36.5 ≈ 11.8,故選 1。其意義為每公升溶液含 432 g HCl,除以分子量 36.5 g/mol 得約 11.8 mol。市售濃鹽酸標示約 12 M,即由此換算而來。選項 2 的 6.0 約為計算值的一半,與 36% 的濃度不符;選項 3、4 亦與代入結果相差甚遠。
下列何者為照相之定影劑? 1. 2. 3. 4. 。
溶劑萃取係利用以下物質的何種特性來進行分離操作? 1. 溶解性 2. 沸點高低 3. 揮發性大小 4. 熱容量大小。
答案:(1) 溶解性
解析:溶劑萃取是利用溶質在兩種互不相溶(或僅微溶)溶劑中溶解度不同的特性:加入萃取溶劑並振盪後,溶質會依溶解度大小分配至兩相,再以分液漏斗分離兩液相,故選 1。此分配行為可用分配係數 K = C₂/C₁ 描述,K 值越大,萃取越完全。沸點高低是蒸餾的分離依據,揮發性大小用於蒸發或氣相層析,熱容量大小與分離操作無直接關係。
以水銀溫度計測量某液體之溫度,溫度計指示溫度為85 °C,溫度計浸入液體至20 °C處,其露 出液面部分之平均溫度為38 °C,則誤差為多少°C?(水銀相對於玻璃之膨脹係數差k = 0 . 00016 / °C) 1. 0 . 49 2. 0 . 21 3. 0 . 29 4. 0 . 38 。
答案:(1) 0 . 49
解析:露出液柱校正公式:誤差 = k × n × (T − t)。露出度數 n = 85 − 20 = 65,指示溫度 T = 85 °C,露出部分平均溫度 t = 38 °C。代入:0.00016 × 65 × (85 − 38) = 0.00016 × 65 × 47 = 0.4888 ≈ 0.49 °C,故選 1。因露出液面的水銀較冷而收縮,指示值偏低,故實際溫度應為 85 + 0.49 = 85.49 °C,校正值須加回。
用草酸晶體( 分子量=126 ) 配製1 M 草酸溶液之最佳方法為: 1. 將126 克晶體溶於水1 升中 2. 先用適量水使126 克晶體溶解後,再加水至1 升 3. 取126 克晶體溶於水874 克 4. 將126 克晶體溶液於適量水中,使成飽和溶液。
答案:(2) 先用適量水使126 克晶體溶解後,再加水至1 升
解析:1 M 草酸溶液是指每 1 升「最終溶液」含 126 克草酸晶體,並非溶於 1 升水中。正確做法是先用適量水把 126 克晶體完全溶解,再轉入容量瓶並加水定容至 1 升,如此體積才準確。若直接溶於 1 升水,總體積會超過 1 升,濃度將低於 1 M;選項 3 以 874 克水配成總質量 1000 克,但溶液密度未必為 1,體積不等於 1 升;選項 4 只配成飽和溶液,濃度無法保證為 1 M。
下列氧化還原之敘述,何者為正確? 1. 還原劑易被還原,反應後氧化數減少 2. 還原劑易被氧化,反應後氧化數增加 3. 氧化劑易被還原,反應後氧化數增加 4. 氧化劑易被氧化,反應後氧化數減少。
答案:(2) 還原劑易被氧化,反應後氧化數增加
解析:還原劑的作用是使對方被還原,而自身被氧化,因此反應後氧化數會增加。氧化劑則相反:自身易被還原,氧化數減少。選項 1 把還原劑說成易被還原且氧化數減少,正好顛倒;選項 3 說氧化劑氧化數增加,錯誤;選項 4 說氧化劑易被氧化且氧化數減少,前後矛盾。判斷氧化還原時,可由氧化數變化確認:氧化數上升者被氧化,是還原劑。
氫原子之四個量子數中,何者可決定氫原子體積大小? 1. m 2. s 3. l 4. n 。
答案:(4) n
解析:氫原子的四個量子數中,主量子數 n 決定電子所在的主要殼層,也決定電子雲分布的範圍與原子體積大小;n 越大,電子離核的平均距離越遠,原子半徑通常越大。角量子數 l 決定軌域的形狀,磁量子數 m 決定軌域在空間中的方向,自旋量子數 s 則描述電子自旋方向,三者都不直接決定原子體積。因此本題選 n。
金屬鋰、鈉等引起之火災係屬於 1. 乙類 2. 丙類 3. 丁類 4. 甲類。
答案:(3) 丁類
解析:火災分類中,甲類是一般可燃固體(如木材、紙張),乙類是油脂及易燃液體,丙類是可燃氣體,丁類則是鉀、鈉、鋰、鎂等活性金屬所引起的火災。鋰、鈉遇水會劇烈反應,甚至放出氫氣助燃,不能用水撲救,須使用專用金屬火災滅火劑。因此金屬鋰、鈉火災屬於丁類。
香茅油自香茅草中提取,一般採用: 1. 萃取 2. 水蒸汽蒸餾 3. 精餾 4. 蒸發。
答案:(2) 水蒸汽蒸餾
解析:香茅油是植物中的揮發性精油,可隨水蒸汽一起蒸出,故一般採用水蒸汽蒸餾法。水蒸汽蒸餾能在較低溫度下把精油帶出,避免高溫破壞香茅油中的芳香成分,冷凝後再分離油層與水層。萃取雖可用溶劑提取,但後續仍需除去溶劑;精餾適合分離沸點相近的液體;蒸發則會把揮發性精油一併趕走,不利收集,因此最佳方法為水蒸汽蒸餾。
已知25 °C時H S 的K = 1 . 0 × 10 ,K = 1 . 2 × 10 則在0 . 1 M 的H S 水溶液中[ S ] 為 1. 2. 3. 4. 。
欲去除空氣中的H S 最好採用 1. 萃取 2. 蒸發 3. 過濾 4. 吸收。
答案:(4) 吸收
解析:去除空氣中的硫化氫(H₂S)屬於氣體被液體吸收的氣液質傳操作,應採用吸收法,例如以鹼性吸收液使酸性氣體 H₂S 溶解並反應,從而由氣相轉入液相。萃取是利用溶劑對溶質的選擇性溶解度,通常處理液液或固液分離;蒸發是移除溶劑;過濾只能分離固體顆粒,無法去除氣態 H₂S。因此應選吸收。
A g C l 之溶度積為1 . 56 × 10 ,在0 . 1 M H C l 中之溶解度( M ) 為: 1. 1 . 56 × 10 2. 1 . 25 × 10 3. 1 . 56 × 10 4. 1 . 56 × 10 。
答案:(4) 1 . 56 × 10
於相同溫度,下列何離子於水溶液之莫耳電導率最小? 1. K 2. N a 3. L i 4. H 。
答案:(3) L i
解析:離子的莫耳電導率與其在水中的移動速率有關。Li⁺ 半徑雖小,但電荷密度高,會強烈吸引水分子而形成較厚的水合層,使有效移動的半徑變大、移動速率降低,因此莫耳電導率最小。K⁺、Na⁺ 的水合程度較弱,莫耳電導率較大;H⁺ 則可藉由質子跳躍機構快速傳遞,莫耳電導率特別大。故選 Li⁺。
欲除去氯氣時以下列何物做吸收劑最有效? 1. C a C l 溶液 2. 水 3. N a S O 溶液 4. C a ( O H ) 溶液。
答案:(3) N a S O 溶液
解析:氯氣是強氧化劑,需用還原劑或鹼液將其轉化成較無害的氯化物。亞硫酸鈉(Na2SO3)具還原性,與氯反應可生成硫酸鈉及氯化氫(Na2SO3+Cl2+H2O→Na2SO4+2HCl),吸收迅速且容量大,故最有效。水只能少量溶解氯且易飽和;CaCl2 溶液不與氯氣有效反應;Ca(OH)2 雖呈鹼性可吸收部分氯,但溶解度低、有效接觸與吸收容量不如亞硫酸鈉溶液。
彈卡計能用來量測何種能量變化? 1. 自由能 2. 內能 3. 熵 4. 焓。
答案:(2) 內能
解析:彈卡計(彈式熱量計)在定容下燃燒或反應,體積不變,因此不做體積功(PΔV=0)。由熱力學第一定律,定容熱效應 qv=ΔU,所以直接量得的是內能變化。焓變化 ΔH=ΔU+Δ(PV) 需在定壓下或另作修正才可得;自由能與熵不是熱量計直接測得的能量。
有關晶體下列各項敘述,何者正確? 1. 離子晶體未必是電解質 2. 金屬晶體僅藉金屬鍵維繫 3. 固態離子晶體可以導電 4. 分子晶體必是非電解質。
答案:(2) 金屬晶體僅藉金屬鍵維繫
解析:金屬晶體由金屬陽離子與自由電子形成的金屬鍵維繫,故第2項正確。離子晶體由陰、陽離子組成,熔融或溶於水可導電,仍屬電解質,因此「未必是電解質」不對;固態離子晶體中離子固定,通常不導電;分子晶體也可能是電解質,例如氯化氫、醋酸等分子晶體溶於水後可導電,不能說「必是非電解質」。
重量分析法中利用 處理矽酸鹽時,使用坩堝的材質是 1. 鉑 2. 瓷 3. 鎳 4. 石墨。
答案:(1) 鉑
解析:處理矽酸鹽常以氫氟酸分解,或與碳酸鈉熔融後再進行重量分析。氫氟酸會侵蝕玻璃與瓷器中的二氧化矽,鎳、石墨也不適合此類強腐蝕性處理;鉑坩堝耐氫氟酸及高溫,且不易引入待測成分,因此選鉑。
蛋白質呈螺旋結構,其螺距之間有 1. 氫鍵 2. 離子鍵 3. 金屬鍵 4. 共價鍵。
答案:(1) 氫鍵
解析:蛋白質的α-螺旋是二級結構,主鏈上的 C=O 與相隔數個胺基酸的 N-H 之間形成氫鍵,使螺旋維持穩定;每圈約含3.6個胺基酸,螺距約5.4 Å。離子鍵、金屬鍵不是主鏈螺旋的主要作用力;共價鍵雖存在於肽鍵中,但螺旋構形的維繫主要靠氫鍵。
A S 級及A 級吸量管最主要差異在於 1. 停留時間 2. 誤差 3. 釋出時間 4. 溫度對容積之影響。
答案:(3) 釋出時間
浮標流量計的原理是基於浮標靜止時,流體對浮標之拖曳力等於浮標之重力與浮力之差值, 因此 1. 玻璃管徑要上小下大 2. 浮標不能轉動 3. 玻璃管要上下等徑 4. 流量計不能傾斜。
答案:(4) 流量計不能傾斜
解析:浮標靜止時,拖曳力、重力與浮力必須在垂直方向達成平衡;若流量計傾斜,重力沿管軸的分量及浮力方向改變,讀值會失準,所以必須垂直安裝。標準錐形管是下端細、上端粗(上大下小),使浮標上升時環隙變大;題目的「上小下大」正好相反。浮標可藉旋轉保持中心,玻璃管也不能上下等徑。
下列何種塑膠廢料在焚化時較易產生戴奧辛類化合物? 1. 聚氯乙烯 2. 聚苯乙烯 3. 壓克力樹脂 4. 聚乙烯。
答案:(1) 聚氯乙烯
解析:聚氯乙烯(PVC)含氯量高,燃燒不完全時會生成氯化氫及戴奧辛前驅物,在有機物與金屬觸媒存在下易形成多氯戴奧辛及呋喃。聚苯乙烯、壓克力樹脂、聚乙烯主要由碳氫組成,含氯量低,生成戴奧辛類化合物的風險較小。
高效能液相層析儀中裝有前置分離柱,其功用是 1. 濾去樣品中的雜質 2. 穩定溫度 3. 增加分析能力 4. 濾去溶劑中的雜質。
答案:(1) 濾去樣品中的雜質
解析:前置分離柱(guard column)安裝在分析管柱之前,內部填充與分析管柱相同或類似的固定相,主要用來攔截樣品中的微粒、懸浮物及強吸附性雜質,避免這些物質污染管柱頂端或造成阻塞,進而延長分析管柱壽命、維持分離再現性。它不具恆溫功能,對分離效能(理論板數)的提升也很有限;溶劑的過濾與脫氣通常在配製流動相時另行處理。因此其功用為濾去樣品中的雜質,選1。
實驗室中常使用之標準電極為下列何者? 1. 氫電極 2. 玻璃電極 3. 銅電極 4. 甘汞電極。
答案:(1) 氫電極
p H 為0 表示溶液中 1. [ H ] = 0 2. [ O H ] = 1 M 3. [ O H ] = 0 4. [ H ] = 1 M 。
答案:(4) [ H ] = 1 M
解析:pH定義為pH=-log[H⁺],因此pH=0時,[H⁺]=10⁻⁰=1 M,表示溶液中的氫離子濃度為1莫耳/升,屬於強酸性。此時由水的離子積Kw=[H⁺][OH⁻]=10⁻¹⁴可知,[OH⁻]=10⁻¹⁴ M,雖極小但不等於0;氫離子濃度也不可能為0,否則pH將趨近無限大。故選4。
加入下列何元素可使矽形成p 型半導體? 1. C 2. A s 3. B 4. P 。
答案:(3) B
解析:矽為四價元素,摻雜三價的硼(B)時,硼只能提供三個價電子與矽鍵結,因而留下電洞(hole),使電洞成為主要載子,形成p型半導體。砷(As)與磷(P)為五價元素,會多出一個自由電子,形成n型半導體;碳雖為四價,但原子半徑與矽差異大,不作為此類摻雜用途。故選3。
下列化合物中何者酸性最強? 1. C H C O O H 2. C H C l C O O H 3. C C l C O O H 4. C H C l C O O H 。
答案:(3) C C l C O O H
解析:氯原子具有拉電子的誘導效應(-I),可分散羧酸根負電荷、穩定共軛鹼,故氯取代愈多,酸性愈強。三氯乙酸CCl₃COOH的酸性最強(pKa約0.66),其次為二氯乙酸(約1.25)、一氯乙酸(約2.87),未取代的乙酸最弱(約4.76)。因此含三個氯的CCl₃COOH酸性最強,選3。
兩瓶分別盛有氯仿及丙酮,最簡單的辨別方法為: 1. 斐林試驗 2. 加硝酸銀溶液 3. 水溶性試驗 4. G C 。
答案:(3) 水溶性試驗
解析:丙酮與水可以任意比例互溶,而氯仿(三氯甲烷)在水中的溶解度很小,且密度比水大,加水振搖後會明顯分成兩層。因此只需做水溶性試驗,即可迅速區分兩者,操作最簡便。斐林試驗對丙酮不呈還原性陽性、對氯仿也無明顯反應;硝酸銀溶液與氯仿亦無明顯沉澱;氣相層析雖可鑑定,但需儀器與時間,並非最簡單方法。故選3。
進行 的反應時,充滿實驗裝置內之最佳乾燥氣體為: 1. 二氧化碳 2. 氫 3. 空氣 4. 氮。
答案:(4) 氮
解析:該類反應裝置需隔絕空氣中的氧氣與水氣,常以氮氣充滿整個系統作為惰性保護及乾燥氣體。氮氣化學性質安定,不與反應物作用,可將裝置內的空氣驅出,避免試劑被氧化或吸收水分而失敗。二氧化碳微溶於水會形成碳酸,氫氣具燃爆危險,空氣含氧與水氣會干擾反應。故選4。
某反應當溫度由27 °C上升至37 °C時,其反應速率加倍,則此反應之活化能為若干k c a l / m o l e ? 1. 10 . 2 2. 11 . 7 3. 12 . 8 4. 8 . 9 。
答案:(3) 12 . 8
解析:利用阿瑞尼斯方程式:ln(k₂/k₁)=(Ea/R)(1/T₁-1/T₂)。已知T₁=300 K、T₂=310 K、k₂/k₁=2、R=1.987 cal/mol·K。代入得ln2=0.693=(Ea/1.987)×(10/(300×310))=(Ea/1.987)×(1.075×10⁻⁴)。解得Ea=0.693×1.987÷(1.075×10⁻⁴)≒12,800 cal/mol≒12.8 kcal/mol,故選3。
下列何者的電子組態為 1. A l 2. M g 3. N a 4. N e 。
答案:(2) M g
下列何者加入B r / C C l 溶液會褪色? 1. 甲苯 2. 環己烷 3. 環己烯 4. 苯。
答案:(3) 環己烯
解析:溴的四氯化碳溶液(Br₂/CCl₄)常用於檢測碳碳雙鍵或三鍵。環己烯含有一個碳碳雙鍵,會與Br₂發生加成反應,使溴的紅棕色褪去。甲苯與環己烷皆為飽和烴,不含不飽和鍵,不與溴反應故不褪色;苯雖具共軛雙鍵,但因芳香性共振而穩定,在Br₂/CCl₄中不易加成(需FeBr₃等催化才發生取代),亦不褪色。因此僅環己烯會使溶液褪色。
利用二氧化碳來當滅火劑,是因其具下列何種特性? 1. 易溶於水 2. 無臭、無味的氣體 3. 比空氣重且不助燃 4. 與石灰水接觸後生成白色沉澱。
答案:(3) 比空氣重且不助燃
解析:二氧化碳能作為滅火劑,關鍵在於其比空氣重(密度約1.98 g/L,大於空氣平均1.29 g/L)且不可燃、不助燃,能沉積覆蓋燃燒物表面以隔絕氧氣。選項1錯誤,CO₂僅微溶於水;選項2雖為事實卻非滅火原理;選項4是CO₂的檢驗法(與石灰水生成CaCO₃白色沉澱),亦非滅火特性。故正確為比空氣重且不助燃。
下列何者為強電解質? 1. 氧 2. 醋酸 3. 硫酸 4. 水。
答案:(3) 硫酸
解析:強電解質指在水中幾乎完全電離的物質。硫酸(H₂SO₄)為強酸,溶於水完全解離為H⁺與HSO₄⁻(後者再部分解離),屬強電解質。氧(O₂)不溶且不電離,為非電解質;醋酸(CH₃COOH)為弱酸,僅部分電離,屬弱電解質;水本身僅極微弱自電離(Kw=1.0×10⁻¹⁴),屬極弱電解質。故答案為硫酸。
甲苯100 克加入0 . 85 克的某物質,其凝固點下降0 . 47 °C,則其分子量為何?( k =5 . 12 ) 1. 44 2. 78 . 0 3. 92 . 6 4. 81 . 8 。
答案:(3) 92 . 6
解析:凝固點下降公式 ΔTf = Kf × m,m為重量莫耳濃度(mol/kg)。已知甲苯溶劑100 g = 0.100 kg,溶質0.85 g,ΔTf = 0.47°C,Kf = 5.12 °C·kg/mol。m = (0.85/M) ÷ 0.100 = 8.5/M。代入:0.47 = 5.12 × (8.5/M) = 43.52/M,故 M = 43.52 ÷ 0.47 ≈ 92.6 g/mol。計算得分子量約92.6,對應選項3。
布忍斯特- 羅雷酸是: 1. 質子接受者 2. 電子接受者 3. 質子提供者 4. 電子提供者。
答案:(3) 質子提供者
解析:布忍斯特-羅雷(Brønsted-Lowry)酸鹼理論定義:酸是質子(H⁺)的提供者(proton donor),鹼是質子接受者(proton acceptor)。此定義不限於水溶液,比阿瑞尼士(Arrhenius)理論更廣。選項1為鹼的定義;選項2、4則屬路易士(Lewis)酸鹼理論(電子對接受者/提供者)。故酸為質子提供者,答案為3。
下列何者為造成酸雨最主要的原因? 1. H S 2. C O 3. O 4. S O 。
答案:(4) S O
解析:酸雨最主要成因為硫氧化物(SO₂、SO₃)與氮氧化物(NOx)排入大氣後,經氧化並與水反應生成硫酸、硝酸。選項中的SO(應指SO₂)即為最主要來源,來自燃燒含硫煤與石油。H₂S在自然環境含量低、非主因;CO為不完全燃燒產物,不直接造成酸雨;O(氧)為元素本身,與酸雨無關。故答案為SO₂(選項4)。
藉各種物質在二不互溶之溶劑中溶解度的不同,以達到分離目的,此種方法為 1. 沈澱法 2. 蒸餾法 3. 萃取法 4. 結晶法。
答案:(3) 萃取法
解析:萃取法(extraction)利用欲分離物質在兩種互不互溶的溶劑中溶解度(分配係數)不同,將其從一相轉移到另一相以達分離純化。沈澱法是加試劑使生成難溶沉澱;蒸餾法利用各成分沸點差異;結晶法利用溶解度隨溫度變化析出晶體。題述「二不互溶溶劑中溶解度不同」正符合萃取原理,答案為3。
15 % 硫酸溶液的密度為1 . 14 g / m L ,其重量莫耳濃度為 1. 2 . 8 2. 3 . 8 3. 1 . 8 4. 0 . 8 。
答案:(3) 1 . 8
解析:重量莫耳濃度定義為溶質莫耳數除以溶劑公斤數。取100 mL溶液,質量=100×1.14=114 g;15%硫酸含硫酸17.1 g,莫耳數=17.1/98.0≈0.1745 mol。溶劑水質量=114-17.1=96.9 g=0.0969 kg。因此molality=0.1745/0.0969≈1.80 mol/kg,對應選項3。
下列有機溶劑何者對人體毒性危害較低? 1. 甲苯 2. 二氯甲烷 3. 苯 4. 四氯化碳。
答案:(1) 甲苯
解析:甲苯的主要危害為中樞神經抑制與神經毒性,但不像苯那樣會導致白血病;苯是確認的人類致癌物。四氯化碳會造成嚴重肝、腎損傷,二氯甲烷則可代謝生成一氧化碳,且具有致癌疑慮。相較之下,甲苯的整體毒性與致癌風險較低,因此選1。
某有機酸的甲苯對水之分配係數為0 . 4 ,現以甲苯萃取100 m L 含有0 . 3 克之有機酸溶液,欲 萃取出0 . 27 克的有機酸,則需使用多少m L 的甲苯? 1. 2250 2. 2350 3. 2300 4. 2000 。
答案:(1) 2250
解析:分配係數KD=有機相濃度/水相濃度=0.4。萃取後水相剩餘0.30-0.27=0.03 g,水相體積100 mL,故水相濃度為0.03/100 g/mL。設甲苯體積為V mL,有機相濃度為0.27/V。代入0.4=(0.27/V)/(0.03/100)=900/V,解得V=900/0.4=2250 mL,故選1。
下列敘述何者錯誤? 1. 在室溫下,蒸氣壓愈低者其沸點愈低 2. 液體的沸點為液體之蒸氣壓等於外界壓力時之溫度 3. 在室溫下蒸氣壓愈高者愈容易揮發 4. 液體之正常沸點不會改變。
答案:(1) 在室溫下,蒸氣壓愈低者其沸點愈低
解析:同溫度下蒸氣壓愈低,表示液體分子間作用力較強、愈不容易揮發,通常需要更高溫度才能讓蒸氣壓達到外界壓力,因此沸點應愈高;選項1把關係說反了。沸點是蒸氣壓等於外界壓力時的溫度;正常沸點則固定指外界壓力1 atm時的溫度,對同一純液體而言不會任意改變,所以2、3、4敘述正確。
電池A g ( s ) | A g ( a q ) ║C l ( a q ) | A g C l ( s ) | A g ( s ) 在25 °C之標準電位為- 0 . 58 V ,則此電池反應之 平衡常數為 1. 1 . 2 × 10 2. 1 . 6 × 10 3. 5 . 7 × 10 4. 6 . 3 × 10 。
答案:(2) 1 . 6 × 10
解析:此電池的淨反應為AgCl(s)→Ag++Cl−,轉移電子數n=1。由ΔG°=-nFE°=-RT lnK,在25°C可得logK=nE°/0.0592。代入E°=-0.58 V,logK=-0.58/0.0592≈-9.80,因此K≈1.6×10⁻¹⁰,對應選項2;此平衡常數即AgCl的溶度積。
以密立根的油滴實驗可求出電子的 1. 質量 2. 飛速 3. 帶電量 4. 直徑。
答案:(3) 帶電量
解析:密立根油滴實驗讓帶電油滴在電場中受力平衡,由油滴的質量、電場強度與平衡電壓求出油滴電荷,並發現所有電荷都是同一基本電量的整數倍,因而測得電子帶電量約1.6×10⁻¹⁹ C。這個實驗不是測電子質量、速度或直徑;電子質量需再利用荷質比等其他實驗推算。
下列何者不干擾原子吸收光譜法? 1. 螢光干擾 2. 游離干擾 3. 化學干擾 4. 光譜干擾。
答案:(1) 螢光干擾
解析:原子吸收光譜法常見的干擾有光譜干擾、化學干擾、游離干擾與基質背景干擾;螢光並非AAS定量分析的主要干擾類型。AAS是利用基態原子吸收特定波長的光來定量,螢光則是原子螢光光譜法的訊號來源,不會以「螢光干擾」形式影響AAS,故選1。
電功( W )、電壓( V )、電阻( R ) 及電流( I ) 的關係何者正確? 1. I R = W 2. I V R = W 3. I R = W 4. W I = V R 。
答案:(3) I R = W
硝酸鐵( I I ) 的化學式為? 1. 2. 3. 4. 。
下列何種實驗操作,吸附非扮演極重要角色? 1. 蒸發 2. 萃取 3. 過濾 4. 層析。
答案:(1) 蒸發
解析:吸附指物質附著於界面或固體表面的現象。層析法正是利用樣品各成分在固定相上吸附力強弱不同來達成分離;過濾時濾渣常因吸附作用截留微粒;萃取則涉及物質在兩相界面的分配與吸附。蒸發是加熱使溶劑由液態轉為氣態逸出,純粹依靠相變化與沸點差異,過程中吸附並不扮演關鍵角色,故吸附非重要角色的操作為蒸發。其他三者皆明顯依賴吸附或界面作用。
下列有關分離法的敘述何者錯誤? 1. 薄層層析法可用於分離氣體混合物 2. 離心用於從液固混合物中分離出固體 3. 蒸餾是靠液體的氣化達到分離的目的 4. 過濾可以從液固混合物中分離其中的固體。
答案:(1) 薄層層析法可用於分離氣體混合物
解析:本題詢問分離法之錯誤敘述。選項1「薄層層析法可用於分離氣體混合物」錯誤:薄層層析(TLC)是將液體或溶解態樣品點於塗布固定相的平板,靠展開劑移動分離,適用液體、固體抽出物,不適用氣體;氣體混合物應用氣相層析法。其餘正確:離心(選項2)利用密度差從液固混合物沉降分離固體;蒸餾(選項3)藉各成分沸點不同、氣化冷凝分離;過濾(選項4)以濾材攔截固體粒子分離液固。故答案為1。
含A g 、C u 與F e 的溶液(濃度皆為1 . 0 M ),可以下列何試劑分離其中之F e ? 1. 鹽酸 2. 氫氧化鈉溶液 3. 硫酸 4. 氨水。
答案:(4) 氨水
解析:在含 Ag⁺、Cu²⁺、Fe³⁺(皆 1.0 M)溶液中加入過量氨水:Ag⁺ 形成 [Ag(NH₃)₂]⁺、Cu²⁺ 形成 [Cu(NH₃)₄]²⁺ 皆可溶於水,而 Fe³⁺ 會生成 Fe(OH)₃ 紅棕色沉澱,故可將 Fe 以沉澱方式分離。鹽酸會使 Ag⁺ 生成 AgCl 沉澱,反而先分離 Ag;氫氧化鈉使三者皆沉澱,無法單獨分離 Fe;硫酸對三者選擇性不佳。因此以氨水分離 Fe 最適當,利用錯離子形成之差異。
測定微量水分較準確的方法為 1. 蒸餾法 2. K a r l - F i s h e r 水分測定法 3. 原子吸收光譜法 4. 乾燥法。
答案:(2) K a r l - F i s h e r 水分測定法
解析:卡爾費雪法(Karl Fischer titration)係利用碘、二氧化硫與水在醇溶液中定量反應,對微量水分具高靈敏度與準確度,是國際上測定水分(尤其微量水分)的標準方法。蒸餾法與乾燥法適用於含水較多或一般水分測定,對微量水分誤差大;原子吸收光譜法主要用於金屬元素分析,非測定水分之方法。故準確測定微量水分以 Karl Fischer 法為佳,能偵測至 ppm 等級。
家庭用水表屬於 1. 流速流量計 2. 液差流量計 3. 差壓流量計 4. 正位移流量計。
答案:(4) 正位移流量計
解析:家庭用水表屬正位移式(容積式)流量計,水流帶動內部葉輪或活塞轉動,每轉動一定容積即計數一次,累計通過的體積,適合低流速、小管徑且要求累積量準確的場所。流速流量計量測的是流速再換算流量;差壓式與液差式(如文氏管、孔口板、浮子流量計)則是利用節流件前後的壓力差推估流量,多用於工業管路,較不適合家庭計量。