112學測自然 第24題 詳解

答案(B)(C)(E)看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   離子還是分子

   硝酸銨由銨根離子 $\mathrm{NH_4^+}$ 與硝酸根離子 $\mathrm{NO_3^-}$ 以離子鍵結合而成，是離子化合物。(A) 說的鍵數其實沒錯：$\mathrm{NH_4^+}$ 內有 4 個 N–H 共價鍵、$\mathrm{NO_3^-}$ 內有 3 個 N–O 共價鍵，但化合物的分類看「離子間以離子鍵結合」這件事——離子內部有共價鍵，不代表整體是分子化合物，故 (A) 錯。
2. 2

   水溶液酸鹼

   $\mathrm{NH_4^+}$ 是弱鹼 $\mathrm{NH_3}$ 的共軛酸，在水中會水解：$\mathrm{NH_4^+} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_3O^+}$，放出 $\mathrm{H^+}$；$\mathrm{NO_3^-}$ 是強酸 $\mathrm{HNO_3}$ 的共軛鹼，不水解。所以硝酸銨水溶液呈酸性，$[\mathrm{H^+}]>[\mathrm{OH^-}]$——這也正是題幹說長期使用會使土壤酸化的原因，(B) 對。
3. 3

   氮肥的功能

   蛋白質由胺基酸組成，胺基酸含氮；核酸（DNA、RNA）的含氮鹼基也需要氮。硝酸銨同時提供銨態氮與硝酸態氮，植物吸收後可用來合成蛋白質與核酸，這正是它被當成氮肥的原因，(C) 對。
4. 4

   平衡反應式

   依題幹，高溫下的產物是水蒸氣、氮氣與氧氣。先寫骨架式 $\mathrm{NH_4NO_3} \rightarrow \mathrm{N_2} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{O_2}$，配平 N 與 H 後得 $2\,\mathrm{NH_4NO_3} \rightarrow 2\,\mathrm{N_2} + 4\,\mathrm{H_2O} + \mathrm{O_2}$（檢查 O：左邊 6 個，右邊 $4+2=6$ 個，平了）。各物種係數和為 $2+2+4+1=9$，(E) 對。
5. 5

   氧化數分開算

   銨根中 N 的氧化數為 $-3$、硝酸根中 N 的氧化數為 $+5$，反應後都變成 $\mathrm{N_2}$ 的 $0$：前者上升（被氧化）、後者下降（被還原）；同時硝酸根中部分 $-2$ 的 O 升為 $\mathrm{O_2}$ 的 $0$。這確實是氧化還原反應，但氮並非「皆被氧化」，(D) 錯。綜合各選項，答案選 (B)(C)(E)。

關鍵觀念：#酸鹼 #氧化還原 #化學反應式

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