114學測自然 第35題 詳解

光觸媒・氧化還原 · 多選 · 題目出處：114 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

答案(A)(C)(E)看逐步解析 ↓

逐步解析

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   先抓題意：誰被還原、誰被氧化

   題目說氧化亞銅奈米粒子只負責吸收光能，自己不被消耗，表示它是光觸媒。反應中二氧化碳被轉成甲醇，碳的氧化數由 $+4$ 降到 $-2$，所以二氧化碳是被還原；同時水提供氧，最後生成氧氣，表示水被氧化。
2. 2

   判斷選項 A：二氧化碳確實被還原

   甲醇的碳氧化數是 $-2$，而二氧化碳中的碳是 $+4$，氧化數下降代表還原，因此「二氧化碳進行還原作用產生甲醇」正確。這也符合題幹說明二氧化碳轉化成甲醇。
3. 3

   判斷選項 B：水溶液不會因通入二氧化碳就呈鹼性

   二氧化碳溶於水會形成碳酸，使溶液偏酸，不是鹼性。題目沒有提供鹼性來源，反而是持續通入二氧化碳，通常更容易讓水溶液酸化，因此 B 錯。
4. 4

   判斷選項 C：光照是反應能否進行的關鍵

   題目明說光照期間可觀察到氧氣生成；把光源關閉後，沒有氧氣生成，表示反應需要光照才能持續進行。既然氧氣都停止生成，整個光反應自然也無法進行，因此光照是產生甲醇的必要條件，C 正確。
5. 5

   判斷選項 D：產物溶解度不能這樣直接下結論

   甲醇可與水互溶，並不是「難溶於水」；氧氣雖在水中的溶解度不高，但題目只提到觀察到氧氣生成，不能直接推出兩種產物都難溶於水。因為甲醇本身就容易溶於水，所以 D 錯。
6. 6

   判斷選項 E：配平反應式可得到題目所示結果

   設反應為 $\mathrm{aCO_2+bH_2O\rightarrow cCH_3OH+dO_2}$。先配平碳，得 $a=c$；配平氫，得 $2b=4c$，所以 $b=2c$；再配平氧，可得 $2a+b=c+2d$。取最小整數 $c=2$，則 $a=2$、$b=4$、$d=3$，得到 $\mathrm{2CO_2+4H_2O\rightarrow 2CH_3OH+3O_2}$，與選項一致，E 正確。

關鍵觀念：#氧化還原 #光化學反應 #化學平衡

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