台灣財團法人大學入學考試中心基金會 2022年度學科能力測驗試題自然考科(化學部分)

小婷將混合染料以濾紙層析法分析，在展開液上升至停止線時終止層析。待濾紙乾燥後，觀察發現甲、乙、丙三種成分之相對位置如圖 5；並定義 Rf 值如下：Rf值 = 成分由起始線的移動距離/同時間展開液由起始線至停止線的移動距離Rf值與該成分及展開液的特性有關，可做鑑定之用。下列敘述何者正確？
(A)乙的Rf值為0.2
(B)甲與丙的Rf值，兩者相加約為0.6
(C)乙與丙在層析時，移動速率比約為 8:5
(D)甲、乙、丙的分子量大小關係為甲＜乙＜丙
(E)甲、乙、丙的Rf值，會隨著展開液移動距離的增加而變大

在低溫高壓的狀態下，甲烷的氣體分子被水分子包覆，形成類似冰晶的化合物，稱為甲烷水合物。圖 6 是甲烷水合物的相圖，依此，下列敘述哪些正確？（應選2項）

(A)甲烷水合物點燃時，發生燃燒反應的應為甲烷氣體
(B)甲烷氣體與水不會同時存在
(C)在0℃、140大氣壓時，甲烷水合物與冰同時存在
(D)在-15℃時，不會有甲烷水合物的存在
(E)在0℃、10大氣壓時，不會有甲烷水合物的存在

已知指示劑 X 在 pH 值 7.5 以下和 8.0 以上分別是無色和粉紅色，而指示劑 Y 在 pH 值4.0-7.5 與 8.0-10.0 時分別是綠色和藍色。若將濃度各 0.1 M的溶液甲和乙分別以體積比1: 9、1:1和 9 :1充分混合，再分別用指示劑 X 和 Y 測混合溶液，其結果如表 1 所示：表 1

溶液體積比（甲：乙）	指示劑 X	指示劑 Y
1: 9	粉紅色	藍色
1:1	無色	綠色
9 :1	無色	綠色

根據上述實驗結果，下列何者最有可能為溶液甲和乙的組合？

	甲	乙
(A)	HCl(aq)	NH3(aq)
(B)	NH3(aq)	HCl(aq)
(C)	NaCl(aq)	NH3(aq)
(D)	NH3(aq)	CH3COOH(aq)
(E)	CH3COOH(aq)	NH3(aq)

汽油是含有 5 至 12 個碳原子的碳氫化合物，燃燒時會排放 CO2，是造成空氣中 CO2增加的原因之一。假如以辛烷（C8H18）代表汽油的成分，而且辛烷在引擎運轉時，可完全燃燒，其反應式如下：C8H18+O2→CO2+H2O（係數尚未平衡）若一公畝的森林平均每天可吸收16公斤的 CO2，當汽車油箱中50公升的辛烷完全燃燒，則所產生的 CO2約為一公畝森林多少天的吸收量？（ C H8 18：密度＝0.70 g / cm3 、分子量＝114）(A) 0.84 (B) 2.2 (C) 6.8 (D) 14 (E) 54

某離子化合物 X 之溶解度與溫度關係如圖 7。林生利用圖 8 裝置測試體積為100 cm3 金屬塊的浮力，且可忽略溫度對其影響。在 45℃已達溶解平衡的 X 水溶液中，尚有未溶解的 X 固體。將金屬塊完全沒入該溶液中，發現金屬塊重量減輕 120 克重，若 X 式量為 75，則此 X 飽和溶液的體積莫耳濃度（M）為何？

(A)2.8 (B) 3.4 (C) 4.0 (D) 4.6 (E) 5.3

圖 9 是殺蟲劑芬普尼的結構；據此，一個芬普尼分子所含的所有氮原子共有幾對孤對電子？

(A) 2(B) 4(C) 6(D) 8(E) 10

圖 10 是某些元素（以代號 a～h 表示）其原子的質量數與質子數關係圖。根據此圖，下列敘述哪些正確？（應選 2 項）

(A) a的原子半徑比b的原子半徑大
(B) d與e為同位素
(C) c的氧化物水溶液之鹼性比d的氧化物水溶液弱
(D) h的價電子數比f多
(E) f 的中子數比e多

2021 年諾貝爾化學獎頒給研究催化劑的學者。人體中的酵素（或稱酶），即是生化反應的催化劑，如胃液中的胃蛋白酶可將蛋白質分解為小的分子片段。酵素的催化能力受環境的溫度、酸鹼性、受質濃度和專一性等影響。下列敘述哪些正確？（應選 2 項）
(A)酵素通常是胺基酸的聚合物
(B)胃蛋白酶在pH＝7.4的環境有最佳活性
(C)溫度越高時，胃蛋白酶的催化能力越強
(D)食用大量制酸劑會降低胃蛋白酶的催化能力
(E)胃蛋白酶亦可將澱粉分解產生葡萄糖

圖 17 顯示油母質與木炭樣品分別與二鉻酸溶液反應，得碳的殘留百分比不同。下列關於實驗結果與推論的敘述，哪些正確？（應選 2 項）
(A)油母質中的碳質相較木炭中的碳質的分子量大
(B)油母質中的碳質顆粒較小，木炭中的碳質顆粒較大
(C)油母質中碳的殘留百分比較木炭為低，是因油母質較易與二鉻酸溶液反應
(D)油母質中的碳質比木炭中的碳質容易被還原
(E)木炭中碳的殘留百分比，不因二鉻酸溶液濃度的不同而有明顯差異

文獻中常以二鉻酸溶液來分離不屬於黑碳的物質，從圖 17 的結果，回答下列問題：甲、乙、丙三種溶液中的二鉻酸濃度大小關係為何？（2 分） ＿＿ 

在古土壤與二鉻酸充分反應移除不屬於黑碳的碳質後，以下實驗敘述，何者可以較易且最準確地得到樣品中黑碳含量？
(A)直接烘乾秤重
(B)以有機溶劑充分潤洗後烘乾秤重
(C)在氧氣下點火充分燃燒，產生的氣體用排水集氣法收集
(D)在氧氣下點火充分燃燒後，產生的氣體依序通入過氯酸鎂、氫氧化鈉後再分別秤重
(E)通入氫氣反應，測量生成的甲烷體積 

將相同重量的 MOF 材料，放入兩杯體積相同但六價鉻濃度不同的水溶液，靜置 30 分鐘後，測量水中六價鉻濃度，其結果顯示於圖 24。下列敘述，哪些正確？（應選 3 項）

(A)MOF材料在溶液一與溶液二中，對六價鉻的移除率均高於70%
(B)MOF材料在溶液一與溶液二中，對六價鉻的移除率均低於30%
(C)處理過後的溶液一都同時符合EPA與WHO的飲用水標準
(D)處理過後的溶液二都同時符合EPA與WHO的飲用水標準
(E)本實驗的目的在測試MOF材料對於水溶液中六價鉻的吸附能力

科學家將 MOF 材料與聚合物結合，做成方便回收的錠型材料（簡稱 MOF@聚合物），並測試 MOF 材料與聚合物結合對於吸附六價鉻的能力，結果如圖 25 所示。下列敘述，哪些正確？（應選 3 項）

(A)「吸附材料的種類」為本實驗中的操縱變因
(B)此MOF材料、錠型材料與聚合物對六價鉻的吸附能力實驗，三者應使用相同初始濃度的六價鉻
(C)剔除聚合物對於六價鉻的吸附實驗，對於MOF@聚合物實驗結果解讀沒有影響
(D)MOF@聚合物形成的材料，增加了使用上的方便性，但卻犧牲了對六價鉻的吸附能力
(E)單獨使用聚合物，幾乎沒有移除水溶液中六價鉻的能力

此 MOF 材料在酸性及照光的條件下，可產生如下的反應：Cr2O7+H+→Cr3++H2O----------式（1）
此外，小美於化學課中，也學到如下的反應式：Cr2O7+H++Fe2+→Cr3++Fe3++H2O----------式（2）
試問反應式（2）是屬於哪一種類的反應？ ＿＿ 
寫出式（2）平衡反應式的係數（係數為最簡整數比）。（4分）
 ＿＿Cr2O7 + ＿＿ H+ + ＿＿ Fe2+ → ＿＿ Cr3+ + ＿＿ Fe3+ +  ＿＿ H2O