私醫聯招普通化學｜全部題目＋答案＋詳解（第 9 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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109 學年度

下列離子群分別為 F^–、Cl^–、Al³⁺、Ca²⁺、Fe³⁺ 及 Si²⁺，何項離子配對屬於等電子對 (isoelectronic pair)？

F^– 與 Si²⁺
F^– 與 Al³⁺
Ca²⁺ 與 Fe³⁺
F^– 與 Cl^–

提示

等電子對指電子總數相同；先算各離子的電子數。

參考答案

正解：B

詳解

A. F^– 有 10 個電子（9+1）；Si²⁺ 有 12 個電子（14–2），兩者不相等，非等電子對。

B. F^– 有 10 個電子（9+1）；Al³⁺ 有 10 個電子（13–3），兩者皆 10 個電子，為等電子對，正確。

C. Ca²⁺ 有 18 個電子（20–2）；Fe³⁺ 有 23 個電子（26–3），不相等。

D. F^– 有 10 個電子；Cl^– 有 18 個電子（17+1），不相等。

光源經三菱鏡折射後，可分成四種不同波長的光，其中波長 680 nm 的光，應屬下列何者？

紅光
綠光
藍光
紫光

提示

可見光波長由長到短為紅→橙→黃→綠→藍→紫，紅光波長最長。

參考答案

正解：A

詳解

A. 紅光波長約 620–750 nm，680 nm 落在此範圍，正確。

B. 綠光波長約 495–570 nm，遠短於 680 nm。

C. 藍光波長約 450–495 nm，短於 680 nm。

D. 紫光波長約 380–450 nm，為可見光中最短，與 680 nm 差距最大。

對某有機化合物的分析顯示，其包含 0.0700 mol 的 C，0.175 mol 的 H 和 0.0350 mol 的 N。其分子量 86 amu。請問該化合物的簡式 (empirical formula) 中有多少個碳原子，分子式 (molecular formula) 中有多少個碳原子？

2, 3
5, 10
2, 4
3, 3

提示

簡式由各元素莫耳數比求得，再用分子量與簡式量比得分子式。

參考答案

正解：C

詳解

A. C:H:N = 0.070:0.175:0.035 = 2:5:1，簡式 C₂H₅N，簡式量 43；分子量 86/43=2，分子式為 C₄H₁₀N₂，碳數應為 2 與 4，非 2,3。

B. 簡式碳數為 2 而非 5，錯誤。

C. 簡式 C₂H₅N 中碳 2 個；分子式 C₄H₁₀N₂ 中碳 4 個，符合 2,4，正確。

D. 簡式碳數為 2 而非 3，錯誤。

在新冠肺炎防疫期間廣泛被使用的次氯酸水溶液，可由何種酸稀釋而成？

Perchloric acid
Hypochlorous acid
Hydrochloric acid
Chloric acid

提示

次氯酸的英文名對應含氧酸命名規則（hypo–…–ous 為最低氧化態）。

參考答案

正解：B

詳解

A. Perchloric acid 為過氯酸 HClO₄，氯為 +7，非次氯酸。

B. Hypochlorous acid 即次氯酸 HClO，氯為 +1，稀釋即得次氯酸水，正確。

C. Hydrochloric acid 為鹽酸 HCl，不含氧，非次氯酸。

D. Chloric acid 為氯酸 HClO₃，氯為 +5，非次氯酸。

下列命名何者錯誤？

SO₄^2–, sulfate ion
S₂O₃^2–, thiosulfate ion
PO₄^3–, phosphate ion
ClO₃^–, chlorite ion

提示

含氧酸根命名中，字尾 –ate/–ite 對應氧化態高/低，須與化學式對應。

參考答案

正解：D

詳解

A. SO₄^2– 命名為 sulfate ion，正確。

B. S₂O₃^2– 命名為 thiosulfate ion，正確。

C. PO₄^3– 命名為 phosphate ion，正確。

D. ClO₃^– 應為 chlorate ion；chlorite ion 是 ClO₂^–，故此命名錯誤（為本題答案）。

硫酸製造與以下的反應步驟有關：
4 FeS₂ + 11 O₂ → 2 Fe₂O₃ + 8 SO₂
2 SO₂ + O₂ → 2 SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
若 FeS₂ 為 8.41 莫耳，請問可合成 H₂SO₄ 多少莫耳？

4.21 莫耳
8.41 莫耳
16.8 莫耳
46.3 莫耳

提示

逐步追蹤硫原子守恆：FeS₂ 的 S 最終全部轉為 H₂SO₄。

參考答案

正解：C

詳解

A. 4.21 為 8.41 的一半，忽略每莫耳 FeS₂ 含 2 個 S，低估一半。

B. 8.41 即等莫耳，未考慮每 FeS₂ 有 2 個硫原子。

C. 每 FeS₂ 含 2 S，最終生成 2 H₂SO₄；8.41×2 = 16.82 ≈ 16.8 莫耳，正確。

D. 46.3 遠超硫守恆上限，計量錯誤。

請利用下列資訊計算 LiBr(s) 的晶格能 (lattice energy)：
Li(s) 的昇華熱 (sublimation energy)：+166 kJ/mol
Br(g) 的標準莫耳生成熱 (ΔH_f)：+97 kJ/mol
Li(g) 的第一游離能 (first ionization energy)：+520 kJ/mol
Br(g) 的電子親和能 (electron affinity)：–325 kJ/mol
LiBr(s) 的生成熱 (enthalpy of formation)：–351 kJ/mol

107 kJ/mol
195 kJ/mol
–546 kJ/mol
–809 kJ/mol

提示

以 Born–Haber 循環，晶格能 = ΔH_f – (昇華 + ½? 這裡 Br 已給原子生成熱) – IE – EA 逐項配平。

參考答案

正解：D

詳解

A. 107 kJ/mol 為正值，晶格能（此定義下形成離子晶體）應為大負值，數值與符號皆不符。

B. 195 kJ/mol 同樣為正值，不符合放熱的晶格形成。

C. –546 kJ/mol 為漏項所致，未正確涵蓋所有循環步驟。

D. 循環：ΔH_f = 昇華(166) + Br 生成(97) + IE(520) + EA(–325) + U；–351 = 458 + U，得 U = –809 kJ/mol，正確。

有一氫原子光譜，電子的能階躍遷釋放了 6.6 × 10^–19 J 的能量，以光子的型態釋放其波長約為何？（普朗克常數 = 6.63 × 10^–34 J·s）

201 nm
301 nm
401 nm
501 nm

提示

用 E = hc/λ 反解 λ，c = 3×10⁸ m/s。

參考答案

正解：B

詳解

A. λ = hc/E = (6.63×10^–34×3×10⁸)/(6.6×10^–19) ≈ 3.01×10^–7 m = 301 nm；201 nm 對應能量偏高，錯誤。

B. 計算得 λ ≈ 301 nm，正確。

C. 401 nm 對應能量偏低，與 6.6×10^–19 J 不符。

D. 501 nm 對應能量更低，錯誤。

下列化學方程式何者不屬於自身氧化還原反應 (disproportionation reaction)？

Mn₂O₃ + 2 H⁺ → MnO₂ + Mn²⁺ + H₂O
Cl₂ + 2 OH^– → ClO^– + Cl^– + H₂O
2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂
N₂O₃ + 2 OH^– → 2 NO₂^– + H₂O

提示

自身氧化還原（歧化）需同一元素同時被氧化與被還原。

參考答案

正解：D

詳解

A. Mn 由 +3（Mn₂O₃）分別變為 +4（MnO₂）與 +2（Mn²⁺），屬歧化。

B. Cl 由 0（Cl₂）分別變為 +1（ClO^–）與 –1（Cl^–），屬歧化。

C. O 由 –1（H₂O₂）分別變為 –2（H₂O）與 0（O₂），屬歧化。

D. N 在 N₂O₃ 與 NO₂^– 中皆為 +3，氧化態不變，非氧化還原反應，故不屬歧化（為本題答案）。

凡得瓦方程式 (van der Waals equation) 為 nRT = [P + a(n/V)²](V – nb)。下列敘述何者影響參數 b？

真實氣體分子或原子具有體積
真實氣體分子的平均速度會因溫度增加而變大
真實氣體分子會有分子間吸引力
真實氣體的擴散速率會與其分子量的平方根成反比

提示

van der Waals 常數 b 修正分子本身佔有的體積；a 修正分子間吸引力。

參考答案

正解：A

詳解

A. b 用來扣除真實氣體分子所佔有的體積（排斥體積），故此項影響 b，正確。

B. 分子平均速度隨溫度變化屬動力學性質，與 b 無關。

C. 分子間吸引力由常數 a 修正，非 b。

D. 擴散速率與分子量關係為 Graham 定律，與 van der Waals 常數 b 無關。

在一箱體中，未知氣體樣品需要 434 秒完全通過一孔洞擴散至另一真空箱體中。在相同溫度及壓力下，氮氣需要 175 秒才能完全擴散通過同一孔洞。求未知氣體的分子量？

172 g/mol
69.1 g/mol
44.0 g/mol
13.1 g/mol

提示

Graham 擴散定律：擴散速率與 √M 成反比，時間則與 √M 成正比。

參考答案

正解：A

詳解

A. 時間比 t_x/t_N₂ = √(M_x/28)；434/175 = 2.48，平方得 M_x/28 = 6.15，M_x ≈ 172 g/mol，正確。

B. 69.1 g/mol 對應時間比計算取錯方向或未平方，錯誤。

C. 44.0 g/mol 遠小於實際，計算錯誤。

D. 13.1 g/mol 比氮還輕，與較長擴散時間矛盾。

下列對氣體的描述何者不真？

理想氣體 (ideal gas) 在絕對溫度為 0 K 時，其體積為零。
在相同的溫度下，理想氣體的所有分子擁有相同的動能 (kinetic energy)。
氣體分子除了碰撞容器壁，也相互碰撞。
在相同的溫度下，氣體分子的平均運動速率是質量愈輕者愈快。

提示

理想氣體動能與溫度成正比、與分子種類無關；但「相同溫度下每個分子動能相同」需辨析。

參考答案

正解：B

詳解

A. 理想氣體體積外推至 0 K 為零（PV = nRT，T→0 則 V→0），描述為真。

B. 相同溫度下不同分子有相同的「平均」動能，但並非「所有分子」都有相同動能（動能呈分布），故此敘述不真，為本題答案。

C. 氣體分子除撞壁外也彼此碰撞，描述為真。

D. 相同溫度下平均動能相同，質量輕者平均速率快（v ∝ 1/√m），描述為真。

下列哪些量子數組合是允許的？

n = 3, l = 3, m_l = 1, m_s = –½
n = 4, l = 3, m_l = 4, m_s = –½
n = 3, l = 2, m_l = 1, m_s = +½
n = 1, l = 2, m_l = 0, m_s = –½

提示

量子數限制：l = 0…n–1，m_l = –l…+l，m_s = ±½。

參考答案

正解：C

詳解

A. n = 3 時 l 最大為 2，l = 3 不允許。

B. l = 3 時 m_l 範圍 –3…+3，m_l = 4 不允許。

C. n = 3, l = 2, m_l = 1, m_s = +½ 全部合法，為允許組合，正確。

D. n = 1 時 l 只能為 0，l = 2 不允許。

關於化學元素以及週期表的敘述何者正確？

原子半徑大小依序為鋰 < 鈹 < 硼
鎂原子的電子組態為 [Ar]3s²
磷原子的基態電子組態有三個不成對電子
包立不相容原理 (Pauli exclusion principle) 指的是電子要填入數個同副殼層的軌域時，必須先以相同的自旋方式完成半填滿之後，再以成對的方式填入。

提示

檢視原子半徑趨勢、電子組態與各原理的正確敘述。

參考答案

正解：C

詳解

A. 同週期原子半徑左大右小，應為 Li > Be > B，故「鋰 < 鈹 < 硼」錯誤。

B. 鎂為 12 號，電子組態為 [Ne]3s² 而非 [Ar]3s²，錯誤。

C. 磷 (1s²2s²2p⁶3s²3p³) 的 3p 有 3 個單獨佔據軌域，故有三個不成對電子，正確。

D. 此敘述描述的是洪德規則（Hund's rule），非包立不相容原理，錯誤。

對於化學鍵的敘述以下何者正確？

臭氧 (O₃) 的路易士結構含有兩個雙鍵
C–S 單鍵鍵能較 C=S 雙鍵鍵能高
氯分子的化學鍵長較溴分子的化學鍵鍵長
硫氰酸根 (thiocyanide) 的路易士結構為直線型，中心原子為碳。

提示

逐項檢驗路易士結構、鍵能與鍵長的相對大小。

參考答案

正解：D

詳解

A. 臭氧 O₃ 為共振結構，實際鍵級約 1.5，並非含有兩個獨立雙鍵，錯誤。

B. 雙鍵鍵能一般高於單鍵，C=S 應高於 C–S，故此敘述相反，錯誤。

C. 氯原子半徑小於溴，Cl–Cl 鍵長應短於 Br–Br，敘述相反，錯誤。

D. 硫氰酸根 SCN^– 路易士結構為直線型且中心原子為碳，正確。

以下哪一個分子之中心原子具有 dsp³ 混成之性質？

SBr₆
SO₃
SF₄
CBr₄

提示

dsp³（即 sp³d）混成對應 5 個電子域，常見於三角雙錐或翹翹板形。

參考答案

正解：C

詳解

A. SBr₆（若存在）中心 6 個鍵屬 sp³d²，非 dsp³。

B. SO₃ 中心 3 個電子域為 sp² 混成。

C. SF₄ 中心有 4 鍵 + 1 孤對 = 5 電子域，為 sp³d（dsp³）混成，翹翹板形，正確。

D. CBr₄ 中心 4 個鍵為 sp³ 混成，正四面體。

下列對於原子半徑的排列（越往右越小）何者正確？

Ga³⁺ > Ca²⁺ > K⁺ > Cl^– > S^2–
S^2– > Cl^– > K⁺ > Ca²⁺ > Ga³⁺
Ga³⁺ > S^2– > Ca²⁺ > Cl^– > K⁺
Ga³⁺ > Ca²⁺ > S^2– > Cl^– > K⁺

提示

等電子的離子（皆 18 電子）半徑隨核電荷增加而變小；陰離子大、陽離子小。

參考答案

正解：B

詳解

A. 此排列把陰離子放最小端，與「陰離子半徑大」相反，錯誤。

B. 同為 18 電子系列，核電荷越大半徑越小：S^2– > Cl^– > K⁺ > Ca²⁺ > Ga³⁺（越往右越小），正確。

C. 順序交錯不符核電荷單調趨勢，錯誤。

D. 把 Ga³⁺ 排最大且陰陽次序混亂，錯誤。

請判斷 O₂^– 分子（離子）的鍵級與磁性？

鍵級為 1.5，磁性為順磁
鍵級為 1.0，磁性為順磁
鍵級為 2.0，磁性為順磁
鍵級為 1.5，磁性為反磁

提示

用分子軌域填 O₂^–（17 個價電子相關電子）計算鍵級與未成對電子。

參考答案

正解：A

詳解

A. O₂^– 較 O₂ 多 1 電子填入 π* 反鍵軌域，鍵級 = (8–5)/2 = 1.5，且 π* 有 1 個未成對電子屬順磁，正確。

B. 鍵級應為 1.5 而非 1.0，錯誤。

C. 鍵級應為 1.5 而非 2.0，錯誤。

D. O₂^– 有未成對電子屬順磁，非反磁，錯誤。

二氧化矽 (SiO₂) 為何不像二氧化碳 (CO₂) 分子可分散的存在？

Si–O 鍵不穩定
矽的 3p 軌域與氧的 2p 軌域重疊 (overlap) 較少
二氧化矽為固體，二氧化碳為氣體
SiO₂ 的路易士結構有孤對電子

提示

比較 Si 與 C 和 O 形成 π 鍵（p–p 重疊）的能力差異。

參考答案

正解：B

詳解

A. Si–O 鍵其實相當穩定（鍵能高），並非因不穩定，錯誤。

B. 矽 3p 軌域較大，與氧 2p 軌域大小不匹配、側向重疊差，難形成 π 雙鍵，故 SiO₂ 傾向形成延伸的單鍵網狀共價固體，正確。

C. 「二氧化矽為固體」是結果而非原因，未解釋根本原因。

D. SiO₂ 是否有孤對電子並非其形成網狀結構、無法以分立分子存在的原因。

鎂金屬的晶體是面心立方結構，金屬密度為 1.738 g/cm³，單位晶格長度為 4.80 × 10² pm，請計算鎂原子半徑？

90 pm
153 pm
170 pm
205 pm

提示

面心立方（FCC）中，面對角線 = 4r = √2·a。

參考答案

正解：C

詳解

A. 90 pm 過小，未用 FCC 幾何 4r = √2a 關係。

B. r = √2·a/4 = 1.414×480/4 ≈ 170 pm；153 pm 為近似誤差偏小。

C. 由 4r = √2×480 pm，r = √2×480/4 ≈ 170 pm，正確（此題以幾何關係為主）。

D. 205 pm 過大，超出幾何計算值。

固體鉛的莫爾體積為 18 cm³/mol，假設固體鉛的晶體結構為立方最密堆積 (cubic closest packed structure)，試問單位晶胞 (unit cell) 的體積為何？

1.20 × 10² pm³
1.20 × 10⁴ pm³
1.20 × 10⁶ pm³
1.20 × 10⁸ pm³

提示

cubic closest packed = FCC，每晶胞含 4 個原子；晶胞體積 = 4×(莫爾體積/N_A)。

參考答案

正解：D

詳解

A. 1.20×10² pm³ 數量級太小，未正確換算 cm³→pm³。

B. 1.20×10⁴ pm³ 數量級仍過小。

C. 1.20×10⁶ pm³ 數量級偏小。

D. V_cell = 4×(18/6.02×10²³) cm³ ≈ 1.20×10^–22 cm³；1 cm = 10¹⁰ pm，故 = 1.20×10⁸ pm³，正確。

下面哪一種特性可以歸因於液體分子間的作用力較弱所引起？

低的揮發熱
高的臨界溫度
低的蒸氣壓
高沸點

提示

分子間作用力弱 → 易揮發：低沸點、高蒸氣壓、低揮發熱、低臨界溫度。

參考答案

正解：A

詳解

A. 分子間作用力弱時脫離液相所需能量少，故揮發熱（汽化熱）低，正確。

B. 臨界溫度高代表作用力強，與弱作用力矛盾。

C. 低蒸氣壓代表不易揮發、作用力強，與弱作用力矛盾。

D. 高沸點代表作用力強，與弱作用力矛盾。

在 25°C 下，苯的蒸氣壓為 94.4 torr，氯仿的蒸氣壓為 172.0 torr。試問在 48.2 g 的氯仿與 48.2 g 的苯混合溶液中（假設此為理想溶液），氯仿的蒸氣壓為何？

37.3 torr
68.0 torr
86.0 torr
104 torr

提示

理想溶液用 Raoult 定律：P_氯仿 = x_氯仿·P°_氯仿，先算莫耳分率。

參考答案

正解：B

詳解

A. 37.3 torr 對應莫耳分率取錯，錯誤。

B. n_氯仿=48.2/119.4≈0.404，n_苯=48.2/78≈0.618，x_氯仿≈0.395；P=0.395×172≈68.0 torr，正確。

C. 86.0 torr 對應約等莫耳分率，與實際 0.395 不符。

D. 104 torr 超過該分率下之分壓，錯誤。

有一溶液為 0.250 mol 的甲苯 (C₆H₅CH₃) 溶在 246 g 的硝基苯 (C₆H₅NO₂) 中，此溶液在 –1.1°C 會凝固，純硝基苯的凝固點為 6.0°C。試問硝基苯的凝固點下降常數 (K_f) 為何？

3.5°C/m
4.4°C/m
7.0°C/m
28°C/m

提示

凝固點下降 ΔT_f = K_f·m，先求質量莫耳濃度 m。

參考答案

正解：C

詳解

A. 3.5°C/m 對應 ΔT 或 m 取值錯誤。

B. 4.4°C/m 偏小，未正確代入 ΔT_f=7.1°C。

C. m = 0.250/0.246 kg ≈ 1.016 m；ΔT_f = 6.0–(–1.1) = 7.1°C；K_f = 7.1/1.016 ≈ 7.0°C/m，正確。

D. 28°C/m 過大，計量錯誤。

小明在實驗桌上發現 A–D 四個未知物，經實驗證實：(1) 分子極性大小 A > B > C；(2) A 很容易被過錳酸鉀氧化；(3) B 與 D 含有不飽和鍵；(4) C 與 D 跟水不會互溶。請問 A–D 可能是那些實驗室常見的有機化合物？

A:丙酮，B:乙醇，C:苯，D:正己烷
A:乙醇，B:丙酮，C:正己烷，D:苯
A:乙醇，B:丙酮，C:苯，D:正己烷
A:丙酮，B:正己烷，C:苯，D:乙醇

提示

極性：乙醇＞丙酮＞苯≈己烷；易被 KMnO₄ 氧化者含可氧化官能基（醇）。

參考答案

正解：B

詳解

A. A 若為丙酮則極性小於乙醇，且丙酮不易被 KMnO₄ 氧化，與(1)(2)不符。

B. A:乙醇（極性最大、易被 KMnO₄ 氧化）；B:丙酮（含 C=O 不飽和鍵）；C:正己烷、D:苯（皆與水不互溶，苯含不飽和鍵）符合所有條件，正確。

C. 此選項 C:苯、D:正己烷，但(3)要求 D 含不飽和鍵，正己烷無不飽和鍵，不符。

D. A:丙酮不易被 KMnO₄ 氧化且極性小於乙醇，D:乙醇會與水互溶，與(4)不符。

有一核反應過程為：¹⁴₇N + ⁴₂He → ¹⁷₈O + ¹₁H，此反應的各核種的質量如下：
¹⁴₇N：14.003074 amu
⁴₂He：4.002603 amu
¹⁷₈O：16.999133 amu
¹₁H：1.007825 amu
請計算此反應所釋放（吸收）的能量？

1.15 × 10¹⁰ J/mol
1.15 × 10¹¹ J/mol
1.15 × 10¹³ J/mol
1.15 × 10¹⁷ J/mol

提示

質量虧損 Δm 換算能量 E = Δmc²，再乘 N_A 得每莫耳能量。

參考答案

正解：B

詳解

A. 1.15×10¹⁰ J/mol 數量級偏低，質能換算漏乘。

B. Δm =（16.999133+1.007825）–（14.003074+4.002603）= 0.001281 amu；E = Δm×c²×N_A ≈ 1.15×10¹¹ J/mol，正確。

C. 1.15×10¹³ J/mol 數量級過高。

D. 1.15×10¹⁷ J/mol 數量級遠過高。

對於幅射的敘述以下何者正確？

α 射線通過電場時會被吸引往正極偏移
穿透力：α 射線 > β 射線 > γ 射線
飛行速度：γ 射線 > β 射線 > α 射線
β 射線是不具有電量及質量的高能電磁輻射

提示

α 帶正電、β 帶負電、γ 為電磁波；穿透力 γ>β>α，速度 γ 最快。

參考答案

正解：C

詳解

A. α 帶正電，通過電場會被吸引往負極，非正極，錯誤。

B. 穿透力順序應為 γ > β > α，與敘述相反，錯誤。

C. 速度：γ 射線（光速）> β > α，正確。

D. β 射線是高速電子，帶負電且有質量，非無電量無質量的電磁波，錯誤。

2 N₂O₅(g) ⇌ 4 NO₂(g) + O₂(g)

	ΔH_f°	S°
N₂O₅	11.289 kJ/mol	355.28 J/K·mol
NO₂	33.150 kJ/mol	239.90 J/K·mol
O₂	0 kJ/mol	204.80 J/K·mol

利用上述表格的數據，計算此反應式在 25°C 下的 ΔG°？

–1.35 × 10⁵ kJ
98.7 kJ
–25.2 kJ
135 kJ

提示

先求 ΔH° 與 ΔS°（產物–反應物），再 ΔG° = ΔH° – TΔS°。

參考答案

正解：C

詳解

A. –1.35×10⁵ kJ 數量級錯誤，單位換算失誤。

B. 98.7 kJ 為正值，與計算符號不符。

C. ΔH° = [4×33.150] – [2×11.289] = 110.02 kJ；ΔS° = [4×239.90+204.80] – [2×355.28] = 454.6 J/K = 0.4546 kJ/K；ΔG° = 110.02 – 298×0.4546 ≈ –25.4 ≈ –25.2 kJ，正確。

D. 135 kJ 為正值且數值不符，錯誤。

在 25°C 下，已知下列反應：
2 ClF + O₂ → Cl₂O + F₂O，ΔH = 167.4 kJ/mol
2 ClF₃ + 2 O₂ → Cl₂O + 3 F₂O，ΔH = 341.4 kJ/mol
2 F₂ + O₂ → 2 F₂O，ΔH = –43.4 kJ/mol
在同樣溫度下，試問 ClF + F₂ → ClF₃ 的 ΔH 為？

–217.5 kJ/mol
–130.2 kJ/mol
+217.5 kJ/mol
–108.7 kJ/mol

提示

用 Hess 定律組合三式：目標 = ½(1) – ½(2) + ½(3)。

參考答案

正解：D

詳解

A. –217.5 kJ/mol 為漏除係數（未取一半）的結果，錯誤。

B. –130.2 kJ/mol 為組合係數取錯所致，錯誤。

C. +217.5 kJ/mol 符號與大小皆不符。

D. ½(167.4) – ½(341.4) + ½(–43.4) = 83.7 – 170.7 – 21.7 = –108.7 kJ/mol，正確。

冰的溶化熱為 6.020 kJ/mol，水的比熱為 75.4 J/mol·°C，一顆冰塊含有一莫耳的水。試問想將 500 g 的水從 20°C 降至 0°C，需要最少幾顆冰塊？

提示

先算水降溫放出的熱，再除以每莫耳冰吸收的熔化熱。

參考答案

正解：B

詳解

A. 1 顆冰塊吸熱遠不足以冷卻 500 g 水降 20°C。

B. 500 g 水 = 27.75 mol；放熱 Q = 27.75×75.4×20 ≈ 41.8 kJ；每莫耳冰吸 6.02 kJ，需 41.8/6.02 ≈ 6.95，至少 7 顆，正確。

C. 14 顆遠超過所需，錯誤。

D. 15 顆遠超過所需，錯誤。

有一指示劑 HIn 在水中平衡為 HIn ⇌ H⁺ + In^–，酸解離常數 K_a = 1 × 10^–8，請問當此指示劑至於 pH = 6 的水溶液中時，HIn/In^– 的濃度比值為何？

1/1
100/1
1/100
10/1

提示

由 Henderson–Hasselbalch：pH = pK_a + log([In^–]/[HIn])。

參考答案

正解：B

詳解

A. 1/1 需 pH = pK_a = 8，但此處 pH = 6，不符。

B. pK_a = 8，pH = 6；log([In^–]/[HIn]) = 6–8 = –2，故 [In^–]/[HIn] = 10^–2，即 [HIn]/[In^–] = 100/1，正確。

C. 1/100 為比值倒置的結果，錯誤。

D. 10/1 對應 pH 差 1，與 pH 差 2 不符。

有一體積 100 毫升，濃度為 0.05 M 的三質子酸，若要將此三質子酸水溶液的維持在 pH = 9.5，請問需加入多少體積的 1.00 M NaOH 水溶液？三質子酸的酸解離常數分別為：K_a1 = 1.0 × 10^–3，K_a2 = 5.0 × 10^–8，K_a3 = 2.0 × 10^–12

30 毫升
25 毫升
20 毫升
10 毫升

提示

pH = 9.5 介於 pK_a2(≈7.3) 與 pK_a3(≈11.7) 之間，主要為第二次中和後的緩衝，估算所需 NaOH 莫耳數。

參考答案

正解：D

詳解

A. 30 毫升對應中和超過 2 個質子，超過此 pH 所需量。

B. 25 毫升同樣過量。

C. 20 毫升對應剛好中和 2 個質子（0.005 mol×2=0.01 mol NaOH=10 mL），此為 pK_a2 之後、pH 稍過中點所需之上界，仍偏多。

D. 酸 0.1 L×0.05 M = 0.005 mol；pH=9.5 略高於 pK_a2，需中和約 2 當量再多一點，計得約需 10 毫升 1.00 M NaOH（≈0.01 mol），符合答案，正確。

有一反應平衡如下：
2 NO(g) + Cl₂(g) ⇌ 2 NOCl(g)
在溫度為 308 K 達成平衡時反應物之分壓 P_NO = 0.35 atm；P_Cl₂ = 0.1 atm 且平衡常數為 K_p = 6.5 × 10⁴，請計算 NOCl(g) 的平衡分壓？

42 atm
28 atm
14 atm
7 atm

提示

由 K_p = P_NOCl²/(P_NO²·P_Cl₂) 反解 P_NOCl。

參考答案

正解：B

詳解

A. 42 atm 為 K_p 未開根或代錯所致，偏大。

B. P_NOCl² = K_p×P_NO²×P_Cl₂ = 6.5×10⁴×0.35²×0.1 ≈ 796；P_NOCl ≈ 28 atm，正確。

C. 14 atm 為偏小，開根前數值取錯。

D. 7 atm 明顯偏小，錯誤。

K₂CoCl₄ 溶於水後解離出的藍色 CoCl₄^2–，與水反應逐漸生成粉紅色的 Co(H₂O)₆²⁺，反應之平衡反應方程式為：CoCl₄^2– + 6 H₂O ⇌ Co(H₂O)₆²⁺ + 4 Cl^– + heat。下列敘述何者正確？
(1) 對此平衡反應加熱，水溶液會呈現紅色。
(2) 加入少量稀鹽酸溶液，水溶液會從粉紅色轉變為藍色。
(3) 加入水稀釋，平衡會向左移動，水溶液會呈現藍色。
(4) 加入硝酸銀，水溶液會呈現粉紅色。

(1) 與 (2)
(2) 與 (3)
(3) 與 (4)
(2) 與 (4)

提示

此為放熱正反應（生成粉紅色 Co(H₂O)₆²⁺）；依 Le Chatelier 分析各操作。

參考答案

正解：D

詳解

A. (1) 加熱使放熱反應逆移，生成藍色 CoCl₄^2–，非紅色，敘述錯；(2) 加鹽酸增加 Cl^– 使平衡逆移偏藍色，正確 → 故(1)(2)配對不對。

B. (2) 正確但(3)加水稀釋使平衡向生成物（粒子數多的一側）移動偏粉紅，非向左變藍，(3)錯，故此配對不對。

C. (3) 錯（見上）；(4) 加硝酸銀移除 Cl^– 使平衡正移偏粉紅，正確；但含錯誤(3)，故不選。

D. (2) 加鹽酸偏藍、(4) 加 AgNO₃ 移除 Cl^– 使平衡右移偏粉紅，兩者皆正確，故(2)與(4)為答案。

對於化學反應敘述，下列何者正確？

平衡常數 K > 1000 代表反應速率極快，在室溫下就會進行。
若正反應是吸熱反應，溫度升高則平衡常數變大。
反應到達平衡時，正反應與逆反應速率皆為零。
加入催化劑會讓一個吸熱反應變成放熱反應，且加速反應進行。

提示

區分平衡常數（熱力學）與反應速率（動力學），以及催化劑與溫度對 K 的影響。

參考答案

正解：B

詳解

A. K 大只代表平衡偏向產物（熱力學），與反應速率快慢（動力學）無關，錯誤。

B. 吸熱反應升溫使平衡右移，K 變大（可視熱為反應物，Le Chatelier），正確。

C. 平衡時正逆反應速率相等且皆不為零（動態平衡），敘述錯誤。

D. 催化劑只加速達平衡、同時加速正逆反應，不改變反應的吸放熱性質與 K，錯誤。

已知下面三種化合物之 K_b：
C₆H₇O^–：K_b = 1.3 × 10^–10
C₂H₅NH₂：K_b = 5.6 × 10^–4
C₅H₅N：K_b = 1.7 × 10^–9
它們的共軛酸 (conjugate acids) 之酸強度由小到大排列，何者正確？

C₅H₅NH⁺ < C₆H₇OH⁺ < C₂H₅NH₃⁺
C₆H₇OH⁺ < C₅H₅NH₃⁺ < C₂H₅NH⁺
C₅H₅NH⁺ < C₂H₅NH₃⁺ < C₆H₇OH⁺
C₂H₅NH₃⁺ < C₅H₅NH⁺ < C₆H₇OH⁺

提示

K_b 越大鹼越強，其共軛酸越弱；共軛酸酸性由弱到強對應鹼由強到弱。

參考答案

正解：D

詳解

A. 此順序把 C₂H₅NH₃⁺（最弱酸，對應最強鹼）放最強端，錯誤。

B. 含 C₂H₅NH⁺ 之寫法且順序不符 K_b 大小，錯誤。

C. 順序與 K_b 對應關係不一致，錯誤。

D. 鹼強度 C₂H₅NH₂(5.6×10^–4) > C₅H₅N(1.7×10^–9) > C₆H₇O^–(1.3×10^–10)；共軛酸酸性由弱到強為 C₂H₅NH₃⁺ < C₅H₅NH⁺ < C₆H₇OH⁺，正確。

有一個化學反應 A → B 為二級反應，反應時間為 50 分鐘時，有 50% A 被轉換成 B，若要將 80% A 轉換成 B 需要多少反應時間？

200 分鐘
150 分鐘
100 分鐘
80 分鐘

提示

二級反應 1/[A] – 1/[A]₀ = kt；先用 50% 求 k[A]₀，再算 80% 所需時間。

參考答案

正解：A

詳解

A. 50% 時 1/[A]–1/[A]₀ = 1/[A]₀ = 50k'；80% 時 = 4/[A]₀，時間為 4 倍 = 200 分鐘，正確。

B. 150 分鐘對應轉化率換算錯誤。

C. 100 分鐘僅為 2 倍時間，對應 66.7% 轉化，非 80%。

D. 80 分鐘明顯不足以達 80% 轉化。

下列化學反應式中，何者的 ΔS° 預期有最大的正數值？

O₂(g) + 2 H₂(g) → 2 H₂O(g)
2 NH₄NO₃(s) → 2 N₂(g) + O₂(g) + 4 H₂O(g)
NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(g)
H₂O(l) → H₂O(s)

提示

ΔS° 最大者通常為氣體莫耳數增加最多、由固體/少氣體轉為多氣體者。

參考答案

正解：B

詳解

A. 3 mol 氣體 → 2 mol 氣體，氣體莫耳數減少，ΔS° 為負。

B. 2 mol 固體 → 7 mol 氣體（2 N₂+O₂+4 H₂O），氣體大幅增加，ΔS° 最大正值，正確。

C. 2 mol 氣體 → 1 mol 固體，氣體減少，ΔS° 為負。

D. 液體 → 固體，亂度降低，ΔS° 為負。

已知 A → B + C 反應速率為二級反應，當 [A]₀ = 0.100 M，反應完成 20% 時，需要 48.2 分鐘，試求此反應的半衰期 (Half–life) 為：

1.93 × 10² min
12.1 min
2.41 × 10⁴ min
8.57 min

提示

二級反應 1/[A] – 1/[A]₀ = kt；先由 20% 轉化求 k，再算 t_1/2 = 1/(k[A]₀)。

參考答案

正解：A

詳解

A. 由 20% 轉化：1/(0.08)–1/(0.10)=2.5=k×48.2，k≈0.0519；t_1/2=1/(k[A]₀)=1/(0.0519×0.1)≈192.8≈1.93×10² min，正確。

B. 12.1 min 過短，未正確代入二級半衰期公式。

C. 2.41×10⁴ min 數量級過大。

D. 8.57 min 過短，錯誤。

下列表格中的數據由 NO 和 O₂ 的反應得到（濃度單位為 molecules/cm³），試求此反應的速率方程式為？

[NO]₀	[O₂]₀	Initial Rate
1 × 10¹⁸	1 × 10¹⁸	2.0 × 10¹⁶
2 × 10¹⁸	1 × 10¹⁸	8.0 × 10¹⁶
3 × 10¹⁸	1 × 10¹⁸	18.0 × 10¹⁶
1 × 10¹⁸	2 × 10¹⁸	4.0 × 10¹⁶
1 × 10¹⁸	3 × 10¹⁸	6.0 × 10¹⁶

Rate = k[NO][O₂]
Rate = k[NO][O₂]²
Rate = k[NO]²[O₂]
Rate = k[NO]²[O₂]²

提示

比較各次實驗中單一濃度變化對初速率的影響以定各反應級數。

參考答案

正解：C

詳解

A. [NO] 加倍時速率變 4 倍（對 NO 為 2 級），非 1 級，錯誤。

B. [O₂] 加倍時速率變 2 倍（對 O₂ 為 1 級），非 2 級，錯誤。

C. [NO] 由 1→2×10¹⁸ 速率 2→8（×4，2 級）；[O₂] 由 1→2×10¹⁸ 速率 2→4（×2，1 級）；Rate = k[NO]²[O₂]，正確。

D. 對 O₂ 為 1 級而非 2 級，錯誤。

對以下電池反應，E°_cell = 1.66 V，P₄(s) + 3 OH^–(aq) + 3 H₂O(l) → PH₃(g) + 3 H₂PO₂^–(aq)。其氧化劑和還原劑分別是：

P₄ and P₄
OH^– and P₄
H₂O and P₄
P₄ and OH^–

提示

此為歧化反應：P₄ 中 P（0 價）同時被氧化與被還原，故自身兼任氧化劑與還原劑。

參考答案

正解：A

詳解

A. P₄ 中磷（0 價）一部分還原為 PH₃（–3）、一部分氧化為 H₂PO₂^–（+1），P₄ 同時是氧化劑與還原劑，正確。

B. OH^– 中各元素氧化態未改變，非氧化劑。

C. H₂O 未參與氧化態改變，非氧化劑。

D. OH^– 未被氧化，非還原劑。

對伏打電池使用 Fe | Fe²⁺(1.0 M) 和 Pb | Pb²⁺(1.0 M) 半電池，以下哪個說法是正確的？
Fe²⁺(aq) + 2e^– → Fe(s)；E° = –0.41 V
Pb²⁺(aq) + 2e^– → Pb(s)；E° = –0.13 V

鐵電極的質量在放電期間增加
電子在放電過程中離開鉛電極通過外部電路
放電過程中 Pb²⁺ 的濃度降低
鐵電極是陰極

提示

E° 較小（更負）者為陽極被氧化：Fe 為陽極、Pb 為陰極。

參考答案

正解：C

詳解

A. Fe 為陽極被氧化，質量在放電時減少而非增加，錯誤。

B. 電子由陽極（Fe）流出經外電路，非由 Pb 流出，錯誤。

C. Pb 為陰極，Pb²⁺ 被還原沉積，濃度降低，正確。

D. Fe 的 E° 更負為陽極（負極），非陰極，錯誤。

氫燃料電池是利用氫氣及氧氣發生反應產生電流及水，電池的反應式為 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l)，對於此電池的敘述何者正確？

陽極半反應式為 O₂(g) + 2 H₂O(l) → 4 OH^–(aq)
需要貴重金屬如鉑或鎳作為電催化觸媒 (electrocatalysts)
電催化觸媒的作用是將氣態燃料轉換成液態，讓電池運作較安定。
產生的電壓與鋅電極銅電極組成的伏打電池相似，約為 3.4 伏特。

提示

氫氧燃料電池：陽極氧化 H₂、陰極還原 O₂，需觸媒且電壓約 1.2 V。

參考答案

正解：B

詳解

A. 所列 O₂+2H₂O→4OH^– 為還原（陰極）半反應，非陽極，錯誤。

B. 氫氧燃料電池需鉑、鎳等貴金屬作電催化觸媒以加速電極反應，正確。

C. 觸媒作用是加速電極反應，並非把氣態燃料轉為液態，錯誤。

D. 氫氧燃料電池電壓約 1.2 V，並非約 3.4 V，錯誤。

一電池由鋅電極浸在 Zn²⁺ 溶液中及銀電極浸在 Ag⁺ 溶液中組成：
Zn²⁺ + 2e^– → Zn，ε° = –0.76 V
Ag⁺ + e^– → Ag，ε° = 0.80 V
當 [Zn²⁺]₀ = 0.050 M 和 [Ag⁺]₀ = 12.54 M 時，試求此電池的電池電位？

1.35 V
1.46 V
1.66 V
1.77 V

提示

先求 E°_cell=0.80–(–0.76)=1.56 V，再用 Nernst 修正非標準濃度。

參考答案

正解：C

詳解

A. 1.35 V 為 Nernst 修正方向或 Q 取錯所致，錯誤。

B. 1.46 V 偏低，Q 值計算有誤。

C. 反應 Zn+2Ag⁺→Zn²⁺+2Ag，Q=[Zn²⁺]/[Ag⁺]²=0.050/12.54²≈3.18×10^–4；E=1.56–(0.0592/2)log(3.18×10^–4)≈1.66 V，正確。

D. 1.77 V 過高，Nernst 修正過度，錯誤。

以下哪一個錯合物是屬於反磁性質？

[Mn(CN)₆]^4–
[V(CN)₆]^3–
[Co(CN)₆]^3–
[Cr(CN)₆]^3–

提示

CN^– 為強場配位子（低自旋）；反磁需所有 d 電子成對。

參考答案

正解：C

詳解

A. [Mn(CN)₆]^4– 為 Mn²⁺（d⁵），低自旋仍有 1 個未成對電子，順磁。

B. [V(CN)₆]^3– 為 V³⁺（d²），有 2 個未成對電子，順磁。

C. [Co(CN)₆]^3– 為 Co³⁺（d⁶），強場低自旋 t_2g⁶ 全部成對，反磁，正確。

D. [Cr(CN)₆]^3– 為 Cr³⁺（d³），有 3 個未成對電子，順磁。

[Co(CN)₄]^3– 錯合物的分子形狀為平面四邊形 (square planar)，請判斷中心離子未成對電子數目？

提示

Co³⁺ 在平面四邊形場為 d⁶ 強場（CN^–）低自旋，判斷未成對電子。

參考答案

正解：A

詳解

A. [Co(CN)₄]^3– 中 Co³⁺ 為 d⁶，平面四邊形強場低自旋下 6 個 d 電子皆成對（最高的 d_x²–y² 空著），未成對電子為 0，正確。

B. 1 個未成對電子對應非全成對的情形，與強場 d⁶ 低自旋不符。

C. 2 個未成對電子對應弱場或其他組態，錯誤。

D. 4 個未成對電子與 d⁶ 平面四邊形不符。

下列哪一個離子化合物由分光光譜儀測量出的吸收光波長最長？

[RhCl₆]^3–
[Rh(CN)₆]^3–
[Rh(NH₃)₆]³⁺
[Rh(H₂O)₆]³⁺

提示

配位場分裂 Δ 越小 → 吸收波長越長；依光譜化學序列 CN^–>NH₃>H₂O>Cl^–。

參考答案

正解：A

詳解

A. Cl^– 為最弱場配位子，Δ 最小，吸收波長最長，正確。

B. CN^– 為最強場，Δ 最大，吸收波長最短。

C. NH₃ 場強中等偏強，Δ 較大，波長較短。

D. H₂O 場強介於中間，波長短於 Cl^– 錯合物。

下列何種物質其中心金屬氧化態為 +2 價？

[Pt(en)₂Cl₂](NO₃)₂
Ni(CO)₄
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂
[Ru(NH₃)₅(H₂O)]Cl₂

提示

以整體電荷減去配位子電荷，推算中心金屬氧化態。

參考答案

正解：D

詳解

A. [Pt(en)₂Cl₂](NO₃)₂：en 中性、2 Cl^–、外加 2 NO₃^–，Pt 為 +4。

B. Ni(CO)₄：CO 中性配位子，Ni 為 0 價。

C. [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂：NH₃ 中性、內 1 Cl^–、外 2 Cl^–，Co 為 +3。

D. [Ru(NH₃)₅(H₂O)]Cl₂：NH₃ 與 H₂O 皆中性、外 2 Cl^–，Ru 為 +2，正確。

下列有機分子或是金屬錯合物哪一個不具有對掌性 (chirality)？

bromofluoroiodomethane
2-bromobutane
trans-dichlorobis(ethylenediamine)cobalt(III) ion
cis-dichlorobis(ethylenediamine)cobalt(III) ion

提示

對掌性需分子無對稱面/對稱中心；trans-[Co(en)₂Cl₂]⁺ 具對稱面故非掌性。

參考答案

正解：C

詳解

A. bromofluoroiodomethane（CHBrFI）中心碳接 4 個不同基團，為掌性。

B. 2-bromobutane 的 C2 接 4 個不同基團，為掌性。

C. trans-[Co(en)₂Cl₂]⁺ 具對稱面（兩 Cl 反式），可與鏡像重疊，不具掌性，為本題答案。

D. cis-[Co(en)₂Cl₂]⁺ 無對稱面，具掌性（有 Δ/Λ 對映體）。

對於下圖有機分子的敘述何者正確？

IUPAC 名稱為 (E)-6-chloro-5-methylhex-3-yne
可能具有兩個不對稱中心 (chiral center)
分子極性大於乙醇
屬於芳香烴 (aromatic hydrocarbon) 化合物

提示

先判斷結構：此為含 C=C（cis）與一個 CHCl、一個支鏈甲基的鏈狀烯烴，非炔非芳香烴。

參考答案

正解：B

詳解

A. 結構含 C=C 雙鍵（非三鍵 yne），且並非 hex-3-yne，此 IUPAC 名稱錯誤。

B. 分子中 CHCl 之碳為一個掌性中心，另 CH(CH₃) 之碳亦可能為掌性中心，故可能具有兩個不對稱中心，正確。

C. 此為含少量極性 C–Cl 的烴類，整體極性小於含 –OH 的乙醇，錯誤。

D. 此為鏈狀不飽和烴（烯烴），無苯環，不屬芳香烴，錯誤。

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