95学年度高雄市高级中学数学及自然科能力竞赛复赛化学科笔试试题.docx
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95学年度高雄市高级中学数学及自然科能力竞赛复赛化学科笔试试题
95學年度高雄市高級中學數學及自然科能力競賽複賽化學科筆試試題
暨參考答案【高雄中學】（95/11/27）
壹、選擇題
（C）1.下列何組物質具有相同的電子組態？
（A）Mg,Ca,Sr（B）Mg2+,Ca2+,Sr2+（C）S2-,Cl-,K+
（D）Fe,Co,Ni（E）F-,S2-,As3-
（D）2.下列物質何者具有最大的離子性？
（A）Cl2O （B）NCl3 （C）PbCl2 （D）BaCl2 （E）CrCl2
（D）3.下列物質何者不具有鍵？
（A）N2 （B）SCN-（C）CO32-（D）AsH3（E）C（石墨）
（C）4.和水對比，0.20M的NaCl溶液不具有下列哪個性質？
（A）較大的密度 （B）較低的蒸氣壓（C）較低的沸點
（D）較低的凝固點 （E）較大的滲透壓
（B）5.Al3+（aq）+3e-→Al（s）在此一半反應中，3e-代表的意義為何？
（A）3*96,500個電子 （B）3*（6.02*1023）個電子
（C）3*（6.02*1023）庫倫 （D）3/27*96,500個電子
（E）3/27*（6.02*1023）個電子
貳、問答題
一、臭氧（O3）和雙氧水（H2O2）的反應被認為遵循下列反應式進行
H2O2+O3H2O+2O2
假設你身邊有已知濃度的雙氧水和已知臭氧含量的樣品，請問你如何驗證上述反應式是正確的？
答：
取莫耳數比為1:
1的雙氧水和臭氧反應，在溫度壓力不變的條件下，可得到2倍莫耳當量的氣體。
透過燃燒試驗，展現助燃的性質得知此氣體為氧氣。
二、在1atm，127℃，測得2AB2（g）2AB（g）+B2（g）混合氣體對氫氣的比重為16.8，AB2分子量為40.32，則AB2的反應分解率為何？
答：
2AB2（g）2AB（g）+B2（g）
1-ααα→1+α
（α＝0.4=40％
三、有A、B二容器（A容積為3.0升，B容積為7.0升）以具有開關之細管相連通，細管之體積不計。
（A）若A中有25℃之N2（g）5atm，B有25℃之H2（g）3atm，連通平衡後，求系統內壓力為多少atm？
（B）若A中有25℃之NH3（g）2atm，B有25℃之HCl（g）3atm，連通平衡後，求系統內壓力為多少atm？
（C）若A中有100℃之O2（g）2atm，B有100℃之H2（g）3atm，連通後點火使之完全反應，反應後維持100℃，則系統內壓力為多少atm？
答：
（A）（5×3+3×7）÷10＝3.6atm
（B）（3×7-2×3）÷10＝1.5atm
（C）O2（g）+2H2（g）→2H2O（g）
（3×7-2×2×3＋2×2×3）÷10＝2.1atm
四、分子式C4H10O的異構物中，寫出符合下列性質的化合物結構式。
（A）可使KMnO4酸性溶液褪色者
（B）無分子間氫鍵者
答：
（A）CH3CH2CH2CH2OH（B）CH3CH2CH2OCH3
CH3CH2CH－CH3CH3CH2OCH2CH3
OHCH3
CH3CH3－CH－OCH3
CH3CH－CH2OH
五、平衡下列化學反應式（請補入H或OH或H2O）
（A）（酸液）
（B）（鹼液）
答：
（A）
（B）
六、己知0.150M的氫氧化鈉標準溶液30.0毫升，可滴定45.0毫升的草酸（H2C2O4）溶液至完全中和，在酸性條件下，25.0毫升的該草酸溶液，可與25.0毫升的過錳酸鉀溶液完成氧化還原反應，則此過錳酸鉀溶液的濃度為若干M？
答：
0.1530=N草酸45N草酸=0.1N
0.125=N過錳酸鉀25N過錳酸鉀=0.1N
又Mn7+Mn2+M過錳酸鉀=0.1/5M=0.02M
七、有1莫耳的AB和1莫耳的CD依下列方程式反應：
AB+CD→AD+CB。
當平衡建立時，發現AB和CD均有3/4莫耳轉變成AD和CB，在體積上無變化。
該反應之平衡常數應為何？
答：
總莫耳數不變以及體積不變K={（3/4）（3/4）}/{（1/4）（1/4）}=9
八、pH=3與pH=9之兩強電解質溶液相混合為pH=7溶液時，兩強電解質溶液之體積比應為何？
答：
pH=9pOH=5[OH-]=10-5M;pH=3[H+]=10-3M
10-3V酸=10-5V鹼V酸/V鹼=1/100
九、已知CH3COOH之Ka=1.810-5，NH3之Kb=1.810-5，H2O之Kw=1.010-14，則CH3COOH+NH3CH3COO-+NH4+之Kc為何？
答：
Kc=KaKb/Kw=3.24104
95學年度台灣省南區數學、資訊及自然科能力競賽化學科筆試試題
暨參考答案【台南女中】（第9區）（95/11/17）
壹、選擇題
（D）1.將1毫升之0.01MHCl溶液以純水稀釋為1升之溶液A，則溶液A之pH值最接近
（A）2（B）3（C）4（D）5
（C）2.承上題，將1毫升之溶液A再以純水稀釋為1升之溶液B，則溶液B之pH值最接近
（A）5（B）6（C）7（D）8
（B）3.將200毫升之1M醋酸溶液和100毫升之1MNaOH溶液混合並以純水稀釋為1升之溶液C，其pH值為c；取10毫升溶液C以純水稀釋為1升之溶液D，其pH值為d。
則（d–c）之值最接近
（A）-1（B）0（C）1（D）2
（C）4.下列何者之沸點最低？
（A）0.01M蔗糖水溶液（B）0.01MNaCl水溶液
（C）0.01M乙醇水溶液（D）純水
（B）5.反應A從溫度T增加至溫度T+10K，反應速率常數增加為2倍；反應B從溫度T增加至溫度T+10K，反應速率常數增加為4倍；此二反應之活化能分別為a和b，請問：
a和b的關係最接近下列何者？
【提示：
k=Aexp{-E/（RT）}，其中k為反應速率常數，A為指數前因子（視為常數），E為活化能（視為常數），R為氣體常數（R=8.314J/（K˙mol））,T為絕對溫度】
（A）b=2a（B）b=1.5a（C）a=b（D）a=1.5b（E）a=2b
（C）6.關於電子、中子和質子三者被發現的先後順序，何者正確？
（A）電子、中子、質子（B）中子、電子、質子
（C）電子、質子、中子（D）質子、電子、中子
（A,B,E）7.有關符合理想氣體之條件，下列何者正確？
（複選）
（A）分子間無吸引力
（B）分子本身不占空間
（C）分子的平均動能與絕對溫度成反比
（D）真實氣體在低壓高溫時，性質接近理想氣體
（E）氦是最接近理想狀態的氣體
（B,C,）8.下列各項與催化劑的敘述，何者正確？
（複選）
D,E（A）2H2O2（l）→2H2O（l）+O2（g），可用Fe2+或Fe3+溶液做非勻相催化
（B）哈柏法合成氨的反應中，鐵是催化劑，此時鐵絲網比鐵塊的催化功效好
（C）2H2O2（l）→2H2O（l）+O2（g），可用MnO2（s）做非勻相催化
（D）非勻相催化反應的速率和催化劑的面積有關
（E）催化劑可以改變反應途徑
（C）9.已知氯化鈉、硝酸鉀兩種鹽之溶解度（g/100g水）如下表所示。
溫度
20℃
80℃
NaCl
35
40
KNO3
30
180
將80℃之硝酸鉀飽和液560克冷却到20℃後，會有多少克的硝酸鉀沈澱？
（A）150克（B）280克（C）300克（D）530克
（B）10.承上題，將8克NaCl與20克KNO3的混合鹽，在80℃時，加入到20克水中溶解，趁熱過濾後，將所得濾液（Ⅰ）冷卻到20℃，則會有沈澱析出及剩餘的濾液（Ⅱ）。
請問所得之沈澱物中KNO3之純度為何？
（A）98.1％（B）93.3％（C）87.5％（D）71.4％
貳、問答題
一、關於C4H8烴類分子可能的結構，回答以下問題：
（A）若不考慮幾何異構物，C4H8的化合物有3種烯烴，繪出其結構。
（B）上述異構物中，指出何者具有幾何異構物？
並繪出「順式」結構。
（C）繪出C4H8的環烷類異構物。
答：
（A）CH3CH2CH=CH2（1-丁烯），CH3CH=CHCH3（2-丁烯），（CH3）2C=CH2（2-甲基丙烯）
（B）CH3CH＝CHCH3，
（C）環丁烷甲基環丙烷
二、回答下列問題：
（A）丙酮可和下列何種溶劑產生氫鍵。
（B）丙酮可和上列何種溶劑不會產生氫鍵。
《注意：
答案如果與上ㄧ小題的答案重複，則不予計分》
答：
（A）a,c,d,g
（B）b,e,f,h,i,j
三、環保署已將壬基酚歸類為環保荷爾蒙物質，此處的”壬基”是指”正壬基”，而酚的化學結構如下所示。
因為苯環上如有二個取代基時，就會出現鄰位、間位和對位三種異構物。
因此，請寫出壬基酚異構物的化學結構。
答：
四、用0.1M的HCl水溶液滴定同濃度的NH3水溶液，若滴定至溶液pH為7時，此時水溶液中未被中和NH3的濃度為何？
答：
（列出你的計算式）
NH4+→NH3+H+,Ka=[NH3][H+]/[NH4+]=5.7x10-10
當pH=7,[NH3]/[NH4+]=5.7x10-10/[H+]=5.7x10-10/10-7=5.7x10-3
因此，[NH3]佔[NH3]+[NH4+]的（5.7x10-3）/（1+5.7x10-3）=0.57%
因為滴定時NH3+H+→NH4+,得到使用HCl的體積量約為原先NH3的量，[NH3]+[NH4+]=0.05M，[NH3]=0.05x0.57%=2.85x10-4
水溶液中未被中和NH3的濃度為2.85x10-4M
五、取pH=9的Ba（OH）2水溶液和pH=12的KOH水溶液，按4：
1的體積比混合，混合水溶液中氫離子濃度為多少M？
答：
（列出你的計算式）
Ba（OH）2水溶液的[OH-]=1x10-5M,Ba（OH）2水溶液的[OH-]=1x10-2M.
假設混合後體積為V,[OH-]=[0.8V（1x10-5M）+0.2V（1x10-2M）]/V~2x10-3M
[H+]=（1.0x10-14）/（2x10-3）=5x10-12
混合水溶液中氫離子濃度為5x10-12M。
六、以0.10M的KCN滴定10.00mL的0.10MAg+和0.10MHg2+混合水溶液，Ag+和Hg2+兩者中何者先沉澱？
Ksp（AgCN）=2.2×10-16，Ksp（Hg（CN）2）=5×10-40
答：
（列出你的計算式）
AgCN→Ag++CN-,Ksp=[Ag+][CN-]=2.2x10-16,需要產生沉澱濃度為
[CN-]=Ks
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