112 年分科測驗化學試題與答案

正解：判準是兩物種必須只相差一個可轉移的 H+，且其餘原子組成不變。H2PO4− 去除一個 H+ 應成為 HPO4²−，不是 HPO3²−；後者還少了一個 O，P 的氧化數也不同，故兩者不互為共軛酸鹼對，故選 D。

A：H2O 接受一個 H+ 形成 H3O+，兩者只相差一個 H+，是共軛酸鹼對。

B：HCO3− 失去一個 H+ 形成 CO3²−，符合共軛酸鹼對的關係。

C：NH3 接受一個 H+ 形成 NH4+，是鹼與其共軛酸的配對。

E：NO3− 接受一個 H+ 形成 HNO3，兩者只差一個 H+；分辨關鍵在組成骨架未改變。

本題考點：共軛酸鹼對（conjugate acid-base pair）——先檢查兩物種是否只差一個 H+，若 O 原子數或其他組成也改變，就不能互稱；布朗斯特－羅瑞酸鹼理論（Brønsted–Lowry acid-base theory）——以 H+ 的給受關係判斷酸鹼，不以是否帶電或是否含氫判斷。

正解：碳的電子組態為 1s²2s²2p²，前四次游離依序移除 2p² 與 2s² 的四個價電子；第五次才開始移除 1s 內層電子，因此第五游離能會比第四游離能出現最大幅度的跳升。其餘各次游離能仍隨電子移除而增加，故選 B。

A：判斷階級高低時，顯著跳升的位置必須在第 4 與第 5 次游離之間；不合此電子層次轉換者不正確。

C：前四個電子都屬第二層價電子，不能在尚未移除四個價電子前就把內層電子的巨大束縛能列入。

D：逐次移除電子後，剩餘電子受到的有效核吸引相對增強，游離能不應在相鄰階級中反向降低。

E：第五次移除的是 1s 電子，應是五者中最高的一階；未反映此最大跳升的排列不符合碳的電子組態。

本題考點：游離能（ionization energy）——逐次游離能通常遞增，因為陽離子對剩餘電子的吸引相對增強；電子組態（electron configuration）——大幅跳升出現在價電子移除完、開始移除內層電子之後；價電子（valence electron）——主族元素的價電子數可用來判斷跳升發生在第幾次游離。

正解：同一週期內電子仍進入同一主能階，有效核電荷增加會把電子雲拉近；跨入下一週期時新增電子層，半徑又明顯變大。這種週期內縮小、換週期跳增的反覆規律對應原子半徑，故選 C。

A：原子量大致隨原子序增加而增加，不會在每個週期開始時因新增電子層而規律性跳大。

B：電負度通常在同一週期由左向右增加，趨勢方向與原子半徑相反；惰性氣體也不適合直接以同一套電負度尺度比較。

D：價電子數主要以離散整數反覆，不會呈現原子尺度連續改變的型態。

E：第一游離能通常在同週期上升、換週期下降，與原子半徑的基本趨勢相反；分辨關鍵在有效核電荷對電子雲大小與脫離電子難易度的作用方向不同。

本題考點：原子半徑（atomic radius）——同週期看有效核電荷，核電荷愈大半徑愈小；同族比較看電子層數，電子層愈多半徑愈大；週期性質比較——先判斷題示規律在同週期是增加或減少，再排除趨勢相反的性質。

正解：關鍵是先從滲透壓求多醣的莫耳數，再由分子量回推重複單體數。π = 88.0 mmHg × (1 atm / 760 mmHg) = 0.1158 atm；T = 27°C + 273 = 300 K。n(多醣) = πV/(RT) = (0.1158 atm × 1.0 L) / (0.0821 L atm mol^-1 K^-1 × 300 K) = 4.70×10^-3 mol。M(多醣) = 10.0 g / (4.70×10^-3 mol) = 2.13×10^3 g/mol，約為 2124 g/mol。由分子式得 M = 162n+18，因此 162n+18 = 2124，n = 13，故選 C。

A：若 n=11，分子量為 162×11+18 = 1800 g/mol，與滲透壓求得的約 2124 g/mol 不符。

B：若 n=12，分子量為 162×12+18 = 1962 g/mol，仍偏小。

D：若 n=14，分子量為 162×14+18 = 2286 g/mol，偏大。

E：若 n=15，分子量為 162×15+18 = 2448 g/mol，偏大更多。

本題考點：滲透壓（osmotic pressure）——非電解質稀溶液可用 πV=nRT 由滲透壓求溶質莫耳數；聚合反應的分子式（polymer molecular formula）——每形成一個糖苷鍵會脫去一個 H2O，總質量要把脫水數 n-1 一起計入；單位換算（unit conversion）——壓力、體積與溫度要分別換成 atm、L、K 才能代入氣體常數。

正解：主客錯合物丙的形成是分子間結合，不是把甲、乙的原子重組成新分子；其中最主要的定向吸引為氫鍵。氫鍵可使客體與主體在空腔中以特定相對位置穩定結合，故選 A。

B：共價鍵是原子間共享電子形成的分子內化學鍵；本題問的是甲、乙形成錯合物時的主要分子間作用力。

C：分散力普遍存在於分子間，但缺乏氫鍵的方向性與選擇性，不能作為本題的主要作用力。

D：偶極—偶極力可存在於極性分子間，卻不如氫鍵能解釋主客體特定配對形成的強穩定作用。

E：離子鍵需正、負離子間的靜電吸引；題示主客分子並非以離子晶格方式結合。

本題考點：主客化學（host-guest chemistry）——先分辨是分子間錯合還是生成新共價化合物；氫鍵（hydrogen bonding）——看到供氫與可提供孤對電子的受體配對時，優先判為定向分子間作用力；作用力比較——分散力普遍存在，但主要作用力須能解釋結合的方向性與穩定性。

正解：甲的初始物質量為 n甲=0.368 g/(184 g/mol)=2.00×10^-3 mol；乙的初始物質量為 n乙=1.35 g/(673 g/mol)=2.01×10^-3 mol。溶液體積為 1.0 L，兩者初濃度都約為 2.0×10^-3 M。設平衡時錯合物濃度為 x M，則 Kc=x/(2.0×10^-3-x)^2=2.0×10^5；令剩餘濃度 y=2.0×10^-3-x，可得 y 約為 1.0×10^-4 M，故 x 約為 1.9×10^-3 M，最接近 2.0×10^-3 M。故選 E。

A：2.0×10^-5 M 代表幾乎沒有形成錯合物，無法與 Kc=2.0×10^5 所表示的強烈偏向生成物相符。

B：1.0×10^-4 M 仍遠小於兩反應物各約 2.0×10^-3 M 的起始濃度，低估了大 Kc 對平衡的影響。

C：2.0×10^-4 M 同樣使大部分反應物未形成錯合物；代入平衡式不會得到題給的 Kc。

D：若 x=1.0×10^-3 M，兩游離反應物各約為 1.0×10^-3 M，則 Kc 約為 10^3，遠小於 2.0×10^5。

本題考點：莫耳濃度——先由 n=m/M 求莫耳數，再除以溶液體積；化學平衡（chemical equilibrium）——以反應式寫出 Kc，並用物料守恆表示平衡濃度；大平衡常數——Kc 很大時生成物接近限量反應物的初始濃度，但仍要保留少量游離物種。

正解：關鍵在乙酐提供乙醯基、濃硫酸只作酸催化劑，且冷卻是利用產物溶解度下降使其析出。依這些反應與分離功能判斷，A、C、E 成立。故選 ACE。

A：乙酐既是乙醯化反應物，也是過量的液態反應介質，能溶解固態柳酸，符合步驟中使柳酸完全溶解的需要。

C：70°C 熱水浴提高反應物分子的有效碰撞頻率，可加速乙醯化反應進行。

E：柳酸保有酚羥基，與氯化鐵溶液可呈紫色；阿司匹靈的酚羥基已乙醯化，因此紫色可作為產物含有柳酸殘留的判別訊號。

B：濃硫酸的作用是提供酸性催化，不是移除生成的水；此乙醯化以乙酐為試劑，副產物主要是乙酸。

D：冰水浴後才有白色沉澱析出，表示阿司匹靈在低溫的溶解度較小，不是較大。

本題考點：酸催化乙醯化（acid-catalyzed acetylation）——先分清反應物、催化劑與反應介質的功能，催化劑不因參與反應機構就成為移水劑；結晶析出（crystallization）——以降溫降低產物溶解度來分離固體；氯化鐵試驗（ferric chloride test）——用酚羥基的顯色反應檢查柳酸是否殘留。

正解：判準是由硫的氧化數判斷氧化還原性，再由價電子對數判斷分子形狀。H2S 中的硫為較低氧化態，SO3 溶於水生成酸性溶液，而 SF2 與 H2S 都有兩個鍵結對與兩個孤電子對，因此 A、B、E 正確。故選 ABE。

A：H2S 中硫的氧化數為 −2，仍可被氧化到較高氧化態，所以可作為還原劑。

B：SO3 與水反應可形成硫酸，使其水溶液呈酸性。

E：SF2 的中心硫原子有兩個鍵結對與兩個孤電子對，分子為彎曲形；H2S 的電子對排列相同，形狀相似。

C：SF6 的莫耳質量遠大於空氣的平均莫耳質量，因此其氣體密度比空氣大，不是較小。

D：SF4 的中心硫除四個鍵結外還有一對孤電子，周圍共有 10 個價電子，不符合八隅體；分辨關鍵在第三週期的硫可以形成擴大八隅體。

本題考點：氧化數（oxidation number）——元素處於低氧化態時，若仍可被氧化，常可作為還原劑；價層電子對互斥理論（VSEPR theory）——由鍵結對與孤電子對的數目判定分子形狀；八隅體規則（octet rule）——第三週期以後的中心原子可能有超過 8 個價電子。

正解：關鍵是先以總莫耳數 8.0+1.0+1.0=10.0 mol 求各氣體的莫耳分率，再套用理想氣體混合物的分壓與體積關係。甲烷、乙烷、丙烷的莫耳分率依序為 0.80、0.10、0.10。故選 AC。

A：甲烷的莫耳分率 = 8.0/10.0 = 0.80，符合敘述。

C：丙烷分壓 = 0.10×1.0 atm = 0.10 atm，符合道耳頓分壓定律。

B：乙烷的莫耳分率為 0.10，所以分壓是 0.10 atm，不是 1.0 atm。

D：平均莫耳質量 = (8.0×16+1.0×30+1.0×44) g/10.0 mol = 20.2 g/mol，不約為 30 g/mol；把少量乙烷或丙烷的分子量當成全體平均值，會忽略甲烷占八成。

E：V = nRT/P = 10.0 mol×0.082 L·atm/(mol·K)×298 K/1.0 atm，約為 244 L。24.5 L 對應約 1 mol 氣體，少算了總莫耳數的 10 倍。

本題考點：莫耳分率（mole fraction）——混合氣體先以各成分莫耳數除以總莫耳數，分率總和須為 1；道耳頓分壓定律（Dalton’s law of partial pressures）——理想混合氣體的分壓等於莫耳分率乘總壓；理想氣體方程式（ideal gas law）——求混合氣體體積時，n 必須用全部氣體的總莫耳數。

正解：判準是先找當量點，再以反應後剩餘離子莫耳數除以混合後總體積。起始 n(OH⁻)=0.010×0.0200=2.00×10⁻⁴ mol；每加入 1.0 mL HCl 會加入 1.00×10⁻⁵ mol H⁺，故加入 20.0 mL 時恰為當量點。當量點前 [OH⁻]=(2.00×10⁻⁴−1.00×10⁻⁵V)/(0.0200+0.001V)，當量點後才有過量 H⁺；pH 則由約 12 降至 7，再隨 H⁺ 過量而降至酸性。故選 CE。

C：[OH⁻] 在 0 mL 時為 0.010 M，隨 HCl 加入而下降，於 20.0 mL 達到極小值；計算時分母必須隨總體積增加，故其關係符合滴定條件。

E：pH 的關鍵位置是 20.0 mL 的 pH=7；加入 25.0 mL 時，過量 n(H⁺)=5.00×10⁻⁵ mol，總體積為 0.0450 L，[H⁺] 約為 1.11×10⁻³ M，pH 約為 2.95，符合強酸過量後的趨勢。

A：若把 [OH⁻] 視為只按加入體積等比例減少，會漏掉總體積由 20.0 mL 持續增加的稀釋效應，不能正確表示濃度。

B：中和後 [OH⁻] 不會成為負值；超過 20.0 mL 時應改以剩餘 H⁺ 判斷溶液性質。

D：[H⁺] 的主導來源在當量點後才出現，不能把加入酸的濃度直接當作各體積下溶液中的 [H⁺]。

本題考點：酸鹼滴定（acid-base titration）——先以莫耳數決定當量點與過量物種，再換算濃度；濃度與體積（concentration and volume）——混合後離子濃度的分母必為混合後總體積；pH 計算（pH calculation）——強酸強鹼在當量點前後要分別以剩餘 OH⁻ 與 H⁺ 計算。

正解：赫斯定律的判準是每個能量過程都要配合反應式中的物質係數。生成 1 mol KCl 時，只需 1/2 mol Cl2 解離，因此總反應焓應為 甲+乙+丙/2+丁+戊 = -437 kJ/mol。甲是鉀的氣化、乙是鉀的游離、丙是氯分子的鍵解離，三者都需吸收能量，故選 B、C、D。

B：K(s) 變成 K(g) 要克服金屬中的粒子作用，甲為吸熱過程，故甲>0。

C：K(g) 失去電子形成 K+(g) 是游離，乙為吸熱過程，故乙>0。

D：Cl2(g) 斷裂成 Cl(g) 要吸收鍵能，丙為吸熱過程，故丙>0。

A：式 2 每生成 1 mol KCl 只消耗 1/2 mol Cl2，丙必須乘以 1/2；把完整的丙直接相加，與反應式的計量不一致。

E：同質量的 K 與 Cl2 反應時，n(K)/n(Cl2) = M(Cl2)/M(K)，小於反應所需的 2；不足的是 K，不是 Cl2。

本題考點：赫斯定律（Hess's law）——相加各步反應時，焓變與反應係數必須同比例調整；游離能與鍵能（ionization energy and bond dissociation energy）——將原子或分子拆開通常吸熱；限量試劑（limiting reagent）——先用化學計量比比較實際莫耳比，不可只比較質量。

正解：由同碳數化合物的沸點分布可辨認 A 為烷類、C 為醛類，而 B 與 D 為醇與羧酸；判斷各敘述時要回到官能基造成的分子間作用力與反應性。烷類 A1 只有倫敦分散力，最接近理想氣體；B1、D1 都含可與鈉反應的 O−H；C1 為醛，能還原多侖試劑。故選 BDE。

B：A1 為烷類，分子間作用力最弱；在氣態、相同條件下，偏離理想氣體行為最小。

D：醇與羧酸都含 O−H，可與金屬鈉反應生成氫氣；B1、D1 分別屬這兩類，故可產生 H₂。

E：C1 為醛類，醛基可被多侖試劑氧化，同時使銀離子還原析出銀鏡。

A：同系物必須具有相同官能基並相差一個或多個 −CH₂−；A1 與 B1 分屬不同官能基類別，不能互稱同系物。

C：醇與羧酸都能以 O−H 形成分子間氫鍵，並非只有 D 類具有此作用力。

本題考點：官能基（functional group）——先依官能基辨認烷、醇、醛與羧酸，再推論反應性；分子間作用力（intermolecular forces）——氫鍵會提高沸點，烷類只有分散力而較接近理想氣體；多侖試劑（Tollens' reagent）——醛能被氧化並生成銀鏡，是辨認醛基的常用判準。

正解：C3 是三碳醛，其分子式為 C₃H₆O；各種同分異構物必須維持相同分子式與 1 個不飽和度。此不飽和度可由羰基提供，也可改成 C=C 並搭配羥基或醚氧。故選 ABE。

A：可形成含 C=C 與 −OH 的不飽和醇，例如 CH₂=CHCH₂OH，分子式仍為 C₃H₆O。

B：丙醛或丙酮都含 C=O 羰基，皆是 C₃H₆O 的可能同分異構物。

E：可形成含 C=C 的醚，例如 CH₃OCH=CH₂，分子式同樣為 C₃H₆O。

C：羧基含有 2 個氧原子；三碳羧酸的分子式為 C₃H₆O₂，與 C3 不同。

D：炔鍵提供 2 個不飽和度，三碳炔的氫數會降為 C₃H₄，不可能與 C₃H₆O 同分異構。

本題考點：同分異構物（isomer）——先固定分子式，再檢查原子數與不飽和度能否完全相同；不飽和度（degree of unsaturation）——C=O 或 C=C 各占 1 個不飽和度，C≡C 占 2 個；官能基異構（functional-group isomerism）——同一分子式可因原子連接方式不同而具有醇、羰基或醚等不同官能基。

正解：碳酸鈣的溶解平衡為 CaCO₃(s)⇌Ca²⁺+CO₃²⁻。酸會消耗 CO₃²⁻ 而使更多固體溶解；加入 CO₃²⁻ 則產生共同離子效應而抑制溶解。題目所列關係圖中，添加硝酸對應丙，添加碳酸鈉對應乙，故選 BD。

B：硝酸提供 H⁺，可使 CO₃²⁻ 依序轉成 HCO₃⁻、H₂CO₃，並進一步形成 CO₂ 與 H₂O；溶液中的 CO₃²⁻ 被移除，平衡向右，故溶解量隨添加量增加而對應丙。

D：碳酸鈉增加 CO₃²⁻ 濃度，平衡向左移，使碳酸鈣溶解量下降，故對應乙。

A：通入 CO₂ 會在水中形成酸性物種並消耗 CO₃²⁻，其效果是提高碳酸鈣溶解量，不應對應乙。

C：硝酸鈉不提供 H⁺，也不含 Ca²⁺ 或 CO₃²⁻ 共同離子，對碳酸鈣溶解平衡沒有題示的顯著推動作用，不能對應乙。

E：題幹已說明溶解為放熱反應；升高溫度時平衡向吸熱的逆向移動，溶解量應降低，不對應甲。

本題考點：溶解平衡（solubility equilibrium）——固體存在時，離子濃度改變會使溶解或沉澱方向調整；勒沙特列原理（Le Châtelier's principle）——移除產物會促進溶解，加入產物會抑制溶解；共同離子效應（common-ion effect）——加入 CO₃²⁻ 會降低 CaCO₃ 的溶解度。

正解：比較燃燒熱時，題目指定要除以生成產物的莫耳數。乙烷、乙烯、乙炔各燃燒 1 mol 分別生成 5、4、3 mol 的 CO₂ 與 H₂O；每莫耳產物平均放熱量的絕對值依序為 373/5、337/4、317/3 kcal/mol，乙炔最大。表中碳−碳鍵由單鍵至參鍵，鍵長 154、134、120 pm 依序縮短，鍵能 90、174、231 kcal/mol 依序增大。故選 AD。

A：317/3 約為 106 kcal/mol，較 337/4 約 84 與 373/5 約 75 大，故乙炔的每莫耳產物平均放熱量最大。

D：同為碳−碳鍵時，鍵長越短代表鍵結越強；表中所需斷鍵能確實隨 C−C、C=C、C≡C 的鍵長縮短而增加。

B：三者各 1 mol 的燃燒熱相加為 373+337+317=1027 kcal，不能寫成 1027 cal。

C：乙烷與乙烯的 C−H 鍵長同為 109 pm，鍵能卻分別為 100 與 111 kcal/mol，故兩者不具題述的線性關係。

E：C≡C 的鍵能為 231 kcal/mol，C−C 單鍵為 90 kcal/mol，231/90 約為 2.57，不是 3 倍。

本題考點：莫耳燃燒熱（molar heat of combustion）——比較基準改成每莫耳產物時，須先寫出燃燒反應的產物莫耳數；鍵能與鍵長（bond energy and bond length）——相同原子間的鍵通常越短越強，但不同鍵型不宜任意假設線性關係；單位換算（unit conversion）——加總熱量時要保留原表的 kcal/mol 單位。

正解：室溫且未照光時，乙烯與乙炔可由不飽和鍵直接和 Br₂ 進行加成；乙烷的溴化則需自由基引發條件，不能在題示條件下作為反應產物來源。故選 BE。

B：此結構符合乙烯或乙炔在不飽和鍵處加成 Br₂ 的產物條件，二碳骨架與溴原子數均可由加成反應守恆，故可得到。

E：乙炔可加成 1 當量或過量 Br₂，形成相應的二溴烯或四溴乙烷類產物；符合此加成路徑者可以存在。

A：若產物需由乙烷直接發生自由基取代，必須先形成 Br·；未照光時不具題示的引發條件，故不成立。

C：可列入的結構須由 C=C 或 C≡C 的加成直接得到，不能把自由基取代與加成途徑混為一談。

D：乙炔雖能連續加成，但產物的碳數、溴原子數與剩餘不飽和度仍須符合加成的原子守恆；不符合者不能列為產物。

本題考點：烯炔加成（addition of alkenes and alkynes）——遇到 Br₂ 時先看分子是否含 C=C 或 C≡C，不飽和鍵可直接加成；自由基取代（radical substitution）——烷類與 Br₂ 的取代需要光照等引發條件；反應條件（reaction conditions）——同一試劑在不同光照與溫度條件下，主要反應途徑可能不同。

正解：兩種鹵化銀都達飽和且 pH 維持 7.0 時，先用旁觀離子的莫耳數，再把兩個溶度積式合併。總體積為 2.00 L，Na+ 與 K+ 各為 0.050 mol / 2.00 L = 0.025 M，NO3- 為 0.100 mol / 2.00 L = 0.050 M，所以 [NO3-] = [Na+] + [K+]。又因初始 Ag+ 的總莫耳數恰等於兩種鹵離子的總莫耳數，平衡時 [Ag+] = [I-] + [Cl-]。代入 [I-] = Ksp(AgI)/[Ag+] 與 [Cl-] = Ksp(AgCl)/[Ag+]，得 [Ag+]^2 = Ksp(AgI)+Ksp(AgCl)，故選 C、D。

C：Na+、K+、NO3- 均為可溶強電解質留下的旁觀離子，濃度計算如上，故 [NO3-] = [Na+] + [K+]。

D：把兩種沉澱的溶度積式與總莫耳平衡聯立，可得 [Ag+] = (Ksp(AgI)+Ksp(AgCl))^1/2，故入選。

A：Na+ 的濃度由原先 NaI 的加入量決定；I- 則受極小的 Ksp(AgI) 限制，兩者不會相等。

B：同一個 [Ag+] 下，[I-] 與 [Cl-] 分別等於各自的 Ksp 除以 [Ag+]；因 Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)，兩種陰離子濃度不同。

E：兩個溶度積相乘只能得到 [Ag+]^2[I-][Cl-] 的關係，沒有納入平衡時自由 Ag+ 等於兩種自由鹵離子總和的條件。

本題考點：溶度積（solubility product）——固體同時存在時，離子濃度乘積各自等於 Ksp；莫耳守恆與電中性（mass balance and electroneutrality）——混合沉澱題要同時檢查初始總量與旁觀離子；旁觀離子（spectator ions）——不進入沉澱平衡，但可由加入莫耳數直接求濃度。

正解：放電時鋅電極反應 Zn+2OH⁻→ZnO+H₂O+2e⁻ 是氧化，故鋅為陽極；氧氣電極反應 O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O 是還原，故陰極生成水。將鋅半反應乘以 2 後與氧氣半反應相加，再消去 H⁺、OH⁻ 與 H₂O，可得 2Zn+O₂→2ZnO。充電時反應方向反轉，水會被氧化產生氧氣。故選 BCE。

B：陰極是還原處，式 4 的 O₂ 接受電子並形成 H₂O，故陰極產物為水。

C：2Zn+4OH⁻→2ZnO+2H₂O+4e⁻ 與 O₂+4H⁺+4e⁻→2H₂O 相加後，4H⁺+4OH⁻ 形成 4H₂O，約去後即得 2Zn+O₂→2ZnO。

E：充電是放電反應的逆轉；原本的氧氣還原反應逆轉為水的氧化，因此會產生 O₂。

A：鋅失去電子，屬氧化反應；在原電池放電時氧化電極是陽極，不是陰極。

D：鎂比鋅更容易失去電子，改用鎂不會因此使氧化還原放電反應無法進行。

本題考點：原電池（galvanic cell）——放電時陽極氧化、陰極還原，電子由陽極流向陰極；半反應相加（combining half-reactions）——先配平電子數，再消去兩側共有的物種；二次電池充電（rechargeable battery charging）——充電時外加電能迫使放電反應反向進行。

正解：表 3 顯示白金電極搭配四種電解質時，H₂ 約為 15.8 至 16.3 mL、O₂ 約為 7.9 至 8.2 mL，變化很小；圖 5 則顯示以 NaOH 或 Na₂SO₄ 為電解質時，各電極的產氫電流效率都接近 100%。故選 AD。

A：白金組四種條件的氣體體積彼此接近，氫氣與氧氣產量均未隨電解質種類出現明顯差異。

D：NaOH 與 Na₂SO₄ 下的陰極反應主要是水還原成 H₂；依圖 5 的電流效率比較，無論白金、不鏽鋼或石墨，產氫效率均接近 100%。

B：不鏽鋼搭配 KNO₃ 或 NaNO₃ 時，H₂ 僅為 0.5、0.2 mL，O₂ 仍為 7.5、7.3 mL，主要產物不是氫氣。

C：石墨電極下，NaOH、Na₂SO₄ 的 H₂ 約為 16 mL，而 KNO₃、NaNO₃ 僅為 1.3、1.7 mL，產氫量顯然不同。

E：「產氫和產氧的效率都比石墨佳」是兩種產物的同時比較；依圖 5 的比較結果，不鏽鋼在硝酸鹽條件下不具題述的全面優勢。

本題考點：水電解（electrolysis of water）——產物量與電流效率都要分別看陰極產氫與陽極產氧；控制變因（controlled variables）——比較電解質效果時，電極材料須固定，比較電極材料時，電解質須固定；電流效率（current efficiency）——通過的電流未必全用於目標反應，不能只憑單一氣體體積推定效率。

正解：判準是以表 3 中不鏽鋼電極的氣體生成量辨認四組電解質。KNO₃ 時 H₂、O₂ 為 0.5、7.5 mL；NaOH 時為 15.8、8.0 mL；NaNO₃ 時為 0.2、7.3 mL；Na₂SO₄ 時為 16.1、6.3 mL。圖 6 的甲、乙、丙、丁分別對應這四組特徵，故為不鏽鋼電極且依序是 KNO₃、NaOH、NaNO₃、Na₂SO₄，故選 C。

A：白金電極在四種電解質下的 H₂、O₂ 產量都接近 16、8 mL，沒有不鏽鋼配硝酸鹽時產氫大幅降低的辨識特徵。

B：雖使用不鏽鋼電極，但將 Na₂SO₄、NaNO₃、KNO₃、NaOH 配到甲乙丙丁後，與各組氣體生成量特徵不相符。

D：石墨電極在硝酸鹽下的氧氣量也很低，且 NaOH、Na₂SO₄ 時氧氣約為 3.2、2.1 mL，與圖 6 所對應條件不同。

E：石墨雖同樣可由 NaOH、Na₂SO₄、KNO₃、NaNO₃ 組成四組實驗，但其各組 H₂、O₂ 量與不鏽鋼的辨識組合不同。

本題考點：實驗資料比對（experimental data matching）——先固定電極材料，再以各電解質的成對氣體產量辨認條件；水電解副反應（side reactions in electrolysis）——硝酸鹽與不鏽鋼搭配時會顯著降低產氫量，不能只看總電流；對照實驗（controlled comparison）——同時比較 H₂ 與 O₂ 的數據，比只比較其中一種氣體更能區分實驗組別。

正解：關鍵是氮由 NO₃⁻ 中的 +5 還原為 NH₂OH 中的 −1，故需得到 6 e⁻。先在酸性條件配平：NO₃⁻+7H⁺+6e⁻→NH₂OH+2H₂O。兩側各加 7OH⁻ 後，7H⁺+7OH⁻ 形成 7H₂O，再約去兩側的 2H₂O，得到鹼性水溶液的半反應式 NO₃⁻+5H₂O+6e⁻→NH₂OH+7OH⁻。故選「NO₃⁻+5H₂O+6e⁻→NH₂OH+7OH⁻」。

本題考點：氧化數（oxidation number）——先算中心原子的氧化數變化，以決定電子數；半反應配平（half-reaction balancing）——依序配平非氫氧原子、O、H、電荷，再檢查原子與總電荷守恆；鹼性介質（basic medium）——可先用 H⁺ 配平，再在兩側加入 OH⁻ 將 H⁺ 轉為 H₂O。

正解：不飽和鍵的判準是結構中含有 C=C、C≡C、C=O 等多重鍵；檢視甲至戊的模型時，每一種化合物只要具有至少一個多重鍵便計為 1 個，不可把同一分子中的雙鍵與參鍵重複當成多個化合物。故應填入依此判準逐一計得的化合物數。

本題考點：不飽和鍵（unsaturated bond）——雙鍵、參鍵與羰基的 C=O 都屬多重鍵，判讀模型時要看鍵階而非只看原子顏色；分子模型（molecular model）——球棍模型中的棍數可用來辨認單鍵、雙鍵與參鍵；分類計數（classification and counting）——題目問「幾個化合物」時，同一化合物即使有多個不飽和鍵仍只計一次。

正解：寫出填充模型所示的結構式時，先依碳原子間的鍵數建立碳骨架，再補足每個碳的四價與每個氫的一價；題目要求「含所有原子」，因此不能只寫分子式或省略碳所連的氫原子。故應填入與甲的模型完全相符、所有原子皆標出的結構式。

本題考點：結構式（structural formula）——結構式要呈現原子的連接順序與鍵結型態，分子式不能取代它；共價鍵與價數（covalent bonding and valence）——中性碳通常形成 4 個鍵、氫形成 1 個鍵，可用來補足未標出的氫；分子模型判讀（molecular-model interpretation）——先找碳骨架與多重鍵，再由價數檢查所補氫數是否合理。

正解：丙與乙酐在酸催化下反應的核心是乙醯化；若丙可寫為 R−OH，產物己即為 R−O−C(=O)CH₃，另一產物為 CH₃COOH。作圖時保留丙原有的 R−O 鍵，再把乙醯基 CH₃C(=O)− 接到氧原子上，便可寫出己的完整結構式。故應填入丙的乙酸酯結構。

本題考點：酯化反應（esterification）——醇的 O−H 與羧酸衍生物的乙醯基反應後形成酯鍵 R−O−C(=O)−；乙酸酐（acetic anhydride）——可提供乙醯基，反應副產物為乙酸；官能基轉換（functional-group transformation）——判讀產物時保留醇的碳骨架，只把羥基氫換成乙醯基。

正解：題眼是圖8 的「封閉端為真空」——這種水銀壓力計的讀數 h 就等於容器內氣體的總壓（單位 cmHg），不必再與大氣壓相加減。式5 中每分解 1 莫耳 dTBP 會生成 2 莫耳丙酮加 1 莫耳乙烷、共 3 莫耳，故每消耗 1 單位分壓的 dTBP，總壓就淨增 2 單位。設 t 分鐘時已分解的 dTBP 分壓為 x，則總壓 P總 = 26.17 + 2x。由表4，t = 1 min 時 h = 26.63 cm，代入得 26.63 = 26.17 + 2x，2x = 0.46，x = 0.23 cmHg。故此時殘餘 dTBP 的分壓 P = 26.17 - 0.23 = 25.94 cmHg，換算為 25.94/76 atm。再用理想氣體定律的濃度形式 c = n/V = P/(RT)，代入 R = 0.082 L·atm/(mol·K)、T = 420 K：c = 25.94/(76 × 0.082 × 420) = 0.0099 M。自我檢核：以同一模型算 t = 40 min，總壓 41.50，2x = 15.33，x = 7.665，殘餘分壓 26.17 - 7.665 = 18.505 cmHg，濃度 18.505/(76 × 0.082 × 420) = 0.00707 M = 7.07 mM，與表4 已填的 7.072 mM 相符，確認模型無誤。故答案為 0.0099 M，即 9.9 mM。

本題考點：封閉端真空的水銀壓力計——判準是「封閉端是否為真空」，是真空時讀數 h 直接就是氣體總壓；只有開口端接大氣時才需要與大氣壓相加減。氣體反應的總壓與分壓計量——反應式左右兩側氣體莫耳數差幾莫耳，總壓就以那個比例淨變，反過來可由總壓增量逆推任一時刻的殘餘反應物分壓。理想氣體定律的濃度式 c = P/(RT)——容器體積未知時，用分壓直接換算體積莫耳濃度，不必先求莫耳數再除以體積。

正解：判準是比較反應速率與 dTBP 濃度是否成正比。表中 80 分鐘時 [dTBP]=5.001 mM、速率=0.043 mM/min；160 分鐘時 [dTBP]=2.501 mM、速率=0.0215 mM/min。濃度約減半時速率也約減半，故為一次反應，速率式為 rate=k[dTBP]。k=0.043/5.001=0.00860 min⁻¹，並可由 0.0215/2.501=0.00860 min⁻¹ 交叉驗證。故選 8.6×10⁻³ min⁻¹。

本題考點：反應級數（reaction order）——濃度減半時速率同樣減半，表示速率與該物種濃度的一次方成正比；速率常數（rate constant）——一次反應以 k=rate/[A] 計算，單位為時間的倒數；資料交叉驗證（cross-checking data）——用兩個不同時間點算得近似相同的 k，才能確認速率式與實驗資料相容。

正解：題幹列出 40 分與 41 分的 dTBP 濃度，某時刻的反應速率可用這一小段時間的濃度減少量近似。40 分時 [dTBP]=7.072 mM，41 分時 [dTBP]=7.011 mM；Δ[dTBP]=7.011−7.072=−0.061 mM，Δt=41−40=1 min。反應物的反應速率取負號，v=−Δ[dTBP]/Δt=−(−0.061)/1=0.061 mM/min，故答案為 0.061 mM/min。

本題考點：平均反應速率（average reaction rate）——用相鄰時間點的濃度差除以時間差，反應物要加負號才得到正的速率；瞬時速率近似——題目指定某時刻時，選取該時刻附近且時間間隔短的資料估算。

正解：關鍵在水與溴苯互不相溶，因此混合物的總蒸氣壓等於兩者在同溫度下的蒸氣壓相加。令 P_total=P(水,90°C)+P(溴苯,90°C)，代入 90°C 的兩個蒸氣壓後，P_total 約為 6.3×10² mmHg。因此混合物的蒸氣壓約為 630 mmHg。

本題考點：不互溶液體的蒸氣壓（steam distillation）——各液體各自提供飽和蒸氣壓，總壓直接相加，不乘以液相莫耳分率；沸騰條件——總蒸氣壓等於外壓時才沸騰。

正解：題幹給的是兩種蒸氣的分壓；在同溫、同體積下，莫耳數比等於分壓比。n(溴苯)/n(水)=50/250=1/5。再以 m=nM 換成質量比，m(溴苯)/m(水)=(1/5)×157/18=157/90≈1.74，故餾出物中溴苯／水的質量比為 157/90。

本題考點：道耳頓分壓定律（Dalton’s law）——同一氣相中各成分的莫耳分率等於其分壓比；蒸氣蒸餾餾出物組成——先由分壓求莫耳比，再乘分子量換成質量比，不能把分壓比直接當質量比。

正解：沸騰的判準是總蒸氣壓等於外壓，而本題兩液不互溶，所以須尋找 P(水)+P(溴苯)=760 mmHg 的溫度。以兩液各自的溫度—蒸氣壓關係求總壓達 760 mmHg 的溫度，結果約為 95°C。因此在 1 大氣壓下約 95°C 沸騰。

本題考點：蒸氣蒸餾的沸點降低（steam distillation）——不互溶液體的蒸氣壓相加，只要總壓達外壓即可沸騰；圖表讀值——先以總壓的目標值列式，再從兩條蒸氣壓曲線找同一溫度的讀值相加。