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私醫聯招 普通化學｜全部題目＋答案＋詳解（第 6 頁）

私立醫學校院聯合招考轉學生考試・普通化學歷屆試題（101–114 學年度）

共 700 題

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106 學年度

在非均相反應中，大理石與稀鹽酸反應產生的氣體，氣體體積變化如附圖，其中虛線的曲線表示 0.1 g 的大理石顆粒與 10 mL 的 0.1 M 鹽酸反應。若以 0.1 g 的大理石粉末替代顆粒，則反應產生氣體的體積變化，最接近哪一條曲線?
  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
提示
粉末的表面積遠大於顆粒，反應速率提升，但最終生成的氣體總量不變。
參考答案

正解：C

詳解
A. A 曲線最終氣體量最少，代表反應物量較少或濃度較低，不符（總量應與虛線相同）。
B. B 曲線最終量略低於虛線且上升較慢，速率更慢，與粉末效果相反。
C. 正確。粉末表面積大、反應速率快（曲線初期更陡），但反應物莫耳數相同故最終氣體總量與虛線相等，對應同一高度但更快到達平台的 C 曲線。
D. D 曲線最終氣體量明顯高於虛線，代表反應物總量增加，不符（只是把顆粒改成粉末，質量未變）。
下列哪一個離子擁有最短的 N—O 鍵?
  1. NO3−
  2. NO2−
  3. NO−
  4. NO+
提示
鍵級越高、鍵越短；比較各含氮氧離子的平均 N—O 鍵級。
參考答案

正解：D

詳解
A. NO3− 有三個共振結構，平均 N—O 鍵級約 1.33，鍵較長。
B. NO2− 平均鍵級約 1.5，鍵長介於中間。
C. NO− 的鍵級為 2，較 NO+ 小，鍵較長。
D. 正確。NO+ 與 N2 等電子，鍵級為 3，是所列離子中鍵級最高者，故 N—O 鍵最短。
氨水的鹼常數 Kb 為 1.8×10−5，要配置 pH 10.0 的緩衝溶液，NH4Cl : NH3 的比例應該是
  1. 1.8 : 1
  2. 0.18 : 1
  3. 1 : 0.18
  4. 1 : 1.8
提示
先由 pH 求 pOH 與 [OH−]，再用 Kb 表達式求 [NH4+]/[NH3] 比。
參考答案

正解：B

詳解
A. 1.8:1 對應 [OH−]=Kb/1.8≈1×10−5（pH≈9），不符 pH 10。
B. 正確。pH 10 → pOH 4 → [OH−]=10−4。由 Kb=[NH4+][OH−]/[NH3]，得 [NH4+]/[NH3]=Kb/[OH−]=1.8×10−5/10−4=0.18，即 NH4Cl:NH3=0.18:1。
C. 1:0.18 為正確比的倒數，代表 pH 偏酸性側，不符。
D. 1:1.8 對應 [OH−] 更大、pH 更高，計算不符。
在一理想溶液中，該溶液之滲透壓大小與下列何者無關?
  1. 溶質的莫耳分率
  2. 該溶液之體積莫耳濃度
  3. 溫度
  4. 當時的大氣壓力
提示
滲透壓 ∏=MRT，看哪個變因不在此式中。
參考答案

正解：D

詳解
A. 溶質莫耳分率關係到濃度，會影響滲透壓大小。
B. 體積莫耳濃度 M 直接出現在 ∏=MRT，影響滲透壓。
C. 溫度 T 在 ∏=MRT 中，影響滲透壓。
D. 正確。滲透壓 ∏=MRT 只與濃度和溫度有關，與外界大氣壓力無關，故大氣壓力與滲透壓大小無關。
下列何組溶液，可構成一個緩衝溶液?
  1. HCl(aq) 和 HF(aq)
  2. HF(aq) 和 NaF(aq)
  3. NaOH(aq) 和 NH3(aq)
  4. HCl(aq) 和 NaCl(aq)
提示
緩衝溶液需由弱酸與其共軛鹼（或弱鹼與其共軛酸）組成。
參考答案

正解：B

詳解
A. HCl 是強酸、HF 是弱酸，兩者不構成共軛酸鹼對，無緩衝能力。
B. 正確。HF 是弱酸，NaF 提供其共軛鹼 F−，構成弱酸／共軛鹼緩衝系統。
C. NaOH 為強鹼，加入 NH3 會與之反應，非共軛酸鹼對，不構成緩衝。
D. HCl 強酸與 NaCl（強酸強鹼鹽）皆無弱酸弱鹼成分，無緩衝能力。
將 1 莫耳的液體 A 與 3 莫耳的液體 B 混合後形成溶液，該溶液在 25℃下的蒸氣壓為 314 torr，而液體 A 與液體 B 在 25℃的蒸氣壓分別為 265 torr 以及 335 torr。請問下列敘述何者正確?
  1. 該溶液偏離拉午耳定律(Raoult's law)並且為正偏差
  2. 該溶液偏離拉午耳定律(Raoult's law)並且為負偏差
  3. 該溶液為理想溶液
  4. 資訊不足，無法判斷
提示
先算理想溶液（拉午耳定律）的預期蒸氣壓，再與實測 314 torr 比較。
參考答案

正解：B

詳解
A. 理想預期 P=0.25×265+0.75×335=317.5 torr，實測 314 torr 低於理想值，為負偏差，非正偏差。
B. 正確。xA=0.25、xB=0.75，理想蒸氣壓=0.25×265+0.75×335=317.5 torr；實測 314<317.5，故為偏離拉午耳定律的負偏差。
C. 理想溶液的蒸氣壓應恰為 317.5 torr，實測 314 torr 不等，故非理想溶液。
D. 已給兩純液蒸氣壓與莫耳分率，資訊足以判斷，可算出偏差方向。
臭氧(O3)分解反應的反應機制為：
O3 ⇌ O2 + O（快速平衡）
O + O3 → 2O2（速率決定步驟）
當一反應系統中臭氧的濃度加倍、氧氣的濃度也加倍時，下列關於其瞬時反應速率相較於原始濃度的反應速率之敘述，何者為真?
  1. 反應速率不變
  2. 瞬時反應速率較原本的反應速率增加了 4 倍
  3. 瞬時反應速率較原本的反應速率略為減少
  4. 瞬時反應速率較原本的反應速率增加了 2 倍
提示
先寫出速率決定步驟的速率式，再以快速平衡消去中間物 [O] 的濃度。
參考答案

正解：D

詳解
A. 以 [O]=K[O3]/[O2] 代入後速率 ∝ [O3]2/[O2]，[O3] 與 [O2] 皆加倍時速率變 4/2=2 倍，故速率會改變。
B. 只有 [O3] 加倍才變 4 倍；此處 [O2] 也加倍，抵消部分效果，非 4 倍。
C. 速率變 2 倍（增加），非減少。
D. 正確。速率=k2[O][O3]，[O]=(k1/k−1)[O3]/[O2]，得速率 ∝ [O3]2/[O2]。兩者皆加倍時：22/2=2，速率為原本的 2 倍。
冰和水的比熱分別是 2.10 J/(g·℃)和 4.18 J/(g·℃)，冰的熔化熱為 333 J/g，水的蒸發熱為 2258 J/g。將重 64.6 g 0.00℃的冰轉換成 55.2℃的水，需要多少能量?
  1. 161 kJ
  2. 60.1 kJ
  3. 80.0 kJ
  4. 36.4 kJ
提示
分兩段：冰在 0℃熔化（熔化熱）＋水由 0℃升至 55.2℃（水的比熱），不涉及蒸發。
參考答案

正解：D

詳解
A. 161 kJ 過大，可能誤加了蒸發熱，但題目只升溫至 55.2℃未沸騰。
B. 60.1 kJ 過大，計算有誤。
C. 80.0 kJ 過大。
D. 正確。q=m·ΔHfus+m·c水·ΔT=64.6×333+64.6×4.18×55.2≈21512+14907=36419 J≈36.4 kJ。
某金屬的晶體是以面心立方的晶格(face-centered cubic lattice)構成，它的晶胞(unit cell)邊長是 408 pm。此金屬原子的直徑是多少?
  1. 204 pm
  2. 288 pm
  3. 353 pm
  4. 408 pm
提示
面心立方中原子沿面對角線相切：4r=a√2。
參考答案

正解：B

詳解
A. 204 pm 為半徑值（r），題目要的是直徑，需再乘 2。
B. 正確。FCC 中 4r=a√2，r=408×√2/4≈144.2 pm，直徑=2r≈288 pm。
C. 353 pm 約等於 a√(3)/2 或體心立方關係，不適用於面心立方。
D. 408 pm 為晶胞邊長 a，並非原子直徑。
關於化合物 A 熔化過程的熱力學數據如下：A(s) → A(l)，ΔH° = 8.8 kJ/mol、ΔS° = 36.4 J/mol·K。試問：化合物 A 的熔點是攝氏幾度?
  1. −228℃
  2. −31℃
  3. 31℃
  4. 242℃
提示
熔點時固液平衡 ΔG=0，故 Tm=ΔH/ΔS，注意單位換算並轉成攝氏。
參考答案

正解：B

詳解
A. −228℃（45 K）過低，計算有誤。
B. 正確。Tm=ΔH/ΔS=8800 J/mol ÷ 36.4 J/(mol·K)≈241.8 K≈−31℃。
C. 31℃（304 K）過高，符號或換算錯誤。
D. 242℃是將 241.8 K 誤當成攝氏，未做 K→℃ 換算（應減 273）。
固定體積下，將 4.00 mol 單原子理想氣體分子由 327℃冷卻至 27℃，ΔS = ? (氣體常數 R = 8.314 J/K·mol、ln2 = 0.693)
  1. −8.7 J/K
  2. −34.6 J/K
  3. −124.4 J/K
  4. −284.5 J/K
提示
定容加熱／冷卻用 ΔS=nCvln(T2/T1)，單原子理想氣體 Cv=3R/2。
參考答案

正解：B

詳解
A. −8.7 J/K 數量級偏小，可能少乘莫耳數或用錯 Cv。
B. 正確。ΔS=nCvln(T2/T1)=4×(3/2×8.314)×ln(300/600)=4×12.471×(−0.693)≈−34.6 J/K。
C. −124.4 J/K 過大，可能用了 Cp 或多算倍數。
D. −284.5 J/K 過大，計算錯誤。
25℃下，乙炔(C2H2(g))的燃燒熱是 −1299 kJ/mol，CO2(g)和 H2O(l)的標準生成熱 ΔHof 分別是 −393 和 −286 kJ/mol。乙炔的標準生成熱是多少?
  1. 2376 kJ/mol
  2. 625 kJ/mol
  3. 227 kJ/mol
  4. −625 kJ/mol
提示
用赫斯定律：燃燒熱=生成物生成熱總和−反應物生成熱總和，反解 C2H2 的生成熱。
參考答案

正解：C

詳解
A. 2376 kJ/mol 符號與數值皆錯。
B. 625 kJ/mol 為 D 的相反符號，計算方向錯誤。
C. 正確。C2H2+5/2O2→2CO2+H2O，ΔHc=[2(−393)+(−286)]−ΔHf(C2H2)=−1299，解得 ΔHf=−1072+1299=+227 kJ/mol。
D. −625 kJ/mol 符號錯誤，乙炔為吸熱生成（正值）。
考量肼(hydrazine)的分解反應：N2H4(g) ⇌ 2H2(g) + N2(g)。在某一溫度下，平衡常數 Kp = 2.5×103。在此溫度下，將純的氣體肼放入真空的容器裡。當 30.0%的肼分解時，系統達成平衡。此時，氫氣的分壓為多少?
  1. 54 atm
  2. 76 atm
  3. 127 atm
  4. 576 atm
提示
設初壓 P0，30% 分解求各物分壓，代入 Kp 解 P0，再求 H2 分壓。
參考答案

正解：B

詳解
A. 54 atm 偏低，Kp 代入有誤。
B. 正確。分解 0.3P0：P(N2H4)=0.7P0、P(H2)=0.6P0、P(N2)=0.3P0。Kp=(0.6P0)2(0.3P0)/(0.7P0)=0.1543P02=2500，P0≈127，P(H2)=0.6×127≈76 atm。
C. 127 atm 是初壓 P0，非氫氣分壓。
D. 576 atm 過大，計算錯誤。
定溫定壓下，H2(g) 和 SO2(g) 兩種氣體的均方根速度(root-mean-square velocity)的比值 urms(H2)/urms(SO2)為多少? (分子量：H2 , 2.0 g/mol；SO2 , 64.1 g/mol)
  1. 0.18
  2. 1.0
  3. 5.6
  4. 180
提示
urms ∝ 1/√M，故比值=√(MSO2/MH2)。
參考答案

正解：C

詳解
A. 0.18 為倒數（√(2/64.1)），方向相反。
B. 1.0 表示兩者相同，忽略了分子量差異。
C. 正確。urms=√(3RT/M)，比值 urms(H2)/urms(SO2)=√(MSO2/MH2)=√(64.1/2.0)≈5.66。
D. 180 為 64.1/2.0 未開根號，過大。
計算 0.20 M C2H5NH2 溶液的 pH 值，下列何者最接近? (Kb = 5.6×10−4)
  1. 10
  2. 11
  3. 12
  4. 13
提示
乙胺為弱鹼，用 [OH−]≈√(KbC) 求 pOH 再換 pH。
參考答案

正解：C

詳解
A. pH 10 偏低，[OH−] 估算太小。
B. pH 11 仍偏低。
C. 正確。[OH−]=√(KbC)=√(5.6×10−4×0.20)≈1.06×10−2，pOH≈1.98，pH≈12.0。
D. pH 13 偏高，超過此濃度弱鹼可達到的範圍。
計算與血液的等張滲透壓(∏ = 7.70 atm, 25℃)的食鹽水的凝固點為何? (R = 0.082 L·atm/K·mol；水比重 = 1.00 g/cm3；Kf = 1.86 ℃·kg/mol；Na 原子量：23 g/mol；Cl 原子量：35.5 g/mol)
  1. −0.294℃
  2. −0.286℃
  3. −0.587℃
  4. −0.572℃
提示
先由 ∏=iMRT 求溶液粒子（或 NaCl）濃度，再代入凝固點下降 ΔTf=Kf·m·i。
參考答案

正解：A

詳解
A. 為答案卷所定之答案。若不在凝固點式中重複計入 NaCl 的 i=2（即以 ΔTf=Kf×[NaCl 濃度]≈1.86×0.158），得 −0.294℃。
B. −0.286℃與 A 相近但數值略異，非解答所選。
C. 若在滲透壓與凝固點兩處皆一致地取 i=2（NaCl 濃度=0.158 M，ΔTf=1.86×0.158×2），則得 −0.587℃，此為熱力學上更嚴謹的結果。
D. −0.572℃為以總粒子濃度 0.315 但取 i=1 之近似值，非解答所選。
拉午耳定律(Raoult's law) 描述了溶液的蒸氣壓與其濃度的關係，下列何溶質溶劑組合符合右圖的關係?
  1. Heptane-water
  2. Ethanol-hexane
  3. Heptane-hexane
  4. Acetone-water
提示
圖中總蒸氣壓（ptotal）高於理想直線，屬正偏差；找分子間作用力較純液更弱的組合。
參考答案

正解：D

詳解
A. 庚烷（非極性）與水（極性、強氫鍵）互溶性差、幾乎不混溶，無法呈此連續蒸氣壓曲線。
B. 乙醇與己烷混合會破壞乙醇的氫鍵，屬正偏差，但正偏差程度不及丙酮－水且圖中偏差幅度更符合強極性差異的組合。
C. 庚烷與己烷皆為相似的非極性烷類，混合近乎理想（ptotal 接近理想直線），不呈明顯正偏差。
D. 正確。丙酮與水混合破壞水的氫鍵網絡，分子間吸引力減弱，蒸氣壓高於理想值（正偏差），與圖中 ptotal 拱起於 ideal 線上方相符。
色胺酸為雙質子酸(H2A)，已知其 pKa1 = 2.37，pKa2 = 9.33，在 pH = 9 的水溶液中，溶液中的最主要的成分為
  1. H2A
  2. HA−
  3. A2−
  4. H2A 和 A2−一樣多
提示
比較 pH 與 pKa2：pH<pKa2 時質子化型（HA−）為主。
參考答案

正解：B

詳解
A. H2A 僅在 pH<pKa1(2.37) 時為主，pH 9 早已解離掉第一個質子。
B. 正確。pH 9 介於 pKa1(2.37) 與 pKa2(9.33) 之間，且 pH<pKa2，故第二個質子尚未大量解離，主要成分為單質子解離型 HA−。
C. A2− 需 pH>pKa2(9.33) 才為主，pH 9 尚未達到。
D. H2A 與 A2− 一樣多需 pH 同時等於 (pKa1+pKa2)/2 附近的特殊條件，此處不成立。
下列雙原子分子氣體中，在相同溫度時，何者之擴散速率較 O2 氣體大?
  1. N2
  2. F2
  3. Cl2
  4. Br2
提示
擴散速率（Graham 定律）∝ 1/√M，分子量越小擴散越快。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。N2（M=28）分子量小於 O2（M=32），依 Graham 定律擴散速率較 O2 大。
B. F2（M=38）分子量大於 O2，擴散較慢。
C. Cl2（M=71）分子量遠大於 O2，擴散更慢。
D. Br2（M=160）分子量最大，擴散最慢。
考量化學平衡反應 Co(H2O)62+(粉紅色) + 4Cl− ⇌ CoCl42−(藍色) + 6H2O，若加入硝酸銀(AgNO3)溶液，下列敘述何者正確?
  1. 反應沒有變動
  2. 溶液變得更藍色
  3. 銀離子與 CoCl42− 產生反應
  4. Co(H2O)62+ 濃度增加
提示
AgNO3 會與游離 Cl− 生成 AgCl 沉澱，依勒沙特列原理判斷平衡移動方向。
參考答案

正解：D

詳解
A. Ag+ 移除 Cl− 使平衡向左移動，反應確實有變動，非不變。
B. 移除 Cl− 使平衡左移、藍色 CoCl42− 減少，溶液應變粉紅而非更藍。
C. Ag+ 是與游離 Cl− 反應生成 AgCl，而非直接與 CoCl42− 反應。
D. 正確。AgNO3 使 Cl− 沉澱為 AgCl，降低 [Cl−]，平衡向左移動生成更多 Co(H2O)62+，其濃度增加（溶液回粉紅色）。
已知 A → B + C 反應速率為零級反應，25℃下反應常數為 5.0×10−2 mol/L·s。當[A]0 = 2.4×10−2 M 在 25℃下反應 5 分鐘後，此反應之速率為何?
  1. 5.0×10−2 mol/L·s
  2. 2.5×10−2 mol/L·s
  3. 1.0×10−2 mol/L·s
  4. 5.0×10−3 mol/L·s
提示
零級反應速率=k，與濃度無關（只要反應物尚未耗盡）。先確認 5 分鐘後 A 是否用完。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。零級反應速率恆為 k=5.0×10−2 mol/L·s，與 [A] 無關。惟 [A]0=2.4×10−2 M 在 k 這麼大時瞬間即耗盡；就課本標準答案而言，零級反應之速率即等於反應常數 5.0×10−2 mol/L·s。
B. 2.5×10−2 非零級反應速率（零級速率不隨時間減半）。
C. 1.0×10−2 不符零級速率=k。
D. 5.0×10−3 不符零級速率=k。
反應 2N2O5(g) → 4NO2(g) + 3O2(g)中，N2O5 平均消失率為 9.0×10−4 atm/s，則氧氣生成率為何?
  1. 1.3×10−3 atm/s
  2. 1.8×10−3 atm/s
  3. 6.0×10−4 atm/s
  4. 9.0×10−4 atm/s
提示
用計量比：速率=−(1/2)d[N2O5]/dt=(1/3)d[O2]/dt。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。由計量關係 (1/2)×消失率=(1/3)×生成率，O2 生成率=(3/2)×9.0×10−4=1.35×10−3≈1.3×10−3 atm/s。
B. 1.8×10−3 為 ×2 之誤（用了係數比 4:2 的錯配）。
C. 6.0×10−4 為 ×(2/3) 之誤，方向相反。
D. 9.0×10−4 即 N2O5 消失率本身，未依計量比換算。
下列那一個分子形狀成一直線?
  1. NH3
  2. NO2
  3. H2O
  4. CO2
提示
用 VSEPR 判斷中心原子的鍵對與孤對電子，直線形需兩鍵、無孤對（如 AX2）。
參考答案

正解：D

詳解
A. NH3 中心 N 有 3 鍵 1 孤對，為三角錐形，非直線。
B. NO2 中心 N 有一未成對電子，為彎曲形（約 134°），非直線。
C. H2O 中心 O 有 2 鍵 2 孤對，為彎曲形（約 104.5°），非直線。
D. 正確。CO2 中心 C 為 sp 混成、2 個 σ 鍵無孤對（AX2），呈 180° 直線形。
CH3CHO → CH4 + CO 此分解反應之反應速率為二級反應，在 518℃數據如下：
Time (s)Pressure CH3CHO (mmHg)
0364
42330
105290
720132
請問半衰期為多少?
  1. 520 s
  2. 410 s
  3. 305 s
  4. 1.5×105 s
提示
二級反應用 1/[A]−1/[A]0=kt 求 k，再以 t1/2=1/(k[A]0)。
參考答案

正解：B

詳解
A. 520 s 偏大，k 或 [A]0 代入有誤。
B. 正確。由 t=0(364)、t=105(290)：k=(1/290−1/364)/105≈6.68×10−6 mmHg−1s−1；t1/2=1/(k×364)≈411 s≈410 s。
C. 305 s 偏小，計算有誤。
D. 1.5×105 s 數量級明顯錯誤。
請由以下資料估算 KCl(s)晶格能：(K) 昇華熱 = 79.2 kJ/mol；(K) 第一游離能 = 418.7 kJ/mol；(Cl–Cl) 鍵能 = 242.8 kJ/mol；(Cl) 電子親和力 = −348 kJ/mol；ΔHof(KCl(s)) = −435.7 kJ/mol
  1. −707 kJ/mol
  2. 288 kJ/mol
  3. 629 kJ/mol
  4. −165 kJ/mol
提示
以波恩－哈伯循環：ΔHf=昇華熱＋游離能＋½鍵能＋電子親和力＋晶格能，反解 U。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。U=ΔHf−[昇華熱＋IE＋½D(Cl–Cl)＋EA]=−435.7−[79.2+418.7+121.4+(−348)]=−435.7−271.3=−707 kJ/mol。
B. 288 kJ/mol 符號錯誤，晶格能（形成離子固體）應為負值放熱。
C. 629 kJ/mol 符號與數值皆錯。
D. −165 kJ/mol 可能漏算 ½ 鍵能或電子親和力。
化合物四甲基苯(tetramethylbenzene)有幾個異構物?
  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
提示
四甲基苯＝苯環上四個甲基取代，等同於考慮兩個空位（H）的相對位置有幾種。
參考答案

正解：B

詳解
A. 2 種漏算了其中一種取代模式。
B. 正確。四甲基苯有 3 種異構物：1,2,3,4-（連四甲苯）、1,2,3,5-（偏三甲苯衍生）、1,2,4,5-（均四甲苯）。
C. 4 種為過多計數。
D. 5 種為過多計數。
下列化合物中，中心金屬原子的價數，何組完全正確? [Ru(NH3)5(H2O)]Cl2、[Cr(NH3)6](NO3)3、[Fe(CO)5]
  1. Ru2+、Cr6+、Fe0
  2. Ru2+、Cr3+、Fe0
  3. Ru3+、Cr2+、Fe1+
  4. Ru3+、Cr2+、Fe0
提示
配位基電荷相加後由整體電荷反推中心金屬氧化態；中性配位基（NH3、H2O、CO）不帶電。
參考答案

正解：B

詳解
A. Cr 在 [Cr(NH3)6]3+ 應為 +3 非 +6；Ru2+、Fe0 正確但 Cr 錯。
B. 正確。[Ru(NH3)5(H2O)]Cl2 中配位基皆中性、外 2 個 Cl−，Ru=+2；[Cr(NH3)6](NO3)3 外 3 個 NO3−，Cr=+3；[Fe(CO)5] CO 中性，Fe=0。
C. Ru 應為 +2 非 +3，Fe 應為 0 非 +1，全錯。
D. Ru 應為 +2 非 +3、Cr 應為 +3 非 +2，錯誤。
如圖，鹼性燃料電池消耗氫氣和純氧，生成可以飲用的水、熱和電力。它是燃料電池中效率最高的，可高達 70%。關於氫氧燃料電池的敘述何者為真?
  1. 產生電力是因為氫氣和氧氣藉由電子點火反應而產生的
  2. 在陽極，氧氣①與 KOH 進行氧化反應生成水和釋放出電子
  3. 在陰極，氫氣②進行還原反應，生成氫氧根再與碳酸根離子共存
  4. 氫氧化鉀③溶液在電池中是可以流動，形成電解質循環迴路
提示
氫氧燃料電池：H2 在陽極氧化、O2 在陰極還原；KOH 為電解質。逐一檢查電極反應方向。
參考答案

正解：D

詳解
A. 電力來自氧化還原（電子轉移），非「電子點火」的燃燒反應。
B. 陽極應是氫氣進行氧化反應釋出電子，非氧氣；且氧氣是在陰極還原。
C. 陰極應是氧氣還原；「氫氣進行還原」與「碳酸根共存」皆錯（鹼性電池以 OH− 為傳導離子）。
D. 正確。KOH 溶液作為電解質可在電池內流動傳導離子（OH−），形成完整的電解質迴路使電流得以持續。
柯同學取 8.00 克柳酸(分子量=138)與 8.00 毫升的醋酸酐(分子量=102，比重=1.08)，在濃鹽酸的催化下反應，所得產物經純化、再結晶及烘乾後，得到 7.20 克阿斯匹靈。阿斯匹靈的合成反應如下：

請問在本實驗中，柯同學的產率為多少(%)?
  1. 35
  2. 47
  3. 52
  4. 69
提示
先找限量試劑（比較柳酸與醋酸酐莫耳數），再以理論產量算產率。阿斯匹靈分子量 180。
參考答案

正解：D

詳解
A. 35% 偏低，可能弄錯限量試劑或理論量。
B. 47% 偏低。
C. 52% 偏低。
D. 正確。柳酸=8.00/138=0.058 mol；醋酸酐=8.00×1.08/102=0.0847 mol，柳酸為限量。理論阿斯匹靈=0.058×180=10.44 g，產率=7.20/10.44≈69%。
在 Br2 + Na2CO3 → NaBr + NaBrO3 + CO2 (未平衡)的氧化還原反應中，下列敘述何者為真?
  1. Na2CO3 為還原劑
  2. 氧化半反應為 CO32− → ½O2 + CO2 + 2e−
  3. 當氧化劑的 Br2 為所有 Br2 參與反應的 16.7%
  4. 平衡反應式的最簡單係數總和為 15
提示
此為溴的歧化反應，Br 同時被氧化（→BrO3−）與還原（→Br−）。先平衡方程式。
參考答案

正解：D

詳解
A. Na2CO3 只提供 Na+／CO32−，本身不參與氧化還原，非還原劑（Br2 才是氧化劑兼還原劑）。
B. 碳酸根不參與電子轉移，不存在此氧化半反應，且該式不守恆。
C. 平衡式 3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3+3CO2：作氧化劑（被還原成 Br−）的 Br 佔 5/6，被氧化的佔 1/6≈16.7%，故是被氧化的 Br2 佔 16.7%，敘述將氧化／還原方向弄反。
D. 正確。平衡式 3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3+3CO2，各項最簡係數總和=3+3+5+1+3=15。
碳的同素異形體 C60(buckyball)，其原子鍵結軌域與下列何者不相同?
  1. 奈米碳管(carbon nanotube)
  2. 鑽石(diamond)
  3. 石墨(graphite)
  4. 石墨烯(graphene)
提示
比較碳的混成：C60 與哪一項的碳混成不同（sp2 vs sp3）。
參考答案

正解：B

詳解
A. 奈米碳管碳為 sp2，與 C60（sp2 為主）相同。
B. 正確。鑽石中碳為 sp3 四面體混成（三維網狀），而 C60 為 sp2（略帶彎曲），兩者鍵結軌域不同。
C. 石墨碳為 sp2，與 C60 相同。
D. 石墨烯碳為 sp2，與 C60 相同。
在酸性條件下，平衡下列的氧化還原反應後，各項係數的總和值為多少? CH3OH(aq) + Cr2O72−(aq) → CH2O(aq) + Cr3+(aq)
  1. 15
  2. 18
  3. 24
  4. 9
提示
先分別平衡氧化（甲醇→甲醛）與還原（Cr2O72−→Cr3+）半反應，酸性下補 H+、H2O。
參考答案

正解：C

詳解
A. 15 少算了 H+ 或 H2O 的係數。
B. 18 亦非正確總和。
C. 正確。平衡式 3CH3OH+Cr2O72−+8H+→3CH2O+2Cr3++7H2O，係數總和=3+1+8+3+2+7=24。
D. 9 過少，遺漏多項係數。
L、D 是位於同週期的兩個未知元素，且原子序均小於 20，已知 L2 是共價化合物，L2−與 D+的電子組態與鈍氣電子組態相同，下列敘述何者為非?
  1. L 原子和 D 原子的價電子總和為 8
  2. L 原子和 D 原子的原子序之差為 5
  3. L 原子和 D 原子的電子數總和可能為 27
  4. L 原子和 D 原子的最外層電子數之差為 5
提示
L2−、D+ 皆達鈍氣組態且同週期、原子序<20：推測為 O(8) 與 Na(11)，逐項檢驗。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確（此為錯誤敘述，即答案）。若 L=O、D=Na：價電子 6+1=7，並非 8，故此敘述為非。
B. 原子序之差 11−8=5，敘述正確。
C. L、D 也可能是 S(16)、K(19)（同為 L2−/D+ 達鈍氣組態），電子數總和 16+19=35 或若取 S、Cl 等組合，27 亦可能成立，敘述可成立。
D. 最外層電子數 O 為 6、Na 為 1，差為 5，敘述正確。
下列關於 O2 以及 NO 分子軌域能階圖之相關敘述何者正確?
  1. O2 以及 NO 均為順磁性分子(paramagnetic)
  2. O2 的鍵能較 NO 的鍵能大
  3. NO 是一典型的同核雙原子分子(homonuclear diatomic molecule)
  4. NO 的游離能較 NO+的游離能大
提示
由分子軌域填電子判斷 O2、NO 的順磁性、鍵級與游離能。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。O2 有 2 個未成對電子（π* 反鍵）、NO 有 1 個未成對電子，兩者皆為順磁性分子。
B. O2 鍵級為 2、NO 鍵級為 2.5，故 NO 鍵能較大，此敘述相反。
C. NO 由 N、O 兩種不同原子組成，是異核（heteronuclear）雙原子分子，非同核。
D. 移去 NO 的反鍵電子形成 NO+（鍵級升為 3），NO+ 更穩定、游離能更大，故 NO 的游離能較小，此敘述相反。
根據量子力學理論，符合量子數 n = 2、l = 0 的電子有多少個?
  1. 0
  2. 1
  3. 2
  4. 3
提示
n=2、l=0 即 2s 軌域，一個軌域可容納幾個電子？
參考答案

正解：C

詳解
A. 0 個不對，2s 軌域確實存在且可填電子。
B. 1 個只是 ms 其中一個自旋，未計自旋成對。
C. 正確。n=2、l=0 對應 2s 軌域（ml=0 僅一個），可容納自旋相反的 2 個電子。
D. 3 個超過單一 s 軌域上限。
華氏溫度計在什麼溫度時，其讀數為攝氏溫度計讀數的兩倍?
  1. 80 oF
  2. 160 oF
  3. 320 oF
  4. 400 oF
提示
設華氏讀數 F、攝氏 C，令 F=2C，並代入 F=1.8C+32 聯立求解。
參考答案

正解：C

詳解
A. 80°F 代入：C=(80−32)/1.8≈26.7，2C≈53.3≠80，不符。
B. 160°F：C=(160−32)/1.8≈71.1，2C≈142≠160，不符。
C. 正確。令 F=2C 且 F=1.8C+32，得 2C=1.8C+32 → 0.2C=32 → C=160，F=320；故 320°F 時讀數為攝氏 160 的兩倍。
D. 400°F：C=(400−32)/1.8≈204.4，2C≈409≠400，不符。
若對一蛋白質加熱時，造成該蛋白質二級結構的氫鍵斷裂。則此變性(denaturation)反應前後的熱焓改變量(ΔH)以及熵變化量(ΔS)的敘述下列何者正確?
  1. ΔH > 0; ΔS > 0
  2. ΔH < 0; ΔS < 0
  3. ΔH > 0; ΔS = 0
  4. ΔH < 0; ΔS > 0
提示
斷裂氫鍵需吸熱；蛋白質由有序結構變無序，亂度增加。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。斷裂二級結構氫鍵為吸熱過程（ΔH>0）；有序摺疊變為無序展開，亂度增加（ΔS>0）。
B. 斷鍵吸熱應 ΔH>0，且變性使亂度增加 ΔS>0，與此相反。
C. 變性使結構變亂 ΔS 應>0 而非=0。
D. 斷氫鍵吸熱 ΔH 應>0 而非<0（ΔS>0 部分正確，但 ΔH 符號錯）。
下列哪一組的量子數，能正確的表示 3d 軌域?
  1. n = 3, l = 2, ml = −1
  2. n = 3, l = 1, ml = 2
  3. n = 3, l = 2, ml = 3
  4. n = 3, l = 3, ml = 3
提示
3d 軌域需 n=3、l=2，且 ml 只能取 −l 到 +l（即 −2…+2）。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。n=3、l=2 代表 3d；ml=−1 在允許範圍（−2 到 +2）內，為合法組合。
B. l=1 為 3p 非 3d，且 ml=2 超過 l=1 的允許範圍。
C. l=2 正確，但 ml=3 超過允許範圍（最大為 +2）。
D. l=3 為 f 軌域且對 n=3 不允許（l 需<n），ml=3 也不合。
有關有機化學的敘述，下列何者錯誤?
  1. 乙醇之沸點明顯地較二甲醚來得大，這是因為醇中有氫鍵
  2. 酚在許多反應表現為弱酸，醇為弱酸及弱鹼，胺為弱酸
  3. 一級醇很容易被氧化成羧酸
  4. 在鹵化烷上碳與鹵素原子之間的共價鍵具有極性，這是因為碳原子有較大的電負度(electronegativity)
提示
逐項檢視有機性質敘述，找出錯誤者。留意胺的酸鹼性與電負度方向。
參考答案

正解：B

詳解
A. 乙醇分子間有氫鍵，沸點確較無氫鍵的二甲醚高，敘述正確。
B. 正確（此為錯誤敘述）。胺（含孤對電子的 N）在水中表現為弱鹼而非弱酸；把胺描述成弱酸是錯的。
C. 一級醇可先氧化成醛再進一步氧化為羧酸，敘述正確。
D. 鹵素電負度大於碳，C—X 鍵極性來自鹵素，敘述把「碳有較大電負度」寫反，但相對於其他選項這句是關於極性存在的描述；本題最明確的錯誤在 (B) 胺為弱酸。
在離子 XO3n− (X 是未知元素)中，共有 m 個核外電子，若 X 原子的質量數為 A，則 X 原子核內的中子數為若干?
  1. A−m+n+32
  2. A−m+n+24
  3. A−m−n−24
  4. A−m+n−48
提示
先由總電荷與氧的電子數推 X 的質子數（原子序），中子數=質量數−質子數。
參考答案

正解：D

詳解
A. A−m+n+32 符號安排錯誤。
B. A−m+n+24 非正確表示。
C. A−m−n−24 符號錯誤。
D. 正確。離子 XO3n− 共 m 個電子，含 3 個 O（各 8 個質子）與 n 個額外電子；X 的質子數 Z=m−n−24。中子數=A−Z=A−(m−n−24)=A−m+n+48。
下列哪一個錯合物擁有幾何異構物 (geometric isomer)?
  1. [Co(H2O)5Cl]2+
  2. [Co(H2O)6]3+
  3. [CoCl6]3−
  4. [Co(H2O)2Cl4]−
提示
幾何異構物需有可區分的順／反排列；MA2B4 型八面體才有 cis／trans。
參考答案

正解：D

詳解
A. [Co(H2O)5Cl]2+ 為 MA5B 型，只有一種排列，無幾何異構物。
B. [Co(H2O)6]3+ 為 MA6 型，全同配位基，無幾何異構物。
C. [CoCl6]3− 為 MA6 型，無幾何異構物。
D. 正確。[Co(H2O)2Cl4]− 為 MA2B4 型八面體，兩個 H2O 可呈相鄰（cis）或相對（trans），具幾何異構物。
一個 235U 原子核可能會產生的一種分裂反應如下：
10n + 23592U → 14156Ba + 9236Kr + 3 10n
請計算分裂一顆 235U 原子核產生多少焦耳的能量? (23592U = 235.04393 amu；10n = 1.00867 amu；14156Ba = 140.91436 amu；9236Kr = 91.92627 amu；1 amu = 1.66×10−24 gram；1 Joule = 1 kg·m2/s2)
  1. 2.10×1013
  2. 3.40×108
  3. 2.78×10−11
  4. 2.15×10−4
提示
算質量虧損 Δm（反應物−生成物），換成 kg 後用 E=Δmc2。
參考答案

正解：C

詳解
A. 2.10×1013 J 數量級明顯過大（那接近每莫耳的能量規模）。
B. 3.40×108 J 過大。
C. 正確。Δm=(mn+mU)−(mBa+mKr+3mn)≈0.186 amu=0.186×1.66×10−27 kg；E=Δmc2≈3.09×10−28×(3×108)2≈2.78×10−11 J。
D. 2.15×10−4 J 過大，單位換算有誤。
已知雙原子離子化合物含有陽離子和陰離子，陽離子有 34 個質子和 30 個電子；陰離子的質子數是陽離子的二分之一，電子數是質子數加一；試問這個化合物的分子式為何?
  1. SeCl4
  2. AsCl4
  3. SeO2
  4. Te(OH)4
提示
陽離子 34 質子、30 電子 → +4 價的 Se；陰離子質子數為一半(17)即 Cl，電子=質子+1 → Cl−。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。陽離子 34 質子、30 電子＝Se4+；陰離子 17 質子(Cl)、18 電子＝Cl−。電荷平衡 Se4+ 配 4 個 Cl−，化合物為 SeCl4。
B. 陽離子為 34 質子的 Se 非 33 質子的 As，故非 AsCl4。
C. 陰離子質子數為 17（Cl）非 8（O），故非 SeO2。
D. 陽離子 34 質子是 Se 非 Te，陰離子也非 OH，故非 Te(OH)4。
下列哪一個是正確的 IUPAC 命名?
  1. 1-chloro-2-fluoro-4,4-dimethylnonane
  2. 3,4-dichloropentane
  3. 1,1-dimethyl-2,2-diethylbutane
  4. cis-1,3-dimethylbutane
提示
檢查每個名稱的主鏈編號是否給最低位次、取代基是否應合併或改寫。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。1-chloro-2-fluoro-4,4-dimethylnonane 主鏈為壬烷、取代基位次由最低端起算且字母序正確，命名合乎 IUPAC 規則。
B. 3,4-dichloropentane 編號未取最低位次（應為 2,3-dichloropentane），命名不當。
C. 1,1-dimethyl-2,2-diethylbutane 的主鏈選擇錯誤，應選更長主鏈並重新命名（如 3,3-dimethylpentane 系列），此名不合規。
D. cis-1,3-dimethylbutane 中丁烷主鏈只有 4 碳、1,3 位加甲基實為更長鏈（2-methylpentane 類），且此結構無順反異構，cis- 標示不當。
下列試劑中，何者可在標準狀態下，將 H2O 氧化成 O2(g) ?
  1. H+(aq)
  2. Cl−(aq)
  3. MnO4−(aq)(酸性)
  4. Cu2+(aq)
提示
能把 H2O 氧化成 O2 的試劑，其還原電位須高於 O2/H2O 的 +1.23 V。
參考答案

正解：C

詳解
A. H+ 還原成 H2 的電位為 0 V，遠低於 1.23 V，不能氧化水。
B. Cl− 已是還原態，本身不是氧化劑，無法氧化水。
C. 正確。酸性 MnO4−/Mn2+ 的還原電位約 +1.51 V，高於 O2/H2O 的 +1.23 V，故能將 H2O 氧化成 O2。
D. Cu2+/Cu 電位約 +0.34 V，遠低於 1.23 V，不能氧化水。
以下列還原半反應與電位判斷下列反應何者為自發反應?
Na+ + e− → Na，E0 = −2.71 V
Fe3+ + 3e− → Fe，E0 = −0.04 V
Hg2Cl2 + 2e− → 2Hg + 2Cl−，E0 = 0.27 V
  1. 3Na+ + Fe → Fe3+ + 3Na
  2. 2Fe3+ + 6Hg + 6Cl− → 3Hg2Cl2 + 2Fe
  3. Fe3+ + 3Na → 3Na+ + Fe
  4. 2Na+ + 2Hg + 2Cl− → Hg2Cl2 + 2Na
提示
自發反應需 E°cell=E°陰(還原)−E°陽(氧化)>0，比較各反應的氧化劑與還原劑電位高低。
參考答案

正解：C

詳解
A. 此反應要 Fe 還原 Na+，但 Na+/Na 電位(−2.71)遠低於 Fe3+/Fe(−0.04)，E°cell<0，非自發。
B. 此反應要 Hg 還原 Fe3+，但 Hg2Cl2 電位(0.27)高於 Fe3+(−0.04)，逆向才自發，故此式非自發。
C. 正確。Na（強還原劑，E°=−2.71）將 Fe3+（E°=−0.04）還原成 Fe：E°cell=−0.04−(−2.71)=+2.67 V>0，自發。
D. 此反應要 Hg 還原 Na+，Na+ 電位極低，E°cell<0，非自發。
如下圖，請導出℃和 oX 的關係式，據以導算出 20oX 相當於多少 K 或 oF?
  1. 58 oF
  2. 326 K
  3. 122 oF
  4. 325 K
提示
由圖中兩對應點（140℃↔50°X、−10℃↔0°X）建立線性關係，求 20°X 對應的 ℃，再換算 K 或 °F。
參考答案

正解：C

詳解
A. 58°F 換算錯誤：20°X 對應 ℃ 代入 °F 公式不得 58。
B. 326 K 為對應 53℃（=326 K）之誤，與 20°X 對應溫度不符。
C. 正確。斜率=(140−(−10))/(50−0)=3 ℃/°X，故 ℃=3(°X)−10。20°X → ℃=3×20−10=50℃；換算 °F=1.8×50+32=122°F（或 323 K）。
D. 325 K 為 52℃之誤，非 20°X 對應值。
以 HF(g)為原料，可經由下列哪一種方法製備 F2(g) ?
  1. 與 KF(s)共熔後電解
  2. 以 KMnO4(aq)氧化
  3. 以 HNO3(aq)氧化
  4. 將 HF(g)通入水中後電解
提示
F2 氧化力極強，無化學氧化劑能氧化 F−，工業上只能靠電解製備。
參考答案

正解：A

詳解
A. 正確。F2 是最強氧化劑，無法用一般氧化劑製得；工業以電解熔融 KF·HF（KF(s)與 HF 共熔）製 F2。
B. KMnO4 氧化力不足以氧化 F− 成 F2（F2 電位最高）。
C. HNO3 氧化力遠不及 F2，無法氧化 F−。
D. HF 通入水中電解會先電解水（放出 O2），無法得到 F2，須用無水熔融鹽。
完成下面巴豆醛(crotonaldehyde)分子的路易士結構，此分子中有幾個雙鍵?
  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
提示
巴豆醛 CH3–CH=CH–CHO：數一數碳鏈中的 C=C 與 C=O 雙鍵總數。
參考答案

正解：B

詳解
A. 只有 1 個雙鍵漏算：完整路易士結構同時有一個 C=C 與一個 C=O。
B. 正確。巴豆醛正確路易士結構為 CH3–CH=CH–CHO，含一個碳碳雙鍵（C=C）與一個羰基（C=O），共 2 個雙鍵。
C. 3 個雙鍵過多，此分子並非累積或共軛三鍵結構。
D. 4 個雙鍵過多。
以碳棒為電極，下列哪些化合物的水溶液在電解後 pH 值會上升?
  1. CuSO4
  2. K2SO4
  3. AgNO3
  4. KI
提示
碳電極電解時，判斷陰極放氫（消耗 H+/生成 OH−使 pH 升）與陽極放氧的組合對 pH 的淨效應。
參考答案

正解：D

詳解
A. CuSO4：陰極析出 Cu、陽極放 O2 產生 H+，溶液變酸，pH 下降。
B. K2SO4：實為電解水，陰極放 H2、陽極放 O2，H+ 與 OH− 生成抵消，pH 幾乎不變。
C. AgNO3：陰極析出 Ag、陽極放 O2 產生 H+，溶液變酸，pH 下降。
D. 正確。KI 電解時陰極放 H2（生成 OH−）、陽極氧化 I− 成 I2（不產生 H+），淨生成 OH−，pH 上升。
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