2021 HKDSE 化學 模拟试题及答案详解

在選項 B 中，反應為 NaCl(s) + H2SO4(l) -> NaHSO4(s) + HCl(g)。所有元素的氧化態均保持不變：Na 為 +1，Cl 為 -1，H 為 +1，S 為 +6，O 為 -2。因此，這不涉及氧化還原。在 A 中，氯發生歧化反應。在 C 中，硝酸銅(II) 分解為氧化銅(II)、二氧化氮和氧氣，其中氮被還原而氧被氧化。在 D 中，碳被氧化為 CO2，而硝酸被還原為 NO2。

選擇正確答案 (B) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

根據赫氏定律，乙醇的標準生成焓變由下式給出：\(\Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_5\text{OH(l)}] = 2 \times \Delta H_c^\theta[\text{C(s)}] + 3 \times \Delta H_c^\theta[\text{H}_2\text{(g)}] - \Delta H_c^\theta[\text{C}_2\text{H}_5\text{OH(l)}]\)。代入數值：\(\Delta H_f^\theta = 2(-393.5) + 3(-285.8) - (-1367.3) = -787.0 - 857.4 + 1367.3 = -277.1\text{ kJ mol}^{-1}\)。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

第一步：將丙烷-1-醇與過量濃硫酸在 \(170\ ^\circ\text{C}\) 共熱，會脫水生成丙烯。第二步：丙烯在酸催化下的水合反應 (\(\text{H}_2\text{O}/\text{H}^+\)) 會生成丙烷-2-醇為主要產物，因為根據馬氏規則，羥基會加成到仲碳上。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

根據線索 1，\(Y\) 的活潑性高於 \(X\)，因為它的氧化物不能被碳還原，而 \(X\) 的氧化物則可以。根據線索 2，\(X\) 的活潑性高於 \(Z\)，因為 \(X\) 可以從其硝酸鹽溶液中置換出 \(Z\)。根據線索 3，\(Y\) 與冷水反應，說明其活潑性極高。因此，活潑性順序為 \(Y > X > Z\)。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

使用阿倫尼烏斯方程：\(\ln\left(\frac{k_2}{k_1}\right) = \frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)\)。代入給定數值：\(\ln\left(\frac{8.0 \times 10^{-3}}{2.0 \times 10^{-3}}\right) = \frac{E_a}{8.31}\left(\frac{1}{300} - \frac{1}{320}\right)\) => \(\ln(4) = \frac{E_a}{8.31} \times \frac{20}{96000}\) => \(1.3863 = \frac{E_a}{8.31} \times \frac{1}{4800}\) => \(E_a = 1.3863 \times 8.31 \times 4800 = 55298\text{ J mol}^{-1} \approx 55.3\text{ kJ mol}^{-1}\)。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

陳述 (1) 不正確，因為給出的還原半反應發生在陰極，而非陽極。陽極反應是氫的氧化：\(\text{H}_2\text{(g)} + 2\text{OH}^-\text{(aq)} \rightarrow 2\text{H}_2\text{O(l)} + 2e^-\)。陳述 (2) 和 (3) 正確：KOH(aq) 是鹼性燃料電池中的標準電解質，且總電池反應的唯一產物是水。

選擇正確答案 (D) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

初始 \(\text{HCl}\) 的總摩爾數 \(= 0.0500\text{ dm}^3 \times 0.500\text{ mol dm}^{-3} = 0.0250\text{ mol}\)。被 \(\text{NaOH}\) 中和的 \(\text{HCl}\) 摩爾數 \(= 0.0150\text{ dm}^3 \times 0.200\text{ mol dm}^{-3} = 0.00300\text{ mol}\)。與 \(\text{CaCO}_3\) 反應的 \(\text{HCl}\) 摩爾數 \(= 0.0250 - 0.00300 = 0.0220\text{ mol}\)。由於 1 摩爾 \(\text{CaCO}_3\) 與 2 摩爾 \(\text{HCl}\) 反應，\(\text{CaCO}_3\) 的摩爾數 \(= 0.0220 / 2 = 0.0110\text{ mol}\)。\(\text{CaCO}_3\) 的質量 \(= 0.0110\text{ mol} \times 100.1\text{ g mol}^{-1} = 1.1011\text{ g}\)。質量百分比 \(= (1.1011\text{ g} / 1.50\text{ g}) \times 100\% \approx 73.4\%\)。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

丙酸甲酯和乙酸乙酯均為同分異構的酯類。它們含有完全相同類型的化學鍵：C=O、C-O 和 C-H，因此在它們的紅外光譜中會產生相同的特徵官能團吸收峰。故此，單憑識別特徵官能團吸收峰無法將它們區分。其他各對化合物具有不同的官能團，可以很容易地通過識別特定峰的存在與否（例如 O-H 與 C=O）來進行區分。

選擇正確答案 (D) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

\(\text{BF}_3\) 的中心原子 B 有 3 個鍵合電子對且無孤電子對，呈平面三角形。\(\text{CO}_3^{2-}\) 和 \(\text{NO}_3^-\) 的中心碳和氮原子上也各有 3 個鍵合區域且無孤電子對，同樣呈平面三角形。在 B 中，各物種呈三角錐形。在 C 中，呈四面體形。在 D 中，呈折線形（V形）。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

原子經濟 \(= (\text{目標產物的摩爾質量} / \text{所有產物的摩爾質量總和}) \times 100\%\)。目標產物為順丁烯二酸酐 (\(\text{C}_4\text{H}_2\text{O}_3\))，摩爾質量 \(= 4 \times 12.0 + 2 \times 1.0 + 3 \times 16.0 = 98.0\text{ g mol}^{-1}\)。副產物為 3 摩爾的 \(\text{H}_2\text{O}\)，質量 \(= 3 \times 18.0 = 54.0\text{ g}\)。所有產物的摩爾質量總和 \(= 98.0 + 54.0 = 152.0\text{ g}\)。原子經濟 \(= (98.0 / 152.0) \times 100\% = 64.5\%\)。

選擇正確答案 (A) 得 1 分；選擇錯誤選項得 0 分。

根據赫斯定律，液態乙醇燃燒的化學方程式為：
\( \text{C}_2\text{H}_5\text{OH(l)} + 3\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{CO}_2\text{(g)} + 3\text{H}_2\text{O(l)} \)
利用各物質的標準生成焓 (\( \Delta H_f^{\theta} \))：
\( \Delta H_c^{\theta} = 2 \Delta H_1 + 3 \Delta H_2 - \Delta H_3 \)
\( \Delta H_c^{\theta} = 2(-393.5) + 3(-285.8) - (-277.6) = -1366.8 \text{ kJ mol}^{-1} \)。

答對選項 A 得 1 分。方法涉及應用赫斯定律：\( 2 \times \Delta H_1 + 3 \times \Delta H_2 - \Delta H_3 \)。

在選項 A 中，單質硫（氧化數 = 0）被氧化為二氧化硫（\( \text{SO}_2 \)，S 的氧化數 = +4），其氧化數增幅確實為 4。選項 C 中，二氧化硫（+4）被氧化為硫酸根（+6），增幅為 +2。選項 D 中，硫酸（+6）被還原為二氧化硫（+4），變化為 -2。

選擇 A 得 1 分。檢查各選項中硫的初始和最終氧化態。

1. 含有雙鍵的最長碳鏈有 5 個碳原子（戊烯）。
2. 從右至左編號可使雙鍵位置最低：C2（戊-2-烯）。
3. 取代基為位於第 3 和第 4 號碳上的甲基。因此，名稱為 3,4-二甲基戊-2-烯。

答對 B 得 1 分。雙鍵的編號優先於取代基以取得較低數字。

1. 醛（選項 A）會被酸化 \( \text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 \) 氧化。
2. 醇（選項 B 和 D）會與金屬鈉反應釋放氫氣，且可被氧化。
3. 酮（選項 C，丁酮）的分子式為 \( \text{C}_4\text{H}_8\text{O} \)，不易被溫和氧化，也不與金屬鈉反應。

答對 C 得 1 分。學生需要根據化學測試推導官能團。

根據阿倫尼烏斯方程，\( \ln k = -\frac{E_a}{R} (\frac{1}{T}) + \ln A \)。斜率 \( m = -\frac{E_a}{R} \)。因此，\( -1.20 \times 10^4 = -\frac{E_a}{8.31} \)，得出 \( E_a = 99720 \text{ J mol}^{-1} \approx 99.7 \text{ kJ mol}^{-1} \)。

答對 C 得 1 分。需要正確進行單位換算（J 換算為 kJ）。

\( \text{C}_4\text{H}_2\text{O}_3 \) 的式量 = 98.0。
路線 1：目標產物質量 = \( 2 \times 98.0 = 196.0 \)。產物總質量 = \( 2(98.0) + 4(44.0) + 4(18.0) = 444.0 \)。原子經濟性 = \( \frac{196.0}{444.0} \times 100\% = 44.1\% \)。
路線 2：目標產物質量 = \( 98.0 \)。產物總質量 = \( 98.0 + 3(18.0) = 152.0 \)。原子經濟性 = \( \frac{98.0}{152.0} \times 100\% = 64.5\% \)。
路線 2 較為綠色，因為其原子經濟性較高 (64.5%)。

計算正確並選出 B 得 1 分。

1. 所用 \( \text{S}_2\text{O}_3^{2-} \) 的摩爾數 = \( 0.100 \times 0.02240 = 2.24 \times 10^{-3} \text{ 摩爾} \)。
2. 碘的摩爾數 \( = \frac{1}{2} \times n(\text{S}_2\text{O}_3^{2-}) = 1.12 \times 10^{-3} \text{ 摩爾} \)。
3. 在 \( 25.00 \text{ cm}^3 \) 稀釋溶液中，\( \text{OCl}^- \) 的摩爾數 = 碘的摩爾數 \( = 1.12 \times 10^{-3} \text{ 摩爾} \)。
4. 稀釋溶液中 \( \text{OCl}^- \) 的濃度 = \( 1.12 \times 10^{-3} / 0.02500 = 0.0448 \text{ mol dm}^{-3} \)。
5. 原始濃度（稀釋倍數為 10）= \( 0.0448 \times 10 = 0.448 \text{ mol dm}^{-3} \)。

答對 C 得 1 分。方法涉及連續的化學計量比計算並考慮稀釋倍數。

根據紅外光譜數據，該化合物含有 O-H 基團（羧酸，於 \( 3000 \text{ cm}^{-1} \) 呈寬帶）和 C=O 基團（於 \( 1715 \text{ cm}^{-1} \) 呈尖峰）。因此，\( Y \) 是丙酸 (\( \text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH} \))。在丙酸的質譜中，鄰近羰基的裂解會產生高度穩定的 \( [\text{COOH}]^+ \) 碎片，對應 \( m/z = 45 \)。

答對 B 得 1 分。學生須先將化合物識別為丙酸，然後確定正確的質量碎片。

根據金屬活動性順序：\( \text{Al} > \text{Zn} > \text{Fe} > \text{Pb} > \text{Cu} \)。游離金屬可將較不活潑的金屬從其氧化物中置換出來。由於鋁 (\( \text{Al} \)) 比鐵 (\( \text{Fe} \)) 更活潑，強熱 \( \text{Fe}_2\text{O}_3 \) 和 \( \text{Al} \) 的混合物會發生劇烈的鋁熱反應。Fe、Cu 和 Pb 分別比 Mg、Al 和 Zn 更不活潑，因此其他選項均無反應。

答對 C 得 1 分。本題測試對金屬活動性順序應用於固態置換反應的理解。

\( \text{H}_3\text{O}^+ \) 的中心氧原子上有 3 個鍵合電子對和 1 個孤電子對，呈三角錐形。\( \text{PCl}_3 \) 的中心磷原子上同樣有 3 個鍵合電子對和 1 個孤電子對，也呈三角錐形。\( \text{BF}_3 \) 和 \( \text{CO}_3^{2-} \) 為平面三角形，而 \( \text{ClF}_3 \) 為 T 形。

答對 B 得 1 分。應用價層電子對互斥理論 (VSEPR) 分析分子/離子的電子對數及形狀。

根據赫斯定律，丙烷生成的化學方程式為：\(3\text{C(石墨)} + 4\text{H}_2\text{(g)} \rightarrow \text{C}_3\text{H}_8\text{(g)}\)。利用標準燃燒焓變：\(\Delta H_f^\theta = 3 \times \Delta H_c^\theta[\text{C}] + 4 \times \Delta H_c^\theta[\text{H}_2] - \Delta H_c^\theta[\text{C}_3\text{H}_8]\)，即 \(\Delta H_f^\theta = 3(-393.5) + 4(-285.8) - (-2220.0) = -103.7\text{ kJ mol}^{-1}\)。

選正確答案 A 得 1 分。方法：應用赫斯定律將標準燃燒焓與標準生成焓聯繫起來。準確度：計算得出 -103.7 kJ/mol。

(1) 正確，因為原電池電壓為 0.34 - (-0.76) = 1.10 V，而新電池電壓為 0.34 - (-0.25) = 0.59 V。(2) 正確，因為鎳的活性比銅高，所以鎳作為負極並發生氧化反應，釋放電子流向銅電極。(3) 錯誤，因為鎳電極發生氧化反應生成 Ni2+(aq)，鎳電極溶解，因此其質量減少。

選正確答案 B 得 1 分。推導出 (1) 和 (2) 正確，而 (3) 錯誤，因鎳電極在放電過程中溶解。

包含雙鍵的最長碳鏈有 5 個碳原子，即為戊烯。自右向左編號使雙鍵編號最低（位於 C2）。C1 處的取代基為氯，C4 處的取代基為甲基。因此，IUPAC 名稱為 1-氯-4-甲基戊-2-烯。

選正確答案 B 得 1 分。正確識別主鏈長度（戊-2-烯），並將最低編號優先權分配給雙鍵而非烷基/鹵素基團。

化合物 Z 是一個含有 5 個碳原子的酯。由於它是由化合物 Y 與乙醇（含有 2 個碳原子）經酯化反應而成的，因此 Y 必須是含有 3 個碳原子的羧酸（即丙酸）。Y 是由 X 在回流條件下氧化而來的。因此，X 必須是含有 3 個碳原子的一級醇，即丙-1-醇。

選正確答案 A 得 1 分。推導出酯結構為丙酸乙酯，識別 Y 為丙酸，並推導出 X 為丙-1-醇。

起始 HCl 的莫耳數 = 0.0500 * 0.500 = 0.0250 mol。所用 NaOH 的莫耳數 = 0.0168 * 0.250 = 0.0042 mol。過量 HCl 的莫耳數 = 0.0042 mol。與 CaCO3 反應的 HCl 莫耳數 = 0.0250 - 0.0042 = 0.0208 mol。由於 CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O，CaCO3 的莫耳數 = 0.0208 / 2 = 0.0104 mol。CaCO3 質量 = 0.0104 * 100.1 = 1.041 g。質量百分比 = (1.041 / 2.50) * 100% = 41.6%。

選正確答案 B 得 1 分。方法：計算過量 HCl 的莫耳數，找出反應的 HCl 莫耳數，使用 1:2 的比例找出 CaCO3 的莫耳數，並計算質量百分比。

根據阿瑞尼斯方程：\(\ln k = -\frac{E_a}{R} \cdot \frac{1}{T} + \ln A\)。圖線的斜率為 \(-\frac{E_a}{R}\)。因此，\(-\frac{E_a}{R} = -1.20 \times 10^4\text{ K}\)，得出 \(E_a = 1.20 \times 10^4 \times 8.314\text{ J mol}^{-1} = 9.98 \times 10^4\text{ J mol}^{-1} = 99.8\text{ kJ mol}^{-1}\)。

選正確答案 A 得 1 分。方法：將斜率與 -Ea/R 聯繫起來，並進行焦耳到千焦耳的單位換算。

苯胺的式量 = 6(12.0) + 7(1.0) + 14.0 = 93.0。乙酸酐的式量 = 4(12.0) + 6(1.0) + 3(16.0) = 102.0。反應物總質量 = 93.0 + 102.0 = 195.0。目標產物乙酰苯胺的式量 = 8(12.0) + 9(1.0) + 14.0 + 16.0 = 135.0。原子利用率 = (135.0 / 195.0) * 100% = 69.2%。

選正確答案 C 得 1 分。方法：計算目標產物的摩爾質量與所有反應物摩爾質量總和的比值，並以百分比表示。

紅外光譜在 3230 - 3670 cm-1 的吸收帶表示存在 O-H 基團（醇）。一級醇（丙-1-醇）和二級醇（丙-2-醇）能被酸化重鉻酸鉀氧化，使溶液顏色由橙色變為綠色。丙酸含有羧基（其 O-H 伸縮振動在 2500 - 3300 cm-1 處）。2-甲基丙-2-醇是三級醇，不能被酸化重鉻酸鹽氧化，因此不會引起顏色變化。

選正確答案 C 得 1 分。方法：將紅外吸收帶識別為醇的 O-H 伸縮，並確定哪種醇對重鉻酸鹽氧化具有抗性。

實驗觀察 (1) 表明 P 的活性很高（例如鹼金屬或鹼土金屬）。觀察 (2) 顯示 P 比 Q 更活潑，因為 P 的氧化物過於穩定，不能被碳還原，而 Q 的氧化物可以。觀察 (3) 顯示 Q 比 R 更活潑，因為 Q 置換出溶液中的 R。因此，活性由大到小的順序是 P > Q > R。

選正確答案 A 得 1 分。根據與冷水反應、氧化物被碳還原的難易程度以及金屬置換反應來推導金屬活性。

CH4 和 NH4+ 的中心原子均與 4 個末端原子相連，且均無孤隅電子對，因此兩者均為四面體形。BF3（平面三角形）與 NH3（三角錐形）形狀不同；H2O（折線形）與 CO2（直線形）形狀不同；PCl3（三角錐形）與 BF3（平面三角形）形狀不同。

選正確答案 B 得 1 分。應用價層電子對互斥理論（VSEPR）識別出 CH4 和 NH4+ 均具有四面體結構。

根據定義，乙炔的標準生成焓變對應以下反應：
\( 2\text{C(石墨)} + \text{H}_2\text{(g)} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2\text{(g)} \)

利用蓋斯定律及標準燃燒焓變：
對於乙炔的燃燒反應：
\( \text{C}_2\text{H}_2\text{(g)} + 2.5\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{O(l)} \)
\( \Delta H_c^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] = \frac{-2598.8}{2} = -1299.4 \text{ kJ mol}^{-1} \)

石墨的標準燃燒焓變為：
\( \Delta H_c^\theta[\text{C(石墨)}] = -393.5 \text{ kJ mol}^{-1} \)

氫氣的標準燃燒焓變為：
\( \Delta H_c^\theta[\text{H}_2\text{(g)}] = \frac{-571.6}{2} = -285.8 \text{ kJ mol}^{-1} \)（這亦是 \(\text{H}_2\text{O(l)}\) 的生成焓變）

根據蓋斯定律：
\( \Delta H_c^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] = 2\Delta H_f^\theta[\text{CO}_2\text{(g)}] + \Delta H_f^\theta[\text{H}_2\text{O(l)}] - \Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] \)
\( -1299.4 = 2(-393.5) + (-285.8) - \Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] \)
\( -1299.4 = -787.0 - 285.8 - \Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] \)
\( -1299.4 = -1072.8 - \Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] \)
\( \Delta H_f^\theta[\text{C}_2\text{H}_2\text{(g)}] = -1072.8 - (-1299.4) = +226.6 \text{ kJ mol}^{-1} \)。

答對 C 得 1 分。不設部分分數。

設釩在各物種中的氧化數為 \(x\)。
- 對於 (1) \(\text{VO}^{2+}\)：\(x + (-2) = +2 \Rightarrow x = +4\)。
- 對於 (2) \(\text{VO}_2\)：\(x + 2(-2) = 0 \Rightarrow x = +4\)。
- 對於 (3) \(\text{VCl}_4\)：\(x + 4(-1) = 0 \Rightarrow x = +4\)。
因此，這三個物種中釩的氧化數均為 +4。

答對 D 得 1 分。不設部分分數。

分子式為 \(\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2\) 的化合物具有一個不飽和度（雙鍵或環）。
- 它不與 \(\text{Na}\) 金屬反應，意味著它不含有 \(-\text{OH}\) 基團（排除醇、二醇及羧酸）。
- 它不與 \(\text{NaHCO}_3\) 溶液反應，意味著它不是羧酸。
- 由於它含有兩個氧原子、不含 \(-\text{OH}\) 和 \(-\text{COOH}\) 基團，且有一個雙鍵（即 \(\text{C}=\text{O}\) 基團），它最可能是酯類化合物（例如乙酸乙酯）。

答對 B 得 1 分。不設部分分數。

- (1) 提高溫度會增加分子的動能。麥克斯韋-玻爾茲曼分佈曲線向右移動，使具有 \(E \ge E_a\) 的分子比例增加，從而提高反應速率。
- (2) 加入催化劑提供了一條活化能較低（\(E_a'\)）的替代途徑。由於 \(E_a' < E_a\)，能量等於或大於新的活化能的分子比例會增加，從而提高反應速率。
- (3) 增加壓強會增加反應物的濃度和碰撞頻率，從而提高反應速率，但它不會改變分子的動能或反應的活化能。因此，能量等於或大於 \(E_a\) 的反應物分子比例保持不變。
因此，只有 (1) 和 (2) 是正確的。

答對 B 得 1 分。不設部分分數。

該無環化合物的碳骨架必須是丙烷鏈（\(\text{C}-\text{C}-\text{C}\)）。我們可以在該碳鏈上如此安置三個氯原子：
1. 1,1,1-三氯丙烷：\(\text{CCl}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3\)
2. 1,1,2-三氯丙烷：\(\text{CHCl}_2-\text{CHCl}-\text{CH}_3\)
3. 1,1,3-三氯丙烷：\(\text{CHCl}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2\text{Cl}\)
4. 1,2,2-三氯丙烷：\(\text{CH}_2\text{Cl}-\text{CCl}_2-\text{CH}_3\)
5. 1,2,3-三氯丙烷：\(\text{CH}_2\text{Cl}-\text{CHCl}-\text{CH}_2\text{Cl}\)
注意中間的碳原子最多只能接兩個氯原子。通過對稱性，所有其他的位置排布都與這 5 種等效。因此，恰好有 5 個結構異構體。

答對 B 得 1 分。不設部分分數。

計算公式為：\(C_{\text{HCl}} = \frac{2 \times C_{\text{Na}_2\text{CO}_3} \times V_{\text{Na}_2\text{CO}_3}}{V_{\text{HCl}}}\)。
- A：在轉移碳酸鈉溶液前，僅用蒸餾水潤洗移液管會稀釋碳酸鈉溶液。實際轉移的 \(\text{Na}_2\text{CO}_3\) 摩爾數少於預期，因此需要較小體積的鹽酸（\(V_{\text{HCl}}\)) 即可達到滴定終點。記錄的 \(V_{\text{HCl}}\)) 偏小，導致計算出的鹽酸濃度偏大（高估）。（正確！）
- B：用碳酸鈉溶液潤洗錐形瓶會使瓶中殘留額外的 \(\text{Na}_2\text{CO}_3\)，需要消耗更多鹽酸，使記錄的 \(V_{\text{HCl}}\)) 偏大，導致低估。
- C：僅用蒸餾水潤洗滴定管會稀釋鹽酸，需要消耗更多體積的稀釋酸液才能中和碳酸鈉，使記錄的 \(V_{\text{HCl}}\)) 偏大，導致低估。
- D：滴定過程中氣泡排出，會使滴定管讀數變大，記錄的 \(V_{\text{HCl}}\)) 偏大，導致低估。

答對 A 得 1 分。不設部分分數。

(a) 陽極應由粗銅樣本製成，因為陽極發生氧化反應，銅原子被氧化為銅(II)離子。(b) 鋅比銅活潑，因此被氧化為鋅(II)離子並進入電解質中。銀的活潑性比銅低，因此不被氧化，並作為陽極泥沉澱到容器底部。(c) 陰極的離子半方程式為 Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s)。紅褐色固體在陰極上沉澱。

(a) 陽極 (1分)；銅被氧化為 Cu2+ (1分)。 (b) 鋅被氧化為溶液中的 Zn2+ (1分)；銀不反應，形成陽極泥 (1分)。 (c) Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s) (1分)；有紅褐色固體析出 (1分)。

(a) 單體 X 的系統命名是 2-甲基丙烯酸乙酯（ethyl 2-methylpropenoate）。(b) 重複單位是 -[CH2-C(CH3)(COOCH2CH3)]-。(c) 該聚合物由長聚合物鏈組成，鏈與鏈之間僅由微弱的分子間作用力（范德華力）結合，沒有共價交聯。加熱時，這些微弱的力很容易被克服，使鏈可以相互滑動。(d) 焚燒這種碳基聚合物會釋放二氧化碳（一種溫室氣體），從而加劇全球變暖，或者由於不完全燃燒而釋放一氧化碳。

(a) 2-甲基丙烯酸乙酯 (1分)。 (b) 正確的重複單位結構，兩端帶有開放的單鍵 (1分)。 (c) 由微弱的分子間作用力結合 / 沒有共價交聯 (1分)；加熱時分子鏈可相互滑動 (1分)。 (d) 釋放二氧化碳氣體導致溫室效應加劇 / 不完全燃燒產生有毒的一氧化碳氣體 (2分)。

(a) 鈦具有極高的活性，對碳有很強的親和力；將氧化鈦(IV)與碳共熱會產生碳化鈦 (TiC)，而不是純鈦金屬。(b) 化學方程式為 TiCl4 + 2Mg -> Ti + 2MgCl2。(c) 使用氬氣的惰性氣氛是為了防止高溫下的鎂和鈦與空氣中的氧氣和氮氣發生反應。(d) 優點：回收能節約有限的鈦礦資源，並節省大量的能源。缺點：對廢鈦進行分類和純化的過程困難且成本高昂。

(a) 鈦非常活潑 / 對碳有很強親和力 (1分)；與碳共熱會生成碳化鈦 (1分)。 (b) TiCl4 + 2Mg -> Ti + 2MgCl2 (1分)。 (c) 防止高溫下的鎂/鈦與空氣中的氧/氮反應 (1分)。 (d) 優點：節省能源 / 保護資源 (1分)；缺點：收集/分類/純化成本高 (1分)。

(a) 熱化學方程式為：3C(s, 石墨) + 4H2(g) + 0.5O2(g) -> CH3CH(OH)CH3(l) \Delta H_f^\theta = -320 kJ mol-1。(b) 根據赫斯定律，反應的焓變可以通過比較兩側的燃燒產物來計算。反應物燃燒焓：3 * (-394) + 4 * (-286) = -1182 - 1144 = -2326 kJ mol-1。產物燃燒焓：-2006 kJ mol-1。\Delta H_f^\theta = \sum \Delta H_c^\theta(反應物) - \sum \Delta H_c^\theta(產物) = -2326 - (-2006) = -320 kJ mol-1。

(a) 方程式配平正確 (1分)；狀態符號正確 (1分)。 (b) 畫出正確的赫斯定律循環或表達正確的代數關係 (1分)；計算反應物燃燒總焓為 -2326 kJ mol-1 (1分)；列出 \Delta H_f^\theta = -2326 - (-2006) (1分)；最終答案：-320 kJ mol-1 連單位 (1分)。

(a) 催化劑是濃硫酸。其另一個作用是作為脫水劑（或吸收水以將平衡位置向右移動）。(b) 在迴流下加熱可以防止易揮發的有機反應物（乙醇和乙酸）和產物（乙酸乙酯）逸失，通過將蒸氣冷凝回反應瓶中，使反應能長時間加熱。(c) 加入碳酸鈉是為了中和過量未反應的乙酸和硫酸催化劑。當不再產生氣泡（氣泡停止逸出）時，表明反應已完成。

(a) 濃硫酸 (1分)；脫水劑 / 移動平衡位置 (1分)。 (b) 防止揮發性反應物/產物流失 (1分)；將蒸氣冷凝回流以進行長時間加熱 (1分)。 (c) 中和過量未反應的酸 (15分)；氣泡停止產生 / 無更多氣泡 (1分)。

(a) 使用公式：ln(6.8 * 10^-2 / 2.4 * 10^-3) = -Ea / 8.31 * (1/340 - 1/300)。ln(28.333) = -Ea / 8.31 * (-0.000392)。3.344 = Ea / 8.31 * 0.000392。Ea = 3.344 * 8.31 / 0.000392 = 70847 J mol-1 = 70.8 kJ mol-1。(b) 催化劑提供了另一條活化能較低的反應途徑。因此，有更大比例的反應物分子具有大於或等於活化能的動能，從而增加了有效碰撞的頻率。

(a) 正確將 k 和 T 值代入阿瑞尼士方程 (1分)；計算出 ln(k2/k1) 和溫度項 (1分)；求得精確的以焦耳為單位的 Ea (70847 J mol-1) (1分)；最終答案轉換為以 kJ mol-1 為單位 (70.8 kJ mol-1) (1分)。 (b) 催化劑提供了一條活化能較低的替代途徑 (1分)；更大比例的反應物分子具有大於或等於活化能的動能，從而增加有效碰撞頻率 (1分)。

(a) 路線 A 的原子經濟性 = (P 的摩爾質量) / (X + Y 的摩爾質量) * 100% = 120 / (80 + 90) * 100% = 120 / 170 * 100% = 70.6%。(b) 整體路線 B 的起始反應物為 A、B 和 D（因為 C 是中間體）。路線 B 的原子經濟性 = (P 的摩爾質量) / (A + B + D 的摩爾質量) * 100% = 120 / (50 + 70 + 10) * 100% = 120 / 130 * 100% = 92.3%。(c) 1. 路線 B 的原子經濟性較高，減少了化學廢物的產生。2. 路線 B 避免了副產物 Z 的生成，Z 可能具有危害性或需要額外成本進行處理。

(a) 計算步驟 (120/170) (1分)；正確的百分比 70.6% (1分)。 (b) 確定反應物為 A、B、D 並列出計算步驟 (120/130) (1分)；正確的百分比 92.3% (1分)。 (c) 路線 B 具有更高的原子經濟性/產生更少廢物 (1分)；避免了有害副產物 Z 的產生 (1分)。

(a) CaCO3(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)。(b) HCl 的初始摩爾數 = 1.00 * (50.0/1000) = 0.0500 mol。滴定中使用的 NaOH 摩爾數 = 0.100 * (14.10/1000) = 0.00141 mol。在 25.0 cm3 濾液中的 HCl 摩爾數 = 0.00141 mol（因為 HCl 與 NaOH 的反應比例為 1:1）。在 250.0 cm3 濾液中過量 HCl 的總摩爾數 = 0.00141 * (250.0/25.0) = 0.0141 mol。與 CaCO3 反應的 HCl 摩爾數 = 0.0500 - 0.0141 = 0.0359 mol。(c) 根據反應方程式，1 摩爾 CaCO3 與 2 摩爾 HCl 反應。CaCO3 摩爾數 = 0.0359 / 2 = 0.01795 mol。CaCO3 質量 = 0.01795 * 100.1 = 1.797 g。質量百分比 = (1.797 / 2.00) * 100% = 89.8%。

(a) CaCO3(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) (1分)。 (b) 初始 HCl 摩爾數 = 0.0500 mol (1分)；25.0 cm3 濾液中 HCl 摩爾數 = 0.00141 mol (1分)；過量 HCl 總摩爾數 = 0.0141 mol (1分)；已反應的 HCl 摩爾數 = 0.0359 mol (1分)。 (c) 質量百分比 = 89.8% (1分)。

(a) C3H6O 的羰基異構體為丙醛 (CH3CH2CHO) 和丙酮 (CH3COCH3)。(b) 在 1715 cm-1 處的強峰表明存在 C=O（羰基）官能團。由於在 2700 - 2830 cm-1 區域內沒有吸收峰（這是醛基 C-H 伸縮振動的特徵峰），說明 W 不含有醛基。因此，W 是酮。(c) 將兩種化合物分別與多倫試劑（氨不溶性硝酸銀）共熱。丙醛（醛）會在試管內壁形成銀鏡，而丙酮（酮）則無明顯變化。

(a) 丙醛和丙酮的結構式 (各1分)。 (b) 羰基 / C=O (1分)；酮，因為它缺少在 2700-2830 cm-1 處的醛基 C-H 吸收峰 (1分)。 (c) 多倫試劑 / 斐林試劑 (1分)；丙醛給出銀鏡 / 紅色沉澱，丙酮無變化 (1分)。

(a) Kc = [CO][Cl2] / [COCl2]。(b) COCl2 的初始濃度 = 1.00 / 2.00 = 0.50 mol dm-3。在平衡時，[CO] = 0.15 mol dm-3，根據 1:1 的摩爾比，[Cl2] = 0.15 mol dm-3。平衡時 [COCl2] = 0.50 - 0.15 = 0.35 mol dm-3。將這些數值代入 Kc 表達式中：Kc = (0.15 * 0.15) / 0.35 = 0.0643 mol dm-3。(c) 由於正反應是吸熱反應 (\Delta H > 0)，根據勒沙特列原理，提高溫度將使平衡位置向右移動（吸熱方向）以吸收加入的熱能。因此，CO(g) 的平衡產率會增加。

(a) Kc = [CO][Cl2]/[COCl2] (1分)。 (b) 平衡時 [Cl2] = 0.15 mol dm-3 且 [COCl2] = 0.35 mol dm-3 (1分)；正確的 Kc 計算步驟 (1分)；最終答案：0.0643 mol dm-3（接受 0.064）連正確單位 (1分)。 (c) CO 的產率增加 (1分)；正反應為吸熱反應，故平衡右移以吸收熱量 (1分)。

(a) 陽極反應（氧化）：\(\text{H}_2(g) + 2\text{OH}^-(aq) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(l) + 2e^-\)
(b) 陰極反應（還原）：\(\text{O}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(l) + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-(aq)\)
(c) 燃料電池比傳統乾電池具有更高的能量轉換效率，或者只要持續供應燃料即可連續工作（無需丟棄或充電）。
(d)
1. 通過的電量：\(Q = I \times t = 2.0\text{ A} \times 9650\text{ 秒} = 19300\text{ C}\)。
2. 電子的摩爾數：\(n(e^-) = \frac{19300\text{ C}}{96500\text{ C mol}^{-1}} = 0.20\text{ 摩爾}\)。
3. 由半反應可知，每轉移 2 摩爾電子，整體反應產生 1 摩爾的 \(\text{H}_2\text{O}\)（整體反應：\(2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}\)，轉移 4 摩爾電子產生 2 摩爾水，即每產生 1 摩爾水轉移 2 摩爾電子）。
因此，\(n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{1}{2} n(e^-) = 0.10\text{ 摩爾}\)。
4. 水的質量 \(= 0.10\text{ 摩爾} \times 18.0\text{ 克 摩爾}^{-1} = 1.80\text{ 克}\)。

(a) [1分] 寫出 \(\text{H}_2(g) + 2\text{OH}^-(aq) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(l) + 2e^-\)。不接受酸性條件的半方程式。
(b) [1分] 寫出 \(\text{O}_2(g) + 2\text{H}_2\text{O}(l) + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^-(aq)\)。不接受酸性條件的半方程式。
(c) [1分] 接受指出高效率、可持續供應燃料、或副產物（水）無污染。
(d) [1分] 計算電量及電子摩爾數（0.20 摩爾）；[1分] 找出正確的電子與水的摩爾比例（2:1，故水為 0.10 摩爾）；[1分] 計算出正確的水質量（1.80 克）。單位錯誤或缺失扣1分。

(a) 標準燃燒焓變是指在標準狀態下（1大氣壓及298 K），一摩爾物質在氧氣中完全燃燒時的焓變。
(b) 在標準狀態下的元素分別為固態石墨碳和氣態雙原子氫：\(3\text{C(石墨, } s) + 3\text{H}_2(g) \rightarrow \text{C}_3\text{H}_6(g)\)。
(c) 根據赫斯定律：
\(\Delta H_f^⊖[\text{C}_3\text{H}_6(g)] = 3 \times \Delta H_c^⊖[\text{C(石墨)}] + 3 \times \Delta H_c^⊖[\text{H}_2(g)] - \Delta H_c^⊖[\text{C}_3\text{H}_6(g)]\)
\(\Delta H_f^⊖[\text{C}_3\text{H}_6(g)] = 3(-394) + 3(-286) - (-2058)\)
\(\Delta H_f^⊖[\text{C}_3\text{H}_6(g)] = -1182 - 858 + 2058 = +18\text{ kJ mol}^{-1}\)。

(a) [1分] 指出「一摩爾物質」；[1分] 指出「在標準狀態下於氧氣中完全燃燒」。
(b) [1分] 寫出正確配平且帶有狀態符號的化學方程式（\(3\text{C(石墨, s)} + 3\text{H}_2(g) \rightarrow \text{C}_3\text{H}_6(g)\)）。接受以 C(s) 代替石墨。
(c) [1分] 根據赫斯定律列出正確的能量循環或數學表達式；[1分] 代入正確的數值進行計算；[1分] 計算出正確答案並寫出單位（\(+18\text{ kJ mol}^{-1}\) 或 \(18\text{ kJ mol}^{-1}\)）。

(a) 反應 1 為親核取代反應。鹵代烷在加熱/回流條件下，使用氫氧化鈉水溶液（\(\text{NaOH}(aq)\)）或氫氧化鉀水溶液（\(\text{KOH}(aq)\)）轉化為醇。
(b) 反應 2 為伯醇氧化為羧酸。試劑 B 為酸化重鉻酸鉀溶液（\(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 / \text{H}^+(aq)\)），它將丙-1-醇氧化為丙酸。橙色的重鉻酸根離子（\(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}\)）被還原為綠色的鉻(III)離子（\(\text{Cr}^{3+}\)），使溶液顏色由橙色變為綠色。
(c) 反應 3 為酯化反應。試劑 C 為濃硫酸（\(\text{H}_2\text{SO}_4\)），它作為催化劑以加快反應速率，並作為脫水劑以使平衡位置向右移動。

(a) [1分] 寫出 \(\text{NaOH}(aq)\) 或 \(\text{KOH}(aq)\)（不接受未寫狀態的 NaOH，不接受稀硫酸）；[1分] 寫出回流加熱。
(b) [1分] 寫出酸化重鉻酸鉀溶液 / \(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7 / \text{H}^+(aq)\)（接受酸化高錳酸鉀 / \(\text{KMnO}_4 / \text{H}^+(aq)\)）；[1分] 寫出由橙色變為綠色（若使用高錳酸鉀，則為由紫色變為無色）。
(c) [1分] 寫出濃硫酸 / conc. \(\text{H}_2\text{SO}_4\)（不接受未註明「濃」的硫酸）；[1分] 寫出催化劑 / 脫水劑。

(a) (i)
利用阿倫尼烏斯方程 (Arrhenius equation)：
\(\ln\left(\frac{k_2}{k_1}\right) = \frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}\right)\)
將數值代入方程：
\(\ln\left(\frac{1.5 \times 10^{-2}}{2.5 \times 10^{-3}}\right) = \frac{E_a}{8.31}\left(\frac{1}{500} - \frac{1}{550}\right)\)
\(\ln(6) = \frac{E_a}{8.31}\left(2.00 \times 10^{-3} - 1.818 \times 10^{-3}\right)\)
\(1.7918 = \frac{E_a}{8.31}\left(1.818 \times 10^{-4}\right)\)
\(E_a = \frac{1.7918 \times 8.31}{1.818 \times 10^{-4}} = 81892\text{ J mol}^{-1}\)
\(E_a = 81.9\text{ kJ mol}^{-1}\) (或 \(82\text{ kJ mol}^{-1}\))

(ii)
- 繪圖：
- 正確標註坐標軸：Y軸為「分子比例」（或「具能量 E 的分子數目」），X軸為「動能」。
- 與 \(500\text{ K}\) 的曲線相比，\(550\text{ K}\) 的曲線更為扁平且峰值向右移動。
- 在X軸上標註活化能 \(E_a\)，顯示在 \(550\text{ K}\) 下曲線下方的陰影面積（分子比例）大於 \(500\text{ K}\) 下的陰影面積。
- 解釋：在較高溫度 (\(550\text{ K}\)) 下，分子的平均動能增加。因此，擁有等於或大於活化能的動能 (\(E \ge E_a\)) 的分子比例增加，導致有效碰撞的頻率增加，從而加快反應速率。

(b) (i)
- 溫度的影響：由於正反應是放熱反應 (\(\Delta H < 0\))，增加溫度會使平衡位置向左（反應物方向）移動，以吸收多餘的熱能。因此，甲醇的平衡產率會減少。
- 壓強的影響：反應中氣態反應物有 4 摩爾（\(1\text{ CO}_2 + 3\text{ H}_2\)），氣態生成物有 2 摩爾（\(1\text{ CH}_3\text{OH} + 1\text{ H}_2\text{O}\)）。增加壓強會使平衡位置向右（生成物方向，即氣體摩爾數較少的一側）移動，以減少總氣體分子數並降低壓強。因此，甲醇的平衡產率會增加。

(ii)
- 動力學因素：需要較高溫度以獲得較快的反應速率，使反應能迅速達到平衡。
- 熱力學因素：較低溫度有利於放熱反應以獲得較高的甲醇平衡產率。因此，\(250^\circ\text{C}\) 是兼顧速率和產率的折衷溫度。
- 經濟/安全因素：雖然高壓能同時提高反應速率和平衡產率，但極高的壓強需要昂貴的厚壁反應器和高壓縮能量成本，並帶來安全隱患。因此選擇 \(50\text{ atm}\) 作為兼顧產率、設備成本和安全的折衷方案。

(c) (i)
所需產物（\(CH_3OH\)）的摩爾質量 = \(12.0 + (1.0 \times 4) + 16.0 = 32.0\text{ g mol}^{-1}\)
- 途徑 1：
反應物總質量 = \(M(CO) + 2 \times M(H_2) = (12.0 + 16.0) + 2 \times (2.0) = 32.0\text{ g mol}^{-1}\)
\(\text{原子利用率} = \frac{32.0}{32.0} \times 100\% = 100\%\)
- 途徑 2：
反應物總質量 = \(M(CO_2) + 3 \times M(H_2) = (12.0 + 16.0 \times 2) + 3 \times (2.0) = 50.0\text{ g mol}^{-1}\)
\(\text{原子利用率} = \frac{32.0}{50.0} \times 100\% = 64.0\%\)

(ii)
- 途徑 2 利用二氧化碳 (\(\text{CO}_2\))，它是一種主要的溫室氣體和工業廢氣，因此有助於碳捕集並減緩全球變暖。
- 相反，途徑 1 中的 \(\text{CO}\) 具有高毒性，且通常源自不可再生的化石燃料。此外，若途徑 2 中所需的氫氣 (\(\text{H}_2\)) 是利用可再生能源電解水產生的，則整個過程可實現碳中性。

(iii) (1)
催化劑提供了一條具有較低活化能的替代反應途徑，從而增加反應速率。

(iii) (2)
- 催化劑毒化：硫化合物（如 \(\text{H}_2\text{S}\)）會強烈且不可逆地吸附在銅催化劑表面的活性位點上，阻礙反應物分子接觸這些活性位點。
- 預防方法：在反應物氣體進入反應器之前進行預處理，使其通過除硫裝置（例如氧化鋅保護床），在硫雜質到達催化劑前將其除去。

(a) (i)
- 正確寫出阿倫尼烏斯方程公式 (1)
- 正確將數值代入公式 (1)
- 正確計算出以焦耳為單位的 E_a (81892 J mol^-1) (1)
- 正確換算為 kJ mol^-1 並保留合理的有效數字/單位 (81.9 或 82 kJ mol^-1) (1)

(ii)
- 標註正確的坐標軸，且正確繪畫出 550 K 曲線的移動（峰值較低且向右移）並標註 E_a (2)
- 根據碰撞理論進行解釋：較高溫度增加了動能 E >= Ea 的分子比例，導致有效碰撞頻率增加 (1)

(b) (i)
- 預測並根據勒夏特列原理/放熱本質解釋溫度升高會降低產率 (2)
- 預測並根據氣態摩爾數變化解釋壓強增加會提高產率 (2)

(ii)
- 解釋 250 °C 是在速率（高溫有利）與產率（低溫有利）之間的折衷溫度 (2)
- 解釋 50 atm 是在速率/產率（高壓有利）與經濟建造成本/安全風險之間的折衷壓強 (1)

(c) (i)
- 正確計算所需產物和反應物的摩爾質量 (1)
- 寫出步驟並正確算出途徑 1 的原子利用率 (100%) (1)
- 寫出步驟並正確算出途徑 2 的原子利用率 (64.0%) (1)

(ii)
- 提及二氧化碳的利用/減緩溫室效應/溫室氣體減排 (1)
- 提及途徑 1 中 CO 的毒性/化石原料的不可再生性，或提及綠色氫能帶來的碳中性循環 (1)

(iii) (1)
- 提及具有較低活化能的替代反應途徑 (1)

(iii) (2)
- 解釋不可逆的強吸附作用/阻礙活性位點 (1)
- 提出在反應前除硫/使用氧化鋅保護床 (1)

**甲部**
(i) 向樣品中加入 \(\text{NaHCO}_3(aq)\) 或 \(\text{Na}_2\text{CO}_3(aq)\)。 羧酸會反應產生二氧化碳氣體（氣泡），而酯則不會有明顯反應。
(ii) (1) \(\text{C=O}\)（羰基）基團。
(2) 羧酸含有 \(\text{O-H}\) 基團，會在 \(2500 - 3300\text{ cm}^{-1}\) 區域內產生寬吸收帶。缺少此帶排除了所有羧酸異構體（例如丁酸）。
(iii) (1) \(\text{CH}_3\text{CO}^+\)
(2) 由於 \(A\) 的分子式為 \(C_4H_8O_2\) 且為酯，它必須是丙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸丙酯或甲酸異丙酯之一。 \(m/z = 43\) 的基峰對應於醯基離子 \(\text{CH}_3\text{CO}^+\)，表明存在 \(\text{CH}_3\text{CO}-\) 基團。 \(m/z = 61\) 的峰是由於質子化酸物種 \([\text{CH}_3\text{COOH}_2]^+\)，它是通過從乙酸乙酯的分子離子（\(M^+ = 88\)）中消除乙烯（質量 28）而形成的。因此， \(A\) 的結構式為 \(\text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3\)（乙酸乙酯）。

**乙部**
(i) \(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}(aq)\) 呈橙色並吸收可見光。其吸光度與其濃度成正比（遵守比爾-朗伯定律）。
(ii) 比色計通過測量特定波長的光穿過樣品溶液的強度與參考空白溶液的強度進行比較。選擇互補濾光片是因為它允許被分析物吸收最強的波長（橙色重鉻酸根對應藍光）通過，從而使測量的靈敏度達到最大。
(iii) (1) \(C = \frac{A}{1540} = \frac{0.462}{1540} = 3.0 \times 10^{-4}\text{ mol dm}^{-3}\)
(2) 稀釋倍數 = \(\frac{250.0\text{ cm}^3}{10.0\text{ cm}^3} = 25\)
原始濃度 = \(3.0 \times 10^{-4} \times 25 = 7.5 \times 10^{-3}\text{ mol dm}^{-3}\)
(3) 比色法速度快得多、靈敏度高（能測量更低濃度）且不具破壞性。

**丙部**
(i) 用鉛筆在 TLC 板上畫一條起始線，並在此線上點上少量樣品。將板垂直放入含有合適溶劑的展開槽中，確保溶劑液面低於起始線。蓋上槽蓋，讓溶劑上升到接近板頂部，然後取出並標記溶劑前沿。
(ii) 在紫外（UV）光下觀察 TLC 板，或將板置於裝有碘晶體的密閉容器中以顯現斑點。
(iii) \(R_f = \frac{3.6\text{ cm}}{8.0\text{ cm}} = 0.45\)

**甲部 (8分)**
(i) 向樣品中加入 \(\text{NaHCO}_3(aq)\) 或 \(\text{Na}_2\text{CO}_3(aq)\)。 [1分]
羧酸會產生氣泡（或釋出氣體），而酯無明顯變化。 [1分]
(ii) (1) \(\text{C=O}\) 伸縮 / 羰基 / 酯基 [1分]
(2) 羧酸含有 \(\text{O-H}\) 基團，該基團在 \(2500 - 3300\text{ cm}^{-1}\) 區域有吸收。 [1分]
(iii) (1) \(\text{CH}_3\text{CO}^+\)（化學式和電荷均須正確） [1分]
(2)
- 指出 \(A\) 是酯並列出可能的異構體（丙酸甲酯、乙酸乙酯等）。 [1分]
- 將 \(m/z = 43\) 歸因於 \(\text{CH}_3\text{CO}^+\)，或解釋 \(M^+\) (88) 失去 28（乙烯）形成 \(m/z = 61\)（質子化乙酸），這表明是乙酯。 [1分]
- 正確推導出 \(A\) 為乙酸乙酯（\(\text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3\)）。 [1分]

**乙部 (7分)**
(i) \(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}(aq)\) 是有顏色的 / 可吸收可見光，且其吸光度與濃度成正比。 [1分]
(ii)
- 比色計測量穿過樣品的光強度並與空白對照進行比較。 [1分]
- 互補濾光片選擇分析物吸收最強波長的光，以使靈敏度最大化。 [1分]
(iii) (1) \(C = 3.0 \times 10^{-4}\text{ mol dm}^{-3}\) [1分]
(2)
- 正確的稀釋倍數 25。 [1分]
- 正確計算原始濃度 = \(7.5 \times 10^{-3}\text{ mol dm}^{-3}\)（帶單位）。 [1分]
(3) 以下任一項：更快 / 非破壞性 / 靈敏度更高（可測量更低濃度）/ 適合連續監測。 [1分]

**丙部 (5分)**
(i)
- 用鉛筆畫起始線並在線上點樣。 [1分]
- 將 TLC 板放入展開槽中，確保溶劑液面低於起始線。 [1分]
- 蓋上蓋子，讓溶劑上升並標記溶劑前沿。 [1分]
(ii) 在紫外（UV）光下或置於碘蒸氣中顯色。 [1分]
(iii) \(R_f = 0.45\)（接受 \(0.45\) 或 \(9/20\)，無單位） [1分]