第一章 物質的組成與性質
例題1 ―83.推甄― 下列有關元素及原子的敘述，何者正確？ (A)純物質甲受熱分解產生純物質乙及氣體丙，則物質甲不可能是元素 (B)具有物質特性的最小單元是原子 (C)由兩種相同元素組成的多種化合物，其性質必定相同 (D)乾淨的空氣是純化合物。 答案：(A) 解析：(A)純物質甲會受熱分解成兩種不同的物質，則必為化合物。 (B)具有物質特性的最小單元是分子。 (C)化合物的種類不同，其性質就不同，例如：CO 和 CO2 具有不同的性質 (D)空氣是由氮氣及氧氣等所組成的均勻混合物，不是化合物。 例題2 ―83.日大― 下列有關物質的敘述，何者正確？ (A)水是純物質，但可電解成氫和氧 (B)葡萄糖水是由葡萄糖和水所組成的純物質 (C)石油是混合物，而汽油是化合物 (D)鑽石是純物質，但不是化合物 (E)氫與氧只能形成一種化合物。 答案：(A)(D) 解析：(B)葡萄糖水是由葡萄糖和水所組成的均勻混合物。 (C)石油是許多烴類混合而成的混合物；汽油是石油分餾的部分產物，所含烴類的種類較少 ，但仍為混合物。 (D)鑽石是碳元素的「同素異形體」之一種，屬於元素類的純物質。 (E)氫與氧能形成水（H2O）及過氧化氫（H2O2）兩種化合物。 例題3 ―88.推甄― 下列有關常見物質分類的敘述，何者正確？ (A)純水可經由電解生成氫氣及氧氣，所以不是純物質 (B)食鹽由氯化鈉組成，所以是純物質 (C)糖水為純糖溶於純水組成，所以是純物質 (D)不鏽鋼不易生鏽，所以是純物質。 答案：(B) 解析：(A)水是由氫和氧依 1：8 的重量比所形成的化合物，為純物質。 (B)食鹽即氯化鈉，為化合物，屬於純物質。 (C)糖水為糖溶於水所形成的溶液，為混合物。 (D)不鏽鋼是由鐵、鉻和鎳等金屬所形成的合金（固態溶液），故為混合物。 例題4 ―88.推甄― 下列哪些現象沒有化學反應的進行？（應選四項） (A)鐵的生鏽 (B)霧的生成 (C)太陽能熱水器的作用 (D)螢火蟲的發光 (E)水煤氣的製造 (F)冰箱中冷媒的作用 (G)植物的呼吸作用 (H)霓虹燈的發光。答案：(B)(C)(F)(H) 解析：(B)當足量的凝結核存在於過飽和的空氣中，凝結核會吸收水氣而凝結產生小水滴，即形成 霧，通常當暖空氣接近冷空氣表面時便形成霧。 (C)太陽能集熱器的器壁以絕熱材料製作，內面塗上黑色塗料來吸收太陽能，頂面加裝玻璃 ，將熱量存於集熱器中，當冷水進入銅管時，吸收熱量而產生熱水。 (D)生物光是由一種酶和該酶的基質相互作用而產生的，此化學反應通常是經由氧化作用把 能量釋放出來，釋放出來的能量可激發基質分子的電子至較高能階，當激態電子降至較 低能階時，即放出特定波長的光。 (E)煤焦在高溫下和水蒸氣反應生成氫氣和一氧化碳的混合氣體，稱為水煤氣，是重要的工 業燃料。其化學反應式為 C(s)＋H2O(g)→ CO(g)＋H2(g) (F)冰箱中的氣態冷媒（CCl2F2）在高溫、高壓下，受風扇冷風的作用而凝結成液態，液態冷 媒經過膨脹閥時，因壓力減小又重行氣化，氣化過程會自周圍環境中吸收大量的熱，於 是氣態冷媒又進入壓縮機，再繼續開始凝結及氣化而完成一次的循環。 (H)霓虹燈的發光是將各種不同的氣體在通入高電壓後產生放電，使管中氣體發出各種顏色 的光。例如：氖氣發紅光、氬氣發藍光等。 例題5 ―91 學測― 下列選項中的四圖，小白球代表氦原子；大灰球代表氮原子。哪圖最適合表示標準狀態（STP）時 ，氦氣與氮氣混合氣體的狀態？ (A) (B) (C) (D) 答案：(A) 解析：(A)氦氣為單原子分子，應以一個小白球表示。氮氣為雙原子分子，應以兩個大灰球結合在 一起表示，且混合氣體應均勻分布於整個容器中。 例題6 ―91 學測補考― 有關甲、乙、丙、丁四個圖所含的物質，下列敘述何者最合理？ (A)甲圖中是化合物 (B)乙圖中是混合物 (C)丙圖中是純物質 (D)丁圖中是元素。 甲 乙 丙 丁 答案：(D) 解析：甲圖是混合物；乙圖是化合物；丙圖是混合物；丁圖是元素。 例題7 ―99 學測― 許多人喜歡在夏天到海邊戲水，也會在沙灘玩砂。試問在臺灣沿海的沙灘隨意抓取的一把砂是 屬於下列哪一類的物質？ (A)元素 (B)純物質 (C)化合物 (D)混合物 (E)聚合物。 答案：(D) 解析：矽由二氧化矽及許多礦物混合而成。
例題8 ―89.學測― ◎下列各組物質中各有一個是純物質，另一個是混合物： (甲)氯化鉀水溶液與純水 (乙)空氣與純氮氣 (丙)金銅合金與純金 (丁)柴油與純己烷。假定要在 一般的高中實驗室，用實驗的方法來區別純物質與混合物。請問 1.～2.題： 1. 在 50～120 ℃間，測其沸點就可以區別出來者為何？ (A)甲 (B)乙 (C)甲、乙 (D)甲、丁 (E)乙、丁。 答案：(D) 解析：(甲)純水為純物質，正常沸點為 100℃；而氯化鉀水溶液為混合物，沸點不固定， 應略高於 100℃。故在 50～120℃間，測沸點就可以區別。 (乙)純氮氣為純物質，正常沸點為－196 ℃；而空氣為混合物，沸點不固定 (丙)純金為純物質，正常沸點為 2856 ℃；而金銅合金（K 金）為混合物，沸點不固定，應遠 高於 120 ℃。 (丁)純己烷為純物質，正常沸點為 69 ℃；而柴油為混合物，沸點介於 250 ～ 400 ℃間。故在 50 ～ 120 ℃間，測沸點就可以區別。 2. 用硝酸銀水溶液，就可以立刻鑑別出來者為何？ (A)甲 (B)丙 (C)甲、丙 (D)甲、丁 (E)乙、丁。 答案：(A)
解析：KCl(aq)與 AgNO3(aq)會發生反應，產生白色的 AgCl 沉澱 → Ag+(aq) + Cl (aq) AgCl(s)
例題9 ―90.學測― 實驗桌上有一杯蔗糖水溶液和一杯食鹽水溶液。下列實驗操作，何者不適合用來分辨這兩種溶液？ (A)測導電度 (B)比較焰色反應 (C)測 pH 值 (D)添加硝酸銀水溶液檢驗。 答案：(C) 解析：糖水和食鹽水的 pH 值均為 7，所以測 pH 值不可分辨。食鹽水可導電，焰色為黃色，與 AgNO3(aq) 反應產生白色沉澱；而糖水不可導電，與 AgNO3(aq)不會發生反應 例題10 ―90.學測― 氫分子與氧分子化合成水的反應，可用下圖的方式表示。下列有關此反應的敘述何者正確 (A)反應前後分子的種類不變 (B)氧分子與水分子均為雙原子分子 (C)原子的種類不變，故反應屬物理變化 (D)反應產生熱量，反應前後各種原子的數目不變。 答案：(D) 解析：(A)反應前有 H2 及 O2 兩種分子，反應後變為僅有 H2O 一種分子→分子種類必定改變 (B)H2O是由 2 個 H 原子與 1 個 O 原子化合而成的分子。 (C)應前、後原子種類及個數均不變，但原子間的結合方式改變，產生了新物質，屬於化學 變化；物理變化沒有新物質的生成。
例題11 ―93.學測― 有一反應，由 X 與 Y 化合生成 Z，其反應如下：2X＋3Y → 2Z，而反應物 X 與產物 Z 的質量關係如下圖。試問當有 4 克的 Z 生成時，需要多少克的 Y？ (A) 1 (B) 2 3 (C) 2 (D) 3 (E) 2 3 × 4。 答案：(A) 解析：根據質量守恆定律，反應物（X、Y）消耗的總質量與產物（Z）增加的總質量相等。 由題圖知，15＋WY＝20，WY＝5 → WY：WZ＝5：20＝WY'：4 故 WY'＝1（克） 例題12 ―日大― 根據定比定律及右圖，寫出下列空格的答案： （原子量：C＝12，H＝1，O＝16，N＝14，Si＝28） (A)的化學式為 H2O ；(B)的化學式為 N2O3 ； (C)的化學式為 CH4 ；(D)的化學式為 SiO2 ； X 應為 14/3 ；Y 應為 3 ；Z 應為 7 。 A H2O B N2O3 C N2O3 D SiO2 X 應為 14/3 ；Y 應為 3 ；Z 應為 7 。 元素重量比除以原子量即可求得原子間的個數比
化學式，如 H：1 克，O：8 克 -> H：O＝(1/1)：(8/16)＝2：1 -> H2O。）
例題13 ―83.推甄― 下列哪一組的物質，其組成不能以倍比定律說明？ (A)氧及臭氧 (B)一氧化碳及二氧化碳 (C)水及過氧化氫 (D)一氧化氮及二氧化氮。 答案：(A) 解析：氧及臭氧互為同素異形體，兩者並非化合物，無法以倍比定律說明。 例題14 ―85.推甄― 將一密閉的化學反應裝置放在天平秤上，如下圖。當在 CuSO4 溶液中注入氫氧化鈉溶液之後，下 列哪些敘述是正確的？ (A)會有沉澱產生，質量增加 (B)沉澱物為 Cu(OH)2 (C)有氣體產生，質量減少 (D)此實驗可用於說明化學反應的質量守恆
(E)本反應的平衡反應式為 2CuSO4＋2NaOH → 2Cu(OH)2＋SO3＋Na2SO4＋H2O。
答案：(B)(D)
解析：反應式為 CuSO4(aq)＋2NaOH(aq)→ Cu(OH)2(s)＋Na2SO4(aq)，生成 Cu(OH)2 沉澱；溶液減少的
質量等於沉澱增加的質量，系統總質量不變，天平兩端仍維持平衡；故可驗證質量守恆定 律。
例題15 ―92.學測研究試題― 下列哪一組化合物可以用來說明倍比定律？ (A) NO 和 NO2 (B) CH4 和 CO2 (C) ZnO2 和 ZnCl2 (D) NH3 和 NH4Cl (E) H2O 和 HCl。 答案：(A) 解析：「倍比定律」是甲、乙兩元素形成一種以上的化合物，在這些化合物中，甲元素質量固定時 ，乙元素之間的質量恆為簡單整數比。故由兩種元素形成質量比不同的化合物，才可以用來 說明倍比定律。 例題16 ―96.學測― 有兩種不同元素 X 及 Y，化合為兩個化合物。第一個化合物是由 9.34 克 X 和 2.00 克 Y 化合而成 ；而第二個化合物是由 4.67 克 X 和 3.00 克 Y 化合而成。如果第一個化合物的分子式是 XY，那麼 第二個化合物的化學式為下列何者？ (A) X2Y (B) XY2 (C) X3Y (D) XY3 (E) X2Y2。 答案：(D) 解析：假設 X、Y 兩元素的原子量依序為 MX、MY。 ∵化合物一的分子式是 XY →原子數 X：Y＝1：1＝9.34 𝑀𝑋 ： 2.00 𝑀𝑌 → MX：MY＝ 1 2.00： 1 9.34 ∴化合物二的原子數比 X：Y＝4.671 2.00 ：3.001 9.34 ＝9.34：9.34 × 3＝1：3 故化合物二的簡式為 XY3。 例題17 ―101.學測― 碳與氧可形成兩種不同的化合物，這兩種化合物中碳和氧的質量比不同。若將碳的質量固定時，兩 化合物中氧的質量之間成一簡單整數比，此稱為倍比定律。下列各組物質，何者符合倍比定律？ (A) C60、C80 (B) Pb3O4、PbO (C) SiO2、CO2
(D) GaCl3、AlCl3 (E) Al(OH)3、Al2O3。
答案：(B) 解析：倍比定律是指由兩種元素所構成的不同化合物間，若固定其中一種元素的質量 ，則另一元素質量會成簡單整數比，只有(B) Pb3O4、PbO 符合。 例題18 ―85.夜大― 1802 年道耳頓提出的原子說，何者仍能符合現今的化學知識與理論？ (A)一切物質都是由原子組成 (B)相同元素的原子，具有相同的質量和性質 (C)化合物分解所得的原子與構成化合物的同種原子性質相同 (D)原子是基本粒子，不可分割 (E)不同元素的原子，其性質不同。 答案：(A)(C)(E) 解析：(B)同位素具有不同的質量。 (D)原子可分割。
例題19 ―90.日大― 同溫、同壓下，若 10 毫升的甲烷分子含 x 個原子，則多少毫升的氮氣亦含有 x 個原子？ (A) 5 (B) 10 (C) 25 (D) 50。 答案：(C) 解析：根據亞佛加厥定律，同溫、同壓下的氣體，其體積與氣體的分子數成正比。 甲烷（CH4）1 分子中含有 5 個原子，氮氣（N2）1 分子中含有 2 個原子。 故 10 𝑉＝ 𝑥 5 𝑥 2 → V＝25（毫升） 例題20 ―99.學測― 在一個體積可調整的反應器中，於 27 ℃、1 大氣壓，注入 10 毫升的 A2氣體與 30 毫升的 B2氣體 （A 與 B 為兩種原子）。假設恰好完全反應，產生甲氣體。已知甲的分子式與其實驗式相同，則下 列哪一個是甲的分子式？ (A) AB (B) AB2 (C) AB3 (D) A2B3 (E) A2B。 答案：(C) 解析：依亞佛加厥定律，同溫、同壓下，氣體體積比等於分子數比，所以此反應可表 示成：A2 + 3B2 n 甲，依道耳頓的原子說，甲中 A 與 B 的原子數比為 1：3， 所以甲的實驗式為 AB3，其分子式亦為 AB3。 例題21 ―91.指考― 某元素 X 所形成的五種氣體化合物，在常溫、常壓時，每 24.5 升的重量及其中所含 X 的重量百分比如下表。基於原子說的 模型及本實驗的結果，X 的原子量有多種可能，試問 X 的原 子量可能為何？ (A) 3 (B) 6 (C) 8 (D) 12 (E) 16。 答案：(A)(B)(D) 解析：氣體在常溫、常壓時的莫耳體積為 24.5 升，故每 24.5 升的重量即為其分子量。 假設甲、乙、丙、丁、戊每分子中所含的 X 原子數依序為 a、b、c、d、e（a ～ e 均為正整 數），且 X 的原子量為 Fx。
a × Fx＝60 × 80％＝48 b × Fx＝44 × 82％．＝．36 c × Fx＝44 × 27％．．＝12 d × Fx＝30 × 80％＝24 e × Fx＝16 × 75％＝12 → Fx＝ 48 𝑎＝ 36 𝑏＝ 12 𝑐＝ 24 𝑑＝ 12 𝑒 故 Fx 須為「48、36、12、24」的公因數→ 可為「1、2、3、4、6、12」 例題22 ―83.日大― 根據國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）於 1961 年所定之原子量標準為 (A)以 1H 為 1.0000 amu (B)以 12C 為 12.0000 amu(C)以 16O 為 16.0000 amu (D)以自然界存在的氧原子為 1.0000 amu。 答案：(B) 解析：現今是將「1 個 12C 原子的質量定為 12.0000 amu」作為原子量的標準。 化合物 每 24.5 升的 重量（克） 含 X 的重量 百分比（％） 甲 60 80 乙 44 82 丙 44 27 丁 30 80 戊 16 75
例題23 ―86.推甄―
下表是一些元素的原子序及原子量：
在等質量的氫氣、水、食鹽、銅中，何者具有較多的電 子？(A)氫氣 (B)水 (C)食鹽 (D)銅
答案：(A)
解析：(A) (1/2)×2×1（mol）；(B) (1/18)×（2＋8）（mol）； (C) 1 58.5 ×（11＋17）（mol）；(D) 1 63.5 ×29（mol）。） 例題24 ―87.推甄― 滅蚊是防止登革熱的治本方法，而二溴乙烷（C2H4Br2，分子量為 188 克/莫耳）是滅蚊劑中的重要 成分。試問 1.88 克的二溴乙烷中含有多少個溴原子？ (A) 6.02×1022 (B) 6.02×1023 (C) 1.20×1023 (D) 1.20×1022 (E) 1.88×1023 答案：(D) 解析： 1.88 188 ×2×6.02×10 23＝1.2×1022。） 例題25 ―90.日大― 已知硼原子的質量為 10.81 amu，硼原子乃由原子量為 10.01 的 10 B 和原子量為 11.01 的 11B 兩種同 位素所組成，則 10 B 所占硼原子的百分率為下列何者？ (A) 20％ (B) 30％ (C) 70％ (D) 80％。 答案：(A) 解析：週期表中各元素的原子量，表示該元素存在於自然界的各種同位素的平均原子量，即 𝑀̅＝M1X1＋M2X2＋…… → 10.81＝10.01．X1＋11.01．X2，因 X1＋X2＝1 故 10.81＝10.01．X1＋11.01．（1—X1） → X1≒0.2＝20％ 例題26 ―91.學測― 下圖中左、右兩個量筒各盛裝 100 克的水與 100 克的重水（D2O），重水中的重氫（D）是氫的同位 素 H2 1 ，下列關於這兩筒樣品的敘述，何者錯誤？ (A)重水的體積比水少 11％ (B)重水的密度比水大 12％ (C)氫的原子量是重氫的 89％ (D)重水的分子量比水多 11％。 答案：(C) 解析：(A)水的體積為 100 cm3；重水的體積為 89 cm3 ∴重水的體積比水少[(100-89)/100] × 100％＝11％ (B)由 d＝W/V → d水＝100/100＝1；d重水＝100/89．＝．1.12 ∴重水的密度比水大1.21−1 1 × 100％＝12％ (C) H＝1，D＝2 ∴H 的原子量為重氫的1/2＝0.5＝50％ (D) H2O＝1 × 2＋16＝18；D2O＝2 × 2＋16＝20 ∴重水的分子量比水多[(20-18)/18] × 100％＝11％ 元素 H O Na Cl Cu 原子序 1 8 11 17 29 原子量 1.01 16.0 23.0 35.5 63.5
例題27 ―93.學測― 科學家計畫製造一座「太空電梯」，以探測外太空與火星。支撐這座「太空電梯」的纜繩是一束由 十億條、長達十萬公里的奈米碳管所製成，每條奈米碳管含有 7.2×1017個碳原子。試估計這束纜繩 至少需要多少公斤的碳來製備？ (A) 0.12 (B) 2.4 (C) 7.20 (D) 14.4 (E) 28.8 答案：(D) n = (7.2×1017×109) / (6×1023)=1.2×103 (mol) w = n × M = 1.2×103 ×12=14.4×103(g)=14.4(kg) 例題28 ―96.學測― 已知亞佛加厥數為 6.02×1023。下列哪一項所含氫的原子數最多？ (A) 3.01×1023個氫分子中的氫原子 (B) 5.02×1023個氫原子 (C) 8.5 克氨（NH3）所含的氫原子 (D) 8 克甲烷（CH4）所含的氫原子。 答案：(D) 解析：(A) 3.01×1023個氫分子含氫原子：6.02×1023個 (C)8.5 克 NH3（分子量 = 17），即 8.5/17=0.5 莫耳 含氫原子： 0.5 × 3 = 1.5莫耳 = 1.5×6.02×1023 = 9.03×1023（個） (D)8 克 CH4（分子量 = 16），即 8/16=0.5 莫耳 含氫原子：0.5 × 4 = 2 莫耳 = 2 × 6.02 × 1023 = 1.204 × 1024（個） 例題29 ―99.指考― 碳的原子量為 12.01，已知碳的同位素有 12 C、13C 及極微量的 14C。試問下列哪一選項為 12C 與 13C 在自然界中的含量比例？ (A) 1：1 (B) 9：1 (C) 49：1 (D) 99：1 (E) 199：1。 答案：(D) 解析：平均原子量 12.01＝12 × x＋13（1－x）→ x＝0.99，則 12 C：13C＝99：1 例題30 ―100.學測― 王老師在教溶液的單元，談到莫耳時，有學生問王老師：「在網上看到『莫耳日』，那是什麼？」王 老師說：「莫耳日是一個流傳於北美化學家當中的非正式節日，通常在每年的 10 月 23 日上午六時 零二分到下午六時零二分之間慶祝這個節日」。課後有五位學生(A)～(E)，對此莫耳日以及與莫耳 相關的資訊甚感興趣，討論了一番。試問下列哪兩位學生說的話正確？ (A)莫耳日是紀念北美一位偉大的華裔化學家，姓莫名耳而設立的 (B)莫耳是表示溶液濃度的一種單位，是重量百分濃度的莫耳倍 (C)於 10 月 23 日的 6 時 02 分慶祝莫耳日，是與亞佛加厥數有關 (D)亞佛加厥數定義了國際單位制基本單位之一的莫耳 (E) 1 莫耳物質中所含電子的總數等於亞佛加厥數。 答案：(C)(D) 解析：(A)(B)莫耳為數量單位。 (C) 1 莫耳的粒子相當於 6.02 × 1023個粒子。 (E)不一定，例如：1 莫耳的水中有 10 莫耳的電子。
例題31 ―87 日大― 比重 1.16，含 21.0 %的 HCl 水溶液 150 毫升和 6.00 M 的 HCl 水溶液 350 毫升混合，假設體積有加 成性，則混合後的鹽酸溶液濃度為多少 M？（原子量：H = 1，Cl = 35.5） (A) 5.2 (B) 5.7 (C) 6.2 (D) 6.7。 答案：(C) 解析： 1.16×150×21% 36.5 +6×0.35 0.5 = 6.2（M） 例題32 ―94 指考― 將 25.3 克的碳酸鈉溶於水後，調配成 250 毫升的水溶液，試問溶液中鈉離子的體積莫耳濃度為若 干 M？（原子量：C＝12，O＝16，Na＝23） (A) 0.26 (B) 0.47 (C) 0.96 (D) 1.56 (E) 1.91。 答案：(E)
解析：碳酸鈉為易溶性鹽類，Na2CO3(aq)→ 2Na
＋ (aq)＋CO32 － (aq) [Na＋]＝2 × 25.3 23×2+12+16×3 250 1000 ＝1.91（M） 例題33 ―95 指考― 要配製 0.100 M 的標準溶液 100 毫升，最好要使用 100 毫升的下列哪一種儀器？ (A)燒杯 (B)量筒 (C)燒瓶 (D)容量瓶 (E)錐形瓶。 答案：(D) 解析：配製溶液應以容量瓶配製。 例題34 ―97.學測― 某先進自來水廠提供 2 ppm（百萬分點濃度）臭氧（O3）殺菌的飲用水，若以純水將其稀釋至原有 體積之兩倍，換算成體積莫耳濃度約為多少 M？ (A) 1 × 10−4 (B) 2 × 10−4 (C) 5 × 10−5 (D) 2 × 10−5 (E) 1 × 10−5。 答案：(D) 解析：體積變為原來兩倍，則濃度由 2 ppm 變為 1 ppm，即每 1 L 的溶液中含臭氧 1 mg，則體積莫 耳濃度為 10−3 48 1 ＝2.08 × 10 －5（M） 例題35 ―84.推甄― 「打開汽水瓶蓋，先有少許氣體逸出，接著又有大量氣泡從汽水中冒出，因此汽水溫度略為下降」 。上述現象詮釋下列事實中的哪一項？ (A)水變為水蒸氣時，吸收熱量 (B)該氣體的溶解度與壓力有關；壓力愈大，溶的愈多 (C)水在低壓之下，沸點下降 (D)該氣體是二氧化碳。 答案：(B) 解析：(B)此現象無法詮釋汽水中氣體的種類、水蒸發時的熱量變化及沸點與壓力變化之關係，只 能確知當壓力降低時，氣體的溶解度會變小。
例題36 ―89.日大― 下列何者與氣體在水中的溶解度較無關係？ (A)水的溫度 (B)氣體的壓力 (C)氣體的種類 (D)氣體的體積。 答案：(D) 解析：(A)溫度高，氣體在水中溶解度較小 (B)壓力大，氣體在水中的溶解度較大 (C)不同氣體， 在水中的溶解度不同 (D)難溶性氣體在水中的溶解度與壓力大小成正比，但壓力與氣體的 密度也成正比，所以壓力大時溶解氣體的質量較多，但熔解的氣體體積不變。 例題37 ―94.學測― 某鹽在 100 克水中的溶解度如下圖所示，下列敘述何者正確？ (A)此鹽的溶解度隨著溫度的升高而增大 (B)使用降溫法可將此鹽從飽和的水溶液中析出 (C)在 50 ℃與 60 ℃之間，此鹽在水中的溶解度大致相等 (D)於 10 ℃時，放此鹽 30 克於 100 克水中，充分攪拌後則其溶解度為 18 克。 答案：(C) 解析：(A)由題圖可知，溫度升高，溶解度變小。 (D) s（溶解度）仍為 10 克。 例題38 ―97.學測― 氫氧化鋁在不同 pH 值水溶液中的溶解度列於下表。根據下表資料，回答下列各題 (1)下列有關氫氧化鋁溶解度的敘述，哪一項正確？ (A)水溶液的 pH 值為 6 時，氫氧化鋁溶解度最大 (B)酸性的水溶液中，若 H＋ 離子濃度愈大，則氫 氧化鋁溶解度愈小 (C)鹼性的水溶液中，若 OH－ 離子濃度愈大，則 氫氧化鋁溶解度愈小 (D)在 1 升 0.0001 M 鹽酸溶液比在 1 升純水中溶 解度大。 (2)若要將此表在有限的空間作圖以便看出溶解度隨 pH 值的變化 ，則縱坐標應使用下列哪一項（最方便）？ (A)溶解度 × 1000 (B)溶解度 ÷ 1000 (C)溶度度＋1000 (D)溶解度－1000 (E) log（溶解度）。 答案：(1)(D)；(2)(E) 解析：(1)(A) pH＝12 的水溶液中，Al(OH)3 的溶解度最大。 (B)(D)當 pH 值愈小，即 [H＋] 愈大時，Al(OH)3 的溶解度愈大。 (C)當 [OH－] 愈大時，Al(OH)3 的溶解度愈大。 pH 值 溶解度（mol/L） 4.0 2.0 × 10－2 5.0 2.0 × 10－5 6.0 4.2 × 10－7 7.0 4.2 × 10－6 8.0 4.0 × 10－5 9.0 4.0 × 10－4 10.0 4.0 × 10－3 11.0 4.0 × 10－2 12.0 4.0 × 10－1
(2)將溶解度取對數值，可方便看出溶解度和 pH 值的關係，因 Al(OH)3 為兩性物質，故難 溶於水，即在中性時溶解度最小，但可溶於強酸和強鹼中。 pH 值 4 5 6 7 8 溶解度對數值 －1.7 －4.7 －6.4 －5.4 －4.4 pH 值 9 10 11 12 溶解度對數值 －3.4 －2.4 －1.4 －0.4 例題39 ―94.指考― 大理石的主要成分是碳酸鈣，下列哪些因素可以影響大理石在水中的溶解度？ (A) pH 值 (B)攪拌 (C)水溫 (D)水的體積 (E)大理石顆粒的大小。 答案：(A)(C) 解析：大理石溶解的反應式： CaCO3(s) ⇌ Ca2 ＋ (aq)＋CO32 － (aq) 改變上式平衡，溶解度便會受影響。 (A) pH 值愈小，H＋ 愈多，CO32 － 被消耗，平衡往右移，溶解度變大。 2H＋＋CO32 － → CO2↑＋H2O (B)攪拌及(Ｅ)大理石顆粒的大小會影響溶解速率，但不影響平衡。 (C)水溫：溫度會影響平衡，故溶解度也會受影響。 (D)溶解度為飽和溶液的濃度，與水的體積無關。 例題40 ―95.指考― 晶體試樣甲、乙、丙三種，假定在小溫度的範圍內，其溶解度（克∕100 克水）曲線可簡化為如下圖 。今在室溫 20 ℃，配製甲、乙、丙三種試樣的飽和溶液，分別過濾得到澄清溶液後，做了下列實 驗。試問下列敘述哪些正確？ (A)升溫或降溫，丙溶液都不會有晶體析出來 (B)若將各溶液分別降溫至 15 ℃，則甲晶體會析出來 (C)若將各溶液的溫度，從 20 ℃升溫至 35 ℃，則只有乙晶體會析出來 (D)若將各溶液升溫至 30 ℃後過濾，所得澄清溶液在 30 ℃蒸發。當蒸發到溶液的體積變為原體積 的約十分之九時，甲與乙的晶體會析出來 (E)若將各溶液升溫至 35 ℃後過濾，所得澄清溶液在 35 ℃蒸發。當蒸發到溶液的體積變為原體積 的約十分之九時，乙與丙的晶體會析出來。 答案：(A)(B)(C)(E) 解析：(A)由題圖可看出，對丙而言，溶解度不隨溫度而變。 (B)對甲而言，溫度升高溶解度增加，當降溫至 15 ℃時會析出溶質。 (C)對乙而言，溫度升高溶解度降低，當升溫至 35 ℃時會析出溶質。 (E)在 35 ℃時，乙為過飽和溶液，會析出溶質；而丙會形成飽和溶液 。當溶劑量減少會使濃度升高，析出溶質。
例題41 ―96.學測―
有五種化合物，其溶解度（每 100 克水中所含溶質的克數）和溫
度的關係如下圖，試問下列哪一化合物溶解的過程為放熱反應？ (A) NaNO3 (B) CaCl2．2H2O (C) KCl
(D) Na2SO4．10H2O (E) Na2SO4。 答案：(E) 解析：對放熱反應而言：溫度升高，對水溶解度降低。 例題42 ―92.指考― 有五支試管(A)～(E)，分別倒入下列試劑：汽油、酒精、氯仿、四氯化碳、丙酮，然後各加入 1 毫 升的水並攪拌。試問哪些試劑會與水完全混合均勻？ (A)汽油 (B)酒精 (C)氯仿 (D)四氯化碳 (E)丙酮。 答案：(B)(E) 解析：(A)汽油為烴類化合物的混合物，非極性且難溶於水。 (B)酒精含有羥基（－OH），為極性化合物，可與水產生氫鍵，故與水完全互溶。 (C)氯仿（三氯甲烷）極性小，難溶於水。 (D)四氯化碳為非極性，難溶於水。 (E)丙酮含有羰基（ ／ ＼ C＝O ），與水產生氫鍵，故與水完全互溶。 例題43 ―92.學測補考― 物質對水的溶解度代表在定溫下 100 克的水所 能溶解最大量的溶質莫耳數。下表列出一些醇 類分子（含有 OH 極性官能基）在 20 ℃對水的 溶解度，根據下表回答下列問題： (1)下列有關醇類分子的溶解度與分子結構的 推論，何者正確？ (A)醇類分子對水的溶解度與極性官能基的 多寡成正比 (B)極性官能基在分子中的比例愈大者，溶 解度愈佳 (C)愈長的醇類分子有愈佳的溶解度 (D)丁醇可與水以任意比例互溶。 答案：(B) 醇類 溶解度 甲醇CH3OH ∞ 乙醇CH3CH2OH ∞ 丙醇CH3CH2CH2OH ∞ 丁醇CH3CH2CH2CH2OH 0.11 戊醇CH3CH2CH2CH2CH2OH 0.030 己醇CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH 0.0058 庚醇CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH 0.0008 丙三醇CH2OHCHOHCH2OH ∞ 溶解度：莫耳∕100 克水 (2)下列兩圖分別是維他命 A 與維他命 C 的分子結構：根據上表與這兩個化合物 的分子結構， 下列有關其溶解度的推論，何者最合理？
(A)維他命 A 與維他命 C 都可溶於水 (B)維他命 A 與維他命 C 都不溶於水 (C)維他命 A 不溶於水，維他命 C 溶於水 (D)維他命 A 可溶於水，維他命 C 不溶於水。 答案：(C) (3)承上題，維他命 A 在下列哪一種醇類溶劑中的溶解度最大？ (A)甲醇 (B)乙醇 (C)丁醇 (D)庚醇。 答案：(D) 解析：碳數愈多的有機物，對水的溶解度愈小，但對有機溶劑的溶解度愈大，即所謂的同類互溶。 例題44 ―86.學測― 裝有下列氣體的同體積、同壓力的五種氣球，以蠟燭將其燒破，何者的爆炸力會最大？ (A)氫氣 (B)氫氣與氦氣（體積比 2：1）之混合氣體 (C)氧氣與氦氣（體積比 2：1）之混合氣體 (D)氫氣與氧氣（體積比 2：1）之混合氣體 (E)氧氣。 答案：D 解析：氫氣與氧氣體積比 2：1，可以完全燃燒。 例題45 ―90.學測― 在實驗室中，是否正確使用或操作儀器，會影響實驗的結果。就圖示之四種實驗情況而言，下列敘 述何者是不正確的？ (A)本生燈的火焰騰空時，需要減小空氣的流量 (B)將 NaOH 顆粒放入水中後，用溫度計攪拌溶液幫助 NaOH 溶解 (C)視線正視刻度時，所得的讀數較為正確 (D)彎折滴管的尾端，是為了從滴定管尖端移去氣泡。 答案：B 解析：溫度計不可用來攪拌溶液。
例題46 ―93.學測― 下列哪一選項的廣告語最不科學？ (A)本牙膏含有氟，可預防蛀牙 (B)本飲料含有鹽，適合運動後飲用 (C)本飲料純由天然物質配製，不含化學物質 (D)本食鹽是特製品，含有碘，食用可預防甲狀腺腫大 (E)本礦泉水經衛生當局檢驗合格，含有少量礦物質，有益健康。 答案：C 解析：任何物質均是由原子、分子或離子所構成，均屬於化學物質，但依其來源不同，則可將物質 區分為天然物質或人工合成物質。 例題47 ―96.學測― 已知鐵鏽的化學式為 Fe(OH)2。在常溫常壓下，鐵生鏽除了需要氧，還必須有下列哪一種物質的存 在？(A)水 (B)鹽 (C)氮 (D)氯 (E)臭氧。 答案：A 解析：鐵繡的化學式為 Fe2O3‧xH2O 或 Fe(OH)3‧xH2O，除了氧元素外，還有氫元素，所以必須有 水存在。 例題48 ―日大― 在同溫、同壓下，下列氣體密度大小次序何者正確？（原子量：C＝12.0，H＝1.01，N＝14.0，O ＝16.0，Cl＝35.5） (A)氧＞乙炔＞氯＞氨 (B)氯＞氧＞乙炔＞氨 (C)乙炔＞氯＞氨＞氧 (D)氨＞乙炔＞氧＞氯。 答案：(B) 解析：由亞佛加厥定律：同溫、同壓、同體積的氣體含有同數目的分子，故在體積相同時，分子量 愈大的氣體，其密度也愈大。 O2：M＝32 C2H2：M＝26 Cl2：M＝71 NH3：M＝17 d 大小順序為：Cl2＞O2＞C2H2＞NH3 例題49 ―日大― 同溫、同壓、同體積的氣體甲及氣體乙的重量各為 0.60 克及 0.64 克。已知甲僅由氧和氮兩元素結 合組成，而乙之分子量為 32，則甲氣體所含原子的總數約為若干個？（原子量：N＝14，O＝16） (A) 3.0 × 1021 (B) 6.0 × 1021 (C) 1.2 × 1022 (D) 2.4 × 1022。 答案：(D) 解析：由亞佛加厥定律可知： 在同溫、同壓時，因兩氣體的體積相同，則其莫耳數亦相同。 →60 𝑀甲 = 0.64 32，M甲＝30 又甲僅由 N 和 O 兩元素所組成 故甲的化學式為 NO 又𝑛甲= 0.60 30＝0.02（莫耳） 故所含原子總數為 0.02 × 6 × 1023 × 2＝2.4 × 1022（個）
例題50 ―88.日大― 若化合物 A2B 的質量百分率組成為 60％ A 與 40％ B，則化合物 AB2 的質量百分率組成，與下列 何組質量百分率組成最接近？ (A) 27％ A 與 73％ B (B) 33％ A 與 67％ B (C) 40％ A 與 60％ B (D) 50％ A 與 50％ B。 答案：(A) 解析：由 A2B 的質量百分率組成為 60％ A 與 40％ B， 則 A 和 B 的原子量比為60 2：40＝3：4，則在化合物 AB2 中， A 的質量百分率為 3 3+4×2 × 100％＝27.3％ 例題51 ―日大― 在常溫、常壓下，下列物質之分子量何者最大？ (A)氬 (B)白磷 (C)硫 (D)氯。 答案：(C) 解析：分子式與分子量：(A) Ar（40）(B) P4（124）(C) S8（256）(D) Cl2（71）。 例題52 ―日大― 某金屬之密度 1.5 克∕立方公分，其原子半徑為 10－10 公尺，其原子核半徑為 10－15 公尺。則構成該 原子核的物質之密度（單位：克∕立方公分）大約為 (A) 1.5 × 10－15 (B) 1.5 (C) 1.5 × 105 (D) 1.5 × 1015。 答案：(D) 解析：原子是直徑約 10－10 公尺的粒子，在其中央部分有直徑約 10－15 公尺極微小的原子核，原子 核雖小，但大部分的原子質量都集中於此，原子與原子核的質量約略相等。 即 W原子＝W核 → d原子 × V原子＝d核 × V核 1.5 × 4 3（10 －10）3＝d 核 × 4 3（10 －15）3 d核＝原子核密度，約為 1.5 × 1015 克∕立方公分 例題53 ―91.學測補考― 1808 年，道耳頓提出原子說，主張物質是由原子所組成，其後，亞佛加厥提出分子的概念。然而 原子與分子到底有多大？究竟 1 克氫氣有多少個原子？用現在的說法，1 莫耳的原子或分子是多少 ？這個問題，早已由美國著名的政治家也是科學家——富蘭克林在西元 1773 年寫給朋友的一封信 中提及：他曾將一茶匙的油倒在湖面上，發現油會迅速擴張，直到蓋住約半畝的湖面就不再擴張了 。假設油分子的形狀是正立方體，此實驗中一茶匙油的體積約為 5.0 立方公分，半畝湖面的面積約 為 2.0 × 107 平方公分，油的密度約為 0.95 克∕立方公分。回答下列問題： (1) 假設覆蓋在湖面的油層只有 1 個分子厚，則 1 個油分子的大小約為多少 (2) 埃？(1 埃＝10—8 公分) (A) 10—2 (B) 10—1 (C) 100 (D) 101 (E) 102 (F) 103 (G) 104 (H) 105。 (2)湖面上約有多少個油分子？ (A) 1020 (B) 1021 (C) 1022 (D) 1023 (E) 1024 (3)假設油分子的質量為每莫耳 200 克，根據富蘭克林的觀察作估算，下列何者最接近 1 莫耳油中 所含分子的數目？ (A) 1020 (B) 1021 (C) 1022 (D) 1023 (E) 1024。 答案：(1)(D)；(2)(A)；(3)(C)
解析：(1)油的體積＝油層厚度（油分子的邊長） × 油層面積 → 5.0 立方公分＝d 埃 × 2.0 × 107 平方公分＝d 埃 × 10−8公分 1埃 × 2.0 × 10 7 平方公分， d＝2.5 × 101 埃 故選(D) (2)∵油層只有 1 個分子厚 ∴油的分子數＝ 由層的面積 1個油分子的截面積＝ 2.0×107平方公分 (25×10−8公分)2＝3.2 × 10 20（個） 故選(A) (3)假設 1 莫耳的分子數為 NA→油的分子數＝油的莫耳數 × NA → 3.2 × 1020＝5.0×0.95 200 × NA，NA＝1.3 × 10 22 故選(C) 例題54 ―93.指考― 在不同溫度下，草酸 (COOH)2 的飽和水溶液濃度如下表所示，表中的濃度是指 100 克溶液中所含 溶質的克數。 溫度 （℃） 20 30 40 50 60 70 濃度 8.7 12.5 17.5 23.9 31.5 45.8 試根據上表回答下列問題： (1)以溫度為橫軸、溶解度為縱軸，用適當的尺度，繪出草酸的溶解度曲線。 (2)取 60 ℃的飽和溶液 100 克，加入 50 ℃的蒸餾水 57.5 克，混合均勻後使其冷卻。試問此溶液 冷卻至哪一溫度時會達到飽和？ (3)取 30 ℃的飽和溶液 10.0 克，以蒸餾水將其稀釋至 250.0 毫升後，精確量取此稀釋溶液 20.0 毫 升，以 0.100 M 的氫氧化鈉溶液滴定。試問到達滴定終點時，需要用多少毫升的氫氧化鈉溶 液？ 答案(1) (2)約 43 ℃；(3) 22.2 解析：(1)溶解度的定義為定溫下，每 100 克溶劑所能溶解溶 質的最大克數，以 20 ℃為例： 8.7 100−8.7= 𝑋 100 → x＝9.5 依此可得下表： 溫度（℃） 20 30 40 50 60 70 濃 度 8.7 12.5 17.5 23.9 31.5 45.8 溶解度 9.5 14.3 21.2 31.4 46.0 84.5 (2) 31.5 100+57.5= 𝑆 100 →混合後之組成相當於 100 克溶液中溶解 (COOH)2 20 克，由圖推測約為 43 ℃左右之溶解度。 (3) 10 克飽和溶液中含有 (COOH)2＝10 × 12.5 100＝1.25（克） 稀釋後再取出之溶液中含有 (COOH)2＝1.25 × 20 250＝0.1（克）
→𝑛(𝐶𝑂𝑂𝐻)2 = 0.1 90 = 1 900 完全中和時，𝑛(𝐶𝑂𝑂𝐻)2× 𝑖(𝐶𝑂𝑂𝐻)2＝[NaOH] × VNaOH → 1 900× 2＝0.1 × 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 1000 → VNaOH＝22.2（毫升）
