高一基礎化學(一)第一章物質的組成

第一章 物質的組成

104 年 07 月彙編 化學是一門核心科學。化學知識可以幫助我們了解物理、生物、地理、太空、海洋、醫藥等科學 並且了解我們存在的世界是由什麼所組成的，如何應用在我們的生活中。化學就在你我身邊， 常見的化學反應有： (1)家庭中瓦斯的燃燒 (2)汽水片放入水中產生 CO2 (3)鐵鍊的生鏽 (4)烘烤麵包時，產生的 CO2使麵包膨鬆

第一節 物質的分類

一、純物質與混合物 1、物質以外觀而言，可分為固態、液態與氣態三種︰ (1)__________︰粒子緊密排列，有固定的體積與形狀，在反應式中以_____表示。 (2)__________︰有固定的體積，沒有固定的形狀，在反應式中以_____表示。 (3)__________︰沒有固定的體積與形狀，在反應式中以_____表示。 例如︰冰、水和水蒸氣分別是H2O(s)、H2O(l)、H2O(g)。 2、物質以組成而言，可分為純物質與混合物︰ (1)__________︰具有固定的組成與性質。在一定的條件下，具有固定的熔點、沸點、密度等。 例如︰氧氣、氮氣、水和食鹽都是純物質。 (2)__________︰由二種或數種純物質混合而成。通常性質會隨著組成比例的不同而改變。 例如︰糖水的含糖量不同時，其甜度、密度、沸點就會不同。 二、元素與化合物 1、純物質都具有固定的熔點與沸點，可分為元素與化合物︰ (1)__________︰一般而言，可利用電解、加熱等化學方法分解為其他物質。 例如︰水在通入電流後，可分解為氫氣與氧氣，可見水是化合物。 (2)__________︰僅含有一種原子的純物質，無法以化學方法分解為其他物質。 例如︰空氣中的氮氣與氧氣都是元素 看過來 目前已知的元素有一百多種，請問你還記得什麼是同位素？什麼是同素異形體嗎？

三、物質的分離 自然界存在的物質有很多是混合物，可是在實際的需求上，如製藥、化工、電子業、實驗室等 都必須使用純物質，因為少數雜質的存在，即可能對物質的性質造成重大的影響。因此如何 從混合物中分離出純物質，便成為一項重要的技術。下列介紹七種常用的分離技術︰ (1)__________︰可用於分離固體和液體，在實驗室常用濾紙和漏斗來進行。 例如︰磨好的豆漿，可用紗布或濾網把豆漿和豆渣分離。 (2)__________︰利用混合物中，各成分的沸點不同而加以分離的方法。沸點低的成分先氣化 而與其他的物質分離。 蒸餾裝置圖—李必氏冷凝器 (3)__________︰藉由小心傾斜容器，將液體倒出，留下難溶固體的方法。

例如︰可將水與難溶的碳酸鈣分離。 (4)__________︰可在短時間內分離混合物中密度不同的成分。 例如︰實驗過程中，水溶液成混濁現象，往往表示水中出現難溶的固體顆粒， 此時可用離心機使其加速旋轉，令固體沈澱到試管末端。 (5)__________︰利用物質在兩種互不相溶的溶劑中___________的不同，使物質溶入另一相 而與其他物質分離。 (6)__________︰利用物質的溶解度對溫度變化的差異，先溶解而後結晶以達到純化的方法。 (7)__________︰使用的材質可能有矽膠、濾紙等。其中濾紙色層分析法是將混合物滴在濾紙 上，濾紙末端浸入適當液體，利用各成分物質附著力的差異而達到分離。 【範例1】 有一含食鹽、鐵屑及細砂的混合物，可以用什麼方法將這三種物質分離? 【範例2】 傳統製作豆漿時，須先將泡軟的黃豆加水混合磨碎，再以紗布包住後將豆漿擰出，此為何種 分離技術? 【範例3】 若想得知秋天楓葉變紅的過程中，葉片內各種色素的變化情形，可取不同階段的葉片進行何 種分析法?

＊＊＊＊＊＊＊＊ 牛 刀 小 試 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

一、選擇題

1.0在一大氣壓下，何者沒有固定的沸點？　(Ａ)乙醇　(Ｂ)液態氮　(Ｃ)　92 　無鉛汽油　(Ｄ)純水　(Ｅ)環己烷。 2.0下列何種方法可以判斷汽油是混合物，而乙醇是純物質？　(Ａ)常壓下，測 其沸騰的溫度　(Ｂ)測其液體的密度　(Ｃ)在空氣中燃燒，測其產物的種類 (Ｄ)測其導電度　(Ｅ)用濾紙將其過濾。 3.0下列有關物質的敘述，何者錯誤？　(Ａ)元素為純物質，具有固定的性質　 (Ｂ)化合物是由不同元素所組成，故不具有固定的性質　(Ｃ)元素與元素間 產生化合時，具有選擇性　(Ｄ)混合物仍然具有組成物質的性質。 4.0下圖為蒸餾裝置，試指出裝置中需要修正之處為何？　(Ａ)溫度計位置　 (Ｂ)加熱裝置　(Ｃ)冷水入口　(Ｄ)收集瓶位置　(Ｅ)圓底燒瓶。 5.0有關甲、乙、丙、丁四個圖所含的物質，下列的敘述何者最合理？　 (Ａ)甲圖中是混合物　(Ｂ)丙圖中是純物質　(Ｃ)丁圖中的物質無法以物理方 法加以分離　(Ｄ)甲圖中的物質可以用化學方法加以分離。 6.0下列有關物質的性質與分類之敘述，何者正確？　(Ａ)純水可經由電解生成 氫氣和氧氣兩種物質，所以純水是混合物　(Ｂ)葡萄糖水溶液是由葡萄糖和 水所組成的均勻且單相的混合物　(Ｃ)葉綠素和血紅素都是元素，所以兩者 是純物質　(Ｄ)石油是由數百種烷烴所形成的混合物，經由分餾製得的汽油 則是純物質。 7.0有關元素及化合物的概念，下列敘述何者正確？　(Ａ)純物質甲受熱分解 ，產生物質乙及氣體丙，則甲物質不可能是元素　(Ｂ)具有物質特性的最小

單元為原子　(Ｃ)由兩種相同元素組成的多種化合物，性質必定相同　 (Ｄ)乾淨的空氣是化合物。 8.0一混合物經濾紙色層分析後，結果如下圖。若各成分與濾紙間的作用力為　F1，各成分與 展開液間的作用力為　F2，則混合物中的哪一種成分之（F2－F1）值最大？　(Ａ)甲　(Ｂ) 乙　(Ｃ)丙　(Ｄ)丁　(Ｅ)戊。 9.0有關純化方法的敘述，何者正確？　(Ａ)傾析法是利用物質顆粒大小的差異 來分離物質　(Ｂ)過濾法是利用物質沸點高低差異來分離物質　(Ｃ)層析是 利用物質於兩相間附著力的差異來分離物質　(Ｄ)萃取是利用物質在兩種互 溶溶劑中的溶解度差異來分離物質。 100蒸餾是利用混合物中成分沸點不同，藉由蒸發後冷凝收集以分離物質的方 法。下列有關蒸餾裝置的架設及操作，何者正確？　(Ａ)冷凝管中之冷劑 應從下方側管　A　進入，上方側管　B　流出　(Ｂ)溫度計應延伸至溶液中以量 測液體溫度　(Ｃ)蒸餾瓶的溶液內放置少許沸石以避免突沸　(Ｄ)溶液沸 點＞100　℃，應選用能測到　100　℃以上之溫度計　(Ｅ)燒杯中收集的液體為廢液 ，應收集圓底燒瓶中殘留物質才是蒸餾產物。 11.0物質的分類方式如下圖所示，下列敘述何者正確？　(Ａ)甲為混合物　 (Ｂ)乙為純物質　(Ｃ)丙可能為臭氧(Ｄ)丁可能是鹽酸。 012.0下列各組物質中，何者為同素異形體？　(Ａ)葡萄糖與果糖　(Ｂ)紅磷與 黃磷　(Ｃ)黃金與白金　(Ｄ)氧化銅與氧化亞銅　(Ｅ)青銅與黃銅。

二、非選擇題 01.有　a、b、c、d、e　五種物質的組成粒子如下圖所示，試回答下列各題： (１)在一定氣壓中，具一定熔點、沸點的有幾種？　 (Ａ)　2　(Ｂ)　3　(Ｃ)　4　(Ｄ)　5。 (２)在　d　物質的組成粒子中，共含有幾種不同的物質？　 (Ａ)　1　(Ｂ)　2 (Ｃ)　3　(Ｄ)　4。 (３)在　e　物質的組成粒子中，共含有幾種原子？　(Ａ)　3　(Ｂ)　2　(Ｃ)　4　 (Ｄ)　5。 (４)屬於純物質，而且是以化合物狀態存在者有幾種？　 (Ａ)　2　(Ｂ)　3　(Ｃ)　4　(Ｄ)　5。 2.下列各物質：(ａ)水銀；(ｂ)黃銅；(ｃ)液態空氣；(ｄ)碳酸鈣；(ｅ)鹽酸；(ｆ)白金； (ｇ)乾冰；(ｈ)汽油。 (１)那些是化合物？ (２)那些是混合物？ 3.下列何者為純物質？（請以代號(甲)、(乙)、……作答） (甲)乙醇；(乙)汽油；(丙)空氣；(丁)鹽酸；(戊)氨；(己)臭氧；(庚)鋼鐵；(辛)硫黃

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牛刀小試解答

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一、選擇題 1. C 2. AB 3. B 4. A 5. B 6. B 7. A 8.E 9.C 10.ACD 11.C 12.B 。 二、非選擇題 1. (1) C；(2)D；(3)B；(4)A； 2.(1)d，g (2)b，c，e，h； 3.甲，戊，己，辛 。

第二節 原子與分子

一、定比定律 十八世紀末，普魯斯特發現無論是由何種來源或製法所得到的碳酸銅(CuCO3)，其中所含銅、 碳、氧三種元素間的質量比都維持固定(約 16︰3︰12)，經由多次實驗後，提出了一個論點

對同一種化合物而言，不論來源為何，其中所含各成分元素間的質量比都是固定的，此稱為 ___________定律。 【範例1】 下列何者可以用來解釋定比定律？ (A)當碳固定時，CO和CO2中氧的重量比為1：2 (B)不管水的來源如何，其中氫和氧的質量比恆為一定 (C)每分子的氧和臭氧之重量比為 2：3 (D)同狀況下等體積的氫和氧重量比為 1：16。 Ans ： (B) 二、倍比定律與原子說 1、18 世紀末，道耳頓亦發現：若兩元素可以生成兩種或兩種以上的化合物時，在這些化合 物中，當其中一種元素的質量固定，則另一元素的質量恆為簡單整數比，此稱為_______ __定律 【範例2】 下列何項，可據以說明倍比定律？ (A)NO、N O2 、NO2 (B)S8、S4、S2 (C)CH4、C H2 2、C H2 4 (D)H O2 、H O2 2 (E)H BO3 3、H PO3 3。 Ans ： ( A )( C )( D ) 【範例3】 有兩種元素X 與Y，生成兩種化合物C1和C2，每種化合 物的重量百分組成如右表所示，如果知道C1的分子式為 4 XY ，則C2的分子式是？ X Y 1 C 75％ 25％ 2 C 80％ 20％ (A)XY2 (B)X Y2 3 (C)X Y3 2 (D)XY3。 Ans ： ( D ) 2、除了定比定律與倍比定律外，當時的科學家也已知道____________定律，即化學變化發 生時，反應前後的總質量相等。

【範例4】

工業上哈柏法合成氨的反應式為：3H2( )g N2( )g 2NH3( )g 。今有x 克之氫氣需 y 克之氮氣恰 好完全反應，且生成w 克之氨，下列何者正確？

(A) x＋y＝w (B) 3x＋y＝2w (C) x/3＋y＝w/2 (D)資料不足，不能判定。

Ans ： ( A ) 3、道耳 頓 為了解釋質量守恆定律、定比定律及倍比定律，而提出了原子說，內容如下： (1)一切的物質都是由微小粒子組成的，這種粒子不能再被分割成更小的粒子，稱為原子。 (2)同一種元素的原子，其質量和性質都相同。不同元素的原子，其質量和性質都不相同。 (3)當物質發生化學反應時，原子會重新排列，組成另一種物質。但是原子的質量不會改變 而且原子不會消失，也不會產生新原子。 (4)化合物是由不同種類的原子以一定的比例組成的。 想一想 以現今的科學知識而言，道耳 頓 所提出的原子說有哪些需要修正的? 【範例5】 1802年，道耳吞提出以下原子學說，從現在的化學知識來看，下列何者仍然正確？ (A)一切物質都由原子組成 (B)相同元素的原子具有相同的質量及性質 (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)不同元素的原子性質不同。 Ans ： ( A )( C )(E) 三、氣體化合體積定律與亞佛加厥定律 1、19 世紀初，法國科學家給呂薩克提出︰同溫同壓下，當氣體發生反應時，氣體反應物與 生成物的體積比為一簡單整數比，此稱為______________定律

例如︰以氫氣與氧氣反應產生水蒸氣為例，在同溫同壓下，消耗氫氣的體積︰消耗氧氣 的體積︰產生水蒸氣的體積恆為2︰1︰2 2、氣體化合體積定律無法用原子說加以解釋，直到 1811 年義大利的科學家亞佛加厥提出 一個假說才得到圓滿的解釋，亞佛加厥認為︰同溫同壓下，同體積的任何氣體具有相同 的分子數，後來稱為_____________定律。而_______是保有物質特性的最小單位。 【範例6】 在1000 mL 的氧氣中，進行放電，以產生臭氧(3O2( )g 2O3( )g )。反應後，在同溫同壓下， 其體積變為900 mL，則下列何者正確？ (A)生成臭氧 100 mL (B)生成臭氧 200 mL (C)剩餘氧氣 800 mL (D)剩餘氧氣 700 mL (E)反應後臭氧的莫耳數占混合氣體總莫耳數的 2/9。 Ans ： ( B )( D ) (E) 【範例7】 有甲乙兩種氣體，各重1.64 克及 0.5 克。在同溫、同壓時，甲氣體之體積為乙氣體之 2 倍， 若已知乙氣體之分子量為28，則下列分子何者可能為甲氣體？(原子量：N＝14，O＝16) (A)NO2 (B)N O2 (C)N O2 4 (D)N O2 5。 Ans ： ( A ) 【範例8】 甲氣體1 升，剛好能與乙氣體 3 升化合，以產生丙氣體 2 升。若甲氣體的分子式為 A3(即三 原子分子)，則乙氣體的分子式可能為下列何者？ (A)AB (B)AB2 (C)A2B (D)A2B2

Ans ： (B)

一、單一選擇題 01.0道耳頓的原子說是根據下列何者所提出的？　 (Ａ)古代希臘哲學家的理論　(Ｂ)阿瑞尼斯的解離說　(Ｃ)歸納實驗結果而假設原子存 在 (Ｄ)由實驗實際觀察到原子的存在　(Ｅ)拉塞福的金箔散射實驗。 02.0下列有關原子的敘述，何者正確？　 (Ａ)原子是具有物質特性的最小粒子　(Ｂ)若組成物質的原子種類相同，則所形成的化 合物性質亦相同　(Ｃ)元素是由同一種原子所組成，但再以化學方法分解也有可能得到 新的純物質　(Ｄ)在核反應中，原子快速重新排列，原子的種類和數目均不會改變。 03.0道耳頓的原子說無法解釋下列何項定律？　 (Ａ)定比定律　(Ｂ)倍比定律　(Ｃ)氣體化合體積定律　(Ｄ)質量守恆定律。 04.0氮與氧兩元素可形成下列三種化合物　NO、N2O3、N2O5，若各化合物中氮元素的質量相 等， 則氧元素的質量比　NO：N2O3：N2O5　為何？　 (Ａ)　1：3：5　(Ｂ)　2：3：5　(Ｃ)　5：3：2　(Ｄ)　15：10：6。 5.0反應　A＋2B　→　C，取　8　克　A　與　10　克　B　充分反應後，A　完全耗盡時尚剩餘　2　克　B，求 反應 時　A、B、C　三者的質量比為若干？　 (Ａ)　1：1：2　(Ｂ)　1：2：1　(Ｃ)　8：8：2　(Ｄ)　8：10：2。 6.0均由　A、B　兩元素所組成的甲、乙兩化合物，經元素分析得知　5.2　克甲中含　A　元素　4.8　 克 ，4.4　克乙中含　B　元素0.8克；已知甲的化學式為　AB，則乙的化學式為何？　 (Ａ)　AB2　(Ｂ)　A2B3　(Ｃ)　A2B5　(Ｄ)　A3B8。

7.0燃燒　0.25　克　H2，可得水　2.25　克；另以過量的　H2　還原　1.592　克氧化銅，可得銅　

1.272　克

及水若干克？　(Ａ)　0.25　(Ｂ)　0.32　(Ｃ)　0.36　(Ｄ)　0.72。

8.0已知同溫、同壓下，2　升甲氣體可與　4　升乙氣體完全反應生成　4　升丙氣體，若甲氣體僅 含　A、B　兩種原子，乙氣體不含　A　原子，則甲之化學式可能為下列何者？　

(Ａ)　AB2　(Ｂ)　AB3　(Ｃ)　A2B2　(Ｄ)　A2B3。

9.0某氣體在　27　℃、1　atm　下，0.6　升重　0.7　克；氧於同溫、同壓下，1.2　升重　1.6　克。此 氣

體可能為下列何者？（原子量：C＝12，N＝14，O＝16）　 (Ａ)　NO　(Ｂ)　CO　(Ｃ)　NO2　(Ｄ)　CO2。

10.0同溫、同壓下，A2(g)　10　mL　與　B2(g)　30　mL　完全反應生成新氣體，若欲以　A、B　表此

新氣體

，則此新氣體可能寫為下列何者？　(Ａ)　AB3　(Ｂ)　AB2　(Ｃ)　A2B　(Ｄ)　A3B。

11.0在　25　℃、1　atm　時，5　升的氧氣含有　n　個原子，則在同狀況下，20　升的二氧化碳氣 體含 有若干個分子？　(Ａ)　n　(Ｂ)　2n　(Ｃ)　4n　(Ｄ)　6n。 二、多重選擇題 1.0下列何者反應不符合質量守恆定律？　 (Ａ)鞭炮爆炸　(Ｂ)鎂帶燃燒　(Ｃ)鈾核分裂　(Ｄ)電解水　(Ｅ)原子彈爆炸。 2.0同溫、同壓下之氣體反應，甲：2NO(g)＋O2(g)　→　2NO2(g)、乙：H2(g)＋Cl2(g)　→　

2HCl(g)、 丙：C3H8(g)　→　C2H4(g)＋CH4(g)。有關反應後氣體的密度變化，選出正確者？　 (Ａ)甲密度變大　(Ｂ)乙密度不變　(Ｃ)丙密度變小　(Ｄ)甲密度變小　(Ｅ)甲、乙、 丙之密度均不變。 3.0道耳頓所提出的原子說，以現今的化學知識來看，下列何項仍然正確？　 (Ａ)一切物質都是由原子所組成　(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有相同的化性　(Ｄ)原子是基本 粒子，不可分割　(Ｅ)不同元素的原子，性質不同。 4.0下列哪一組物質可以用來說明倍比定律？　(Ａ)一氧化碳和二氧化碳　(Ｂ)水和過氧化 氫(Ｃ)甲醇和乙醇　(Ｄ)紅磷和白磷　(Ｅ)氕、氘和氚。 5.0下列哪些科學家與其發現的定律或學說的配對，或定律、學說與內容的配對是正確的？ (Ａ)拉瓦節——質量守恆定律　(Ｂ)道耳頓——定比定律　(Ｃ)給呂薩克——氣體化合 體積定律　(Ｄ)亞佛加厥定律——同溫、同壓下，相同體積的氣體，含有相同數目的分 子 (Ｅ)倍比定律——銀與氯化合成氯化銀時，5.60　克　Ag　完全反應可生成　7.45　克 　AgCl，又　3.91　克　Ag　 可生成　5.20　克　AgCl。 6. 下列關於具有相同原子數的　CO　與　CO2　兩種氣體，何者正確？　(Ａ)兩者的莫耳數相等 (Ｂ)兩者在同溫、同壓下的體積相等　(Ｃ)　CO　與　CO2　的重量比為　7：11　(Ｄ)兩者的 分 子數比為　3：2　(Ｅ)兩者的分子量比為　7：11。

7.0下列敘述何者正確？　(Ａ)　C2H5OH、CH3OCH3　為同素異形體　(Ｂ)　16O、18O　為同位

(Ｃ)　O2、O3　為同位素　(Ｄ)　SO2、SO3　可說明倍比定律　(Ｅ)石墨、鑽石為同素異形體。 8.0下列有關道耳頓原子說的敘述，何者為正確？　 (Ａ)經由實驗的結果，「假設」原子的存在　(Ｂ)一切的物質都是由原子所構成　 (Ｃ)原子含有帶正電的原子核及帶負電的電子兩部分　(Ｄ)化學反應前後，原子和分子 皆可改變其種類　(Ｅ)原子間以整數個相結合而形成各種化合物。 三、非選擇題： 01. 貝殼、小蘇打、灰石三種物質的外觀不同，但分別加入鹽酸　HCl(aq)　後，所產生的氣體均 能使石灰水變混濁。 (１)根據以上事實，可以推知貝殼、小蘇打、灰石三種物質均含有　(Ａ)二氧化碳分子　 (Ｂ)碳分子和氧分子　(Ｃ)碳原子和氧原子　(Ｄ)氫原子和氧原子。 (２)承上題，這是根據何種定律或學說所作的推論？　(Ａ)定比定律　(Ｂ)倍比定律　 (Ｃ)質量守恆定律　(Ｄ)道耳頓原子說。 02. 有一反應，由　X　與　Y　化合生成　Z。其反應如下：aX＋bY　→　cZ（a、b、c　分別代表係數 ）。而反應物　X　與產物　Z　的質量關係如下圖： (１)當有　8　克　Z　生成時，需要多少克　Y？　(Ａ)　1　(Ｂ)　2　(Ｃ)　3　(Ｄ)　5　(Ｅ)　6。 (２)承上題，若　X、Y、Z　的分子量分別為　36、8、96，則　a：b：c　為多少？　 (Ａ)　3：1：4　(Ｂ)　2：3：1　(Ｃ)　2：3：2　(Ｄ)　4：1：12　(Ｅ)　3：12：1。 03. 甲、乙、丙、丁為四種氮的氧化物，其組成質量比如下表： 化合物 甲 乙 丙 丁

氮元素 28 14 7 7 氧元素 16 32 8 16 (１)甲、乙、丙、丁中是否可能有相同的化合物？ (２)承上題，你是依據下列何種原理來判斷？　 (Ａ)定比定律　(Ｂ)倍比定律　(Ｃ)質量守恆定律　(Ｄ)道耳頓原子說。 (３)當四種化合物中的氧元素質量相同時，四者所含的氮元素之質量比為若干? 4. 分別取不同質量的銅在空氣中加熱，使其完全變成氧化銅，測量加熱前後的質量，所得 結果如下圖(一)。回答下列問題： (１)當　5　克銅在空氣完全氧化時，可生成氧化銅若干克？ (２)圖(二)中甲～戊五條直線中，何者可代表「銅」與「氧」相化合的質量關係？ (３)另取　4　克銅與　4　克氧，置於密閉容器內使其充分反應，可得氧化銅 克，且剩餘 （填銅或氧） 克。 05. 在化合物　XY　中，X　元素與　Y　元素的質量比為　3：4，則　12　克　X　元素要完全反應變成　 XY2，需要若干克　Y　元素？

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牛刀小試解答

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一、選擇題 1. C 2. C 3. C 4. B 5. A 6.D 7. C 8.C 9.B 10.A 11. B

二、多重選擇題

1.CE 2. ABC 3. ACE 4.AB 5.ACD 6.DE 7. BDE 8.ABE

二、非選擇題 1. (1) C；(2) D； 2.(1)B (2)B； 3. (1)是(乙，丁)；(2)A；(3)4：1：2：1； 4.(1)7.5；(2)丁；(3)6、氧、2； 5.32 。

第三節 原子量與分子量

一、原子量 1、原子序、質量數 【範例1】 質子數 中子數 電子數 1 1

H

23 11

Na

16 8

O

2、同一元素的原子，一定含有相同數目的質子和電子，但是中子的數目則不一定相等。像這 樣具有相同的質子數，而中子數不同的原子稱為____________。 例如氫元素有三種同位素氕、氘、氚：

X：元素符號

A－Z：中子數

3、一粒綠豆可以藉由精密的天平稱出質量，但是如果想要知道原子或是分子的質量，該怎 麼辦呢? 其實我們很難直接測量一個原子或分子的質量，因此，通常以各原子的質量相 互比較所得到的數值，來表示原子的質量，稱為___________。 看過來 原子量是比較的數值。國際純粹及應用化學聯合會 (簡稱 IUPAC) 定出以12_{C 為原子} 量的標準，每種元素的原子質量，是與12_{C 原子質量的做比較，所得的比值。} 【範例 2】 有一個未知原子，它的質量經測量後為12_{C 的 1/12，我們可以知道這個原子的質量為_____} _，可推知這個原子應該是______。 【範例 3】 某未知原子與12_{C 原子進行質量測定，質量分別為 24 克與 18 克，請問這個原子的原子量} 是多少? 看過來 原子與元素的區別? 例如：氯原子是指35_{Cl 以及}37_{Cl，而氯元素則是指自然存在之}35_{Cl 與}37_{Cl 所組成之} 物質Cl2。 4、平均原子量 週期表上所列的原子量，是各元素之_______________，即該元素在自然界中存在之同位 素，各乘以其含量百分比再相加所得。 例如：碳的平均原子量 ＝(碳-12 的原子量) × (碳-12 含量百分比)＋(碳-13 的原子量) × (碳-13 含量 百分比) ＝ 12 × 98.89％ ＋ 13.0034 × 1.11％ ＝ 12.01 【範例4】 自然界存在之某元素原子X，其相關數據中，最為正確的是？ (A)原子序 20.1 (B)質量數 40.01 (C)原子量 40.01 (D)電子數 20.01。 Ans ： (C) 【範例5】 硼在自然界中有10_{B 和}11_{B 兩種同位素其原子量為 10.8，則此兩種同位素的含量比值}10_B：

11_{B 是多少？} Ans ： 1 ： 4 二、分子量 分子中所有原子的原子量總和，就是該分子的____________。 【範例 6】 已知葡萄糖的分子式為C6H12O6，請問其分子量為多少? Ans ： 180 【範例 7】 求下列化合物的分子量。(原子量︰S=32，Ca=40，Cu=64，N=14，Cl=35.5) (1) H2SO4 (2) CaCO3 (3) CuSO4･5H2O (4) Cu(NH3)4Cl2

Ans ： (1)98 (2)100 (3)250 (4)203 三、莫耳 當我們去市場買綠豆或是米的時候，可向店員說明需要多少斤。但是碰到像原子那麼小 的粒子時，要如何進行計數呢? 1、國際上以 12 克的12_{C 所含的原子數目作為計數的標準，稱為 1 莫耳 (mole，可記} 為mol) 2、經由計算，12 克的12_{C 中，約含有__________個原子，這個數目稱為_____________} ，此是為了紀念最早提出分子概念的科學家亞佛加厥(Amadeo Avogadro) 四、amu 因為一個原子的質量非常小，難以應用與計算，因此採用原子質量單位(簡稱________ ) 來表示，規定一個12_{C 原子為 12 a.m.u.。} 【範例 8】 (1)1 mol 12_{C 原子重＝__________克 (2)1 個}12_{C 原子重＝______ a.m.u.} (3)1 克＝ ____________ a.m.u. (4)100 個14_{N 原子重＝______ a.m.u.}

Ans ： (1)12 (2)12 (3)6.02×1023 _(4)1400 【範例 9】 試計算下列物質各10 克的莫耳數。[C=12、O=16、Ca=40、Fe=56] (1)碳酸鈣 CaCO3 (2)鐵 Fe (3)蔗糖 C12H22O11 Ans ： (1)0.1 (2)0.18(3)0.029 【範例 10】 化合物CH2FCF3是目前所使用的新冷媒。請問﹕ (1) 其一莫耳的質量為多少克? (原子量: F=19) (2) 一個分子的質量為多少克? (3) 153 克的 CH2FCF3是多少莫耳? 有多少個分子? 有多少莫耳的 C 原子、H 原子、F 原子? 有 多少個碳原子、氫原子、氟原子? Ans ： (1)102 (2)1.69×10－ 22_{(3)1.5，9.03×10}23_{，3，3，6，1.8×10}24_，1.8×1024_，3.6×1024 _。 【範例 11】 氫2.0 克所含的分子數和下列那一項所含的分子數相等？（He  4，N  14） (A) 36 克冰　(B) 16 克氧　(C) 8 克氦　(D) 28 克氮 Ans ： (D) 【範例 12】 已知原子量S  32，則 50 個硫原子之重為多少 amu？

Ans ： (C) 【範例 13】 有關原子量的敘述，何者錯誤？ (A)某元素的原子量為 w，則此元素一原子之質量為 w amu (B)一個12_{C  12.0000 amu，故碳的原子量為 12.0000} (C)某元素的原子量為 x，則此元素對12_{C 之質量比為} 12 x (D)某元素一原子的質量為 27.00 amu，則 6.02  1023_{個原子的質量為27.00 克} Ans ： (B) 【範例 14】 人體紅血球的血紅蛋白中含重　　的　Fe2＋_{，已知血紅蛋白的分子量為　68000，求一分子的} 血紅蛋白中含有幾個　Fe2＋_{？（原子量：Fe＝56）} Ans ： 4 【範例 15】

化學式為　A2B3　的某化合物　9.9　克中含有　3.3　克　B　元素；另一化合物A2B中　A、B　兩元素之

重量百分率各若干？　 Ans ： 85.7％，14.3％ 【範例 16】 等重的下列各氣體，何者所含的原子數最多？ (A) C2H4　 (B) CH4　 (C) CO2　 (D) N2

Ans ： (B)

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一、單一選擇題： 1.0下列四個的質量大小順序，何者正確？(甲)　2　個乙烷分子（C2H6） (乙)　54　amu　水分 子 (丙)　10　克水、(丁)　　莫耳乙烷　(Ａ)(甲)＞(乙)＞(丙)＞(丁)　(Ｂ)(丙)＞(甲) ＞(丁)＞(乙)　(Ｃ)(丙)＞(丁)＞(甲)＞(乙)　(Ｄ)(乙)＞(甲)＞(丙)＞(丁)。 2.0已知在　STP　時，1　莫耳氣體的體積為　22.4　升，下列何項物質所含的原子總數最多？ （原子量：Ag＝108） (Ａ)　72　克銀　(Ｂ)　STP　時，2.24　升　NH3　(Ｃ)　4　℃時，4.5　 毫升 水　(Ｄ)　0.4　莫耳水分子。 3.0下列哪一選項中，物質所含的原子個數相當於亞佛加厥數？（原子量：C＝12，H＝ 1，Cl ＝35.5，O＝16，S＝32）　 (Ａ)　4　克甲烷　(Ｂ)　71　克氯氣　(Ｃ)　20　克三氧化硫　(Ｄ)　11　克二氧化碳。 4.0國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）於　1961　年訂定之原子量標準為下列何者？　 (Ａ)以　　為　1.0000　amu　(Ｂ)以　　為　12.0000　amu　(Ｃ)以　　為　16.0000　amu　 (Ｄ)以自然界存在的氧原子為　16.0000　amu。 二、多重選擇題： 1.0下列各項敘述，何者正確？　(Ａ)　1　amu　為　1　個 C12 _{原子質量的} 12 1 　(Ｂ)　1　amu　為　 1　個　O 　原子質量的 16 1 　(Ｃ)若　N　的原子量為　14，則　100　個　N　原子為　1400　克　(Ｄ)　1　克等 於　6.02　×　1023_{amu　(Ｅ)　1　amu＝1.66　×　10}－24_克。 2.03.01　×　1024_{個氧原子，相當於下列何者的原子數？　(Ａ)　5　莫耳氧分子　(Ｂ)　2.5　克} 分子 氧　(Ｃ)　80　克臭氧　(Ｄ)　5　莫耳臭氧分子　(Ｅ)　6.02　×　1024_{個氧分子。} 3.0下列何種物質所含的原子總數和　1.6　克甲烷的原子總數相同？（原子量：He＝4，）　 (Ａ)　0.25　莫耳氫氣　(Ｂ)　2.3　克二氧化氮　(Ｃ)　　個氨分子　(Ｄ)　6　克　12_C (Ｅ)　2　克氦。 4.0下列物質各　10　克中，所含碳原子數最少與最多者是哪兩項？　

(Ａ)　C2H5OH　(Ｂ)　CH3COOH　(Ｃ)　CH3COCH3　(Ｄ)　C3H8　(Ｅ)　C6H6。 三、非選擇題： 01. 國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）定義：12　克 所含的原子個數稱為　1　莫 耳，簡寫為　1　莫耳；1　莫耳相當於　6.02　×　1023_{個，此數目又稱為 數。} 2. 若葡萄糖（分子量：C6H12O6＝180）中含有　6　莫耳碳原子，則： (１)其質量為 克。 (２)共含有分子 個。

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一、選擇題 1. C 2. D 3. C 4. B 二、多重選擇題 1.ADE 2. BC 3. ADE 4. B E 二、非選擇題 1. C12 _{；亞佛加厥； 2.(1)180 (2) 6.02　×　10}23_；

第四節 溶液

一、溶液的組成 當硫酸銅晶體放入水中時，硫酸銅溶於水中，此杯稱為硫酸銅溶液。均勻的混合物可通稱為 溶液。 1、通常以溶液中主要的物質(量多的)為溶劑，量少的物質為溶質。例如硫酸銅溶液中，水 為溶劑，硫酸銅為溶質 2、依溶劑種類可分為水溶液和非水溶液。 二、濃度 一定量的溶劑或溶液中所含溶質的量，稱為___________ 1、重量百分濃度(％)：100 克的溶液中所含溶質的克數，以百分比表示(％)。 【範例 1】

有比重1.18，濃度為 4％的鹽酸 2.00 升，其所含的氯化氫重若干克。 Ans ： 94.4 g 【範例 2】 等莫耳的醋酸和水混合，則醋酸的百分率濃度為何？ Ans ： 76.9 ％ 2、體積莫耳濃度(M；molarity)：一公升溶液中，所溶有溶質的莫耳數，記為CM 。 【範例 3】 500 毫升溶液中溶解 18 克的葡萄糖(C H O6 12 6)，則[C H O6 12 6]＝ M Ans ： 0.2 M 看過來 實驗室中經常使用體積莫耳濃度為單位來配製溶液，假設要配製0.001 M 的過錳酸 鉀(KMnO4)水溶液 100 毫升： (1)稱量 0.0158 克的過錳酸鉀，倒入 100 毫升的容量瓶中，如圖(A) (2)加入約 60 毫升的水，如圖(B) (3)搖晃使過錳酸鉀固體完全溶解，如圖(C) (4)加水至容量瓶刻度線，即可得到體積為 100 毫升的溶液。

【範例 4】

於27℃時 8.50 克的NH3( )g 溶於40.0 mL 水(密度 1 g /mL)中，比重成為 0.9，則此氨水 之CM ？

Ans ： 9.3 M

3、百萬分點濃度 (parts per million)：每一百萬克溶液中所含的溶質克數，以 ppm 表 示 【範例 5】 水泥工廠排放出的廢水中，每升含有0.22 克的 Ca2+_{，假設水溶液的比重為1，求 Ca}2+_的 濃度為多少ppm? Ans ： 2.2 × 102 ppm 【範例 6】 乾燥空氣中，氪之體積組成為1.14×10－4_{％，其濃度若以ppm 記應為若干？} Ans ： 1.14 ppm 三、溶解度 1、飽和溶液： (1)在一定溫度時，溶液已含有其所溶解溶質的最大量時稱為____________溶液 (2)在飽和溶液中再加入溶質時溶液中的溶質濃度

2、未飽和溶液： (1)溶液中的溶質濃度比飽和溶液小的稱為____________溶液 (2)特點：加入溶質還可 3、過飽和溶液： (1)溶液中的溶質濃度比飽和溶液大的，稱為____________溶液 (2)製備：在較高的溫度時配成飽和溶液（假設溶質在高溫時溶解度較低溫時大），以 過濾法除去未溶解的溶質，將此飽和溶液冷卻則可能得到過飽和溶液。 (3)過飽和為一種__________狀態，若在過飽和溶液中加入一些微小的晶體當作_______ _ （通常為溶質，但有時其他物質也可以），則過飽和溶液即結晶出來而變為飽和溶 液。 (4)應用：人造雨 久旱不雨時，可在天空上散佈________與________，因碘化銀晶形與冰相似，可作結冰 的________，乾冰可________過飽和水蒸氣溫度，使過飽和水蒸氣凝結而降雨。 4、溶解度： (1)意義：飽和溶液中所含溶質的量，稱為該溶質在某一溫度時的 ________ 。 (2)溶解度的表示法： (A)定溫時，每 100 克溶劑中所溶解溶質之克數。(單位：溶質 g／100g 溶劑)。 (B)定溫時，飽和溶液 1 升中所溶解溶質之莫耳數。(單位：溶質 mol／L 溶液)。 5、溫度會影響溶解度的大小︰ (1)固體︰有些隨溫度升高，溶解度增大。有些卻隨溫度升高，溶解度下降

(2)氣體︰均隨著溫度升高，溶解度___________ 【範例 5】 下列有關飽和溶液的敘述，何者錯誤？ (A)飽和溶液中所溶解的溶質已達最大量 (B)飽和溶液中溶解和結晶仍繼續進行，是一種動態平衡 (C)過飽和溶液中加入少許的晶種，則溶質全部析出 (D)一物質的飽和溶液其重量百分率濃度為定值。 Ans ： (C) 【範例 6】 氣體（如氮氣，氧氣等）在水中的溶解度與溫度之關係是？ (A)溫度上升，其溶解度增加 (B)溫度上升，其溶解度減少 (C)溫度上升，其溶解度不變 (D)溫度與溶解度的關係不一定。 Ans ： (B) 【範例 7】 物質甲與乙在溶劑中的溶解度和溫度的關係如圖。現有甲和乙的未飽和溶液各一，若要達到 飽和溶液可利用下列什麼方法？

(A)分別使甲與乙的溫度升高 (B)分別使甲與乙的溫度下降 (C)使甲溫的溫度下降，乙的溫度升高 (D)使甲的溫度升高，乙溫度下降。 Ans ： (C) 【範例 8】

下圖為KCl、NaCl、NaNO3、KNO3溶解度與溫度的關係圖。今將此四種鹽類各100 克分別加

入各含100 克純水之四個燒杯中，並加熱至 100℃，趁熱過濾，濾液慢慢冷卻至 40℃，使 固體結晶析出。比較四個燒杯所析出晶體的重量，下列之敘述何者正確？ (A)KCl最多，NaCl最少 (B)KCl最多，KNO3最少 (C)KNO3最多，NaCl最少 (D)KNO3最多，NaNO3最少。 Ans ： (D) 【範例 9】 下圖之曲線係硝酸鉀溶解度曲線，A、B、C、D、E 各點代表不同硝酸鉀溶液之組成及溫度，試 問： (1)於 10℃欲溶解 30 克硝酸鉀至少需水若干克？ (2)欲使溶液 B 迅速飽和，下列五種操作中那一種最適宜？ (a)將溶解度曲線下降 (b)加溫約至 40℃ (c)加溶質約 5 克／100 克水 (d)降溫約至 10℃ (3)使溶液 E 110 克冷卻至 10℃時，將析出固體硝酸鉀若干克？

Ans ： (1)150 g 、 (2)d 、 (3)47.1 g

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一、單一選擇題 01.0配製　0.5　M　氫氧化鈉水溶液的各種方法，何者正確？（原子量：Na＝23）　 (Ａ)用電子天平稱　2.0　g　NaOH，置於　100　mL　燒杯中加水使溶解後，再加水使水面與　 100　mL 　的刻度齊高　(Ｂ)用三樑天平稱　2.0　g　NaOH，置於　100　mL　容量瓶中加水使溶解，再 加水使水面與瓶頸上的刻度齊高　(Ｃ)用三樑天平稱　1.0　g　NaOH，置於　50　mL　的錐 形瓶中加水使溶解，再加水使水面與50　mL　的刻度齊高　(Ｄ)用　1　L　的燒杯將　1.00　M NaOH　溶液注入至刻度　500　mL　處，再加水至　1　L　之刻度處。 02.0某溫度下，100　克飽和氯化鈉水溶液中含有氯化鈉　26.5　克。若於此溶液中添加　3.5　克 氯 化鈉和　6.5　克水，則所得溶液的重量百分率濃度為多少？　 (Ａ)　26.5％　(Ｂ)　30％　(Ｃ)　26₁₀₀.5_＋＋₆3_..₅5　×　100％　(Ｄ)　₁₀₀26_＋.5₆＋_.53_＋.5_3.5　×　 100％。 0 3.0將　4.0　g　HF　溶於水，配成　2000　mL　溶液，所得溶液的體積莫耳濃度為若干　M？ （原子量：F＝19）　(Ａ)　2　(Ｂ)　0.1　(Ｃ)　2　×　10－3_{(Ｄ)　1　×　10}－4_。 04.0下列何種溶液形成時，沒有溶解度的限制？　 (Ａ)糖＋水　(Ｂ)氯化氫＋水　(Ｃ)氧氣＋氮氣　(Ｄ)碘＋酒精　(Ｅ)水＋汽油。 05.0在一定溫度下，於一定量未飽和的葡萄糖水溶液中不斷加入葡萄糖固體，並攪拌均勻。 則在此過程中，溶液中溶質的重量百分率（W）與加入葡萄糖的質量（m）的變化關係 ， 最接近下列哪一圖示？ (Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ) (Ｅ) 6.0定溫、定壓下，溶液的最大濃度稱為飽和溶解度，簡稱溶解度。下圖為某一鹽類　MX　的溶 解度與溫度關係的曲線圖；若在　20　℃時做實驗，想要完全溶解　45　g　，則至少需加入　 20 　℃水若干　g？　(Ａ)　50　(Ｂ)　100　(Ｃ)　150　(Ｄ)　200。

7.0KNO3　溶解度在　75　℃時為　150　克∕100　克水，25　℃時為　40　克∕100　克水。今將　75 ℃、200 　克飽和硝酸鉀水溶液冷卻至　25　℃，試問將可從溶液中析出若干克　？　 (Ａ)　44　(Ｂ)　55　(Ｃ)　88　(Ｄ)　110。 8.0在　20　℃時，硝酸鉀溶解度為　31.6　克∕100　克水，則同溫下，配製硝酸鉀飽和溶液， 欲溶 解 47.4　克硝酸鉀，至少需水多少克？　(Ａ)　100　(Ｂ)　120　(Ｃ)　150　(Ｄ)　90。 9.0某硫酸鎂水溶液中含有　88　ppm　Mg2＋_，則　SO 42－　之重量百分率濃度約為多少？（原子 量：Mg ＝24，S＝32）(Ａ)　(Ｂ)　(Ｃ)　(Ｄ)　 ％ 。 10.0在下列各項敘述中，何者可增加蔗糖在水中的溶解度？　 (Ａ)降低溫度　(Ｂ)加大壓力　(Ｃ)攪拌　(Ｄ)將蔗糖磨成細粉　(Ｅ)升高溫度。 二、多重選擇題 01.0若　x　克水中溶有　y　克硫酸（硫酸的分子量是　w）而配成比重　s　之水溶液，選出正確之 表 示法？　 (Ａ)溶液的體積＝ s y x＋ _{（毫升）　 (Ｂ)體積莫耳濃度（M）＝} ） ＋ （x y w sy 1000  (Ｃ)體積莫耳濃度（M）＝ _w1000_（x＋y_y）　(Ｄ)溶液重＝x＋y　 (Ｅ)重量百分率濃度（％）＝ x y 　×　100％。 02.0下列哪種濃度表示法，其數值不隨溫度、壓力之變化而改變？(設水及溶質不會因溫度 變化而改變質量) (Ａ)莫耳分率(Ｂ)體積莫耳濃度(Ｃ)百萬分點濃度（mg/kg）(Ｄ)重量百分率濃度 (Ｅ)溶解度 (克∕100　克水)。 三、非選擇題： 01.某廠牌醬油瓶標籤上顯示含（防腐劑）對羥基安息香酸　200　ppm　以下，若該瓶醬油淨

重　2000　克，則表示該瓶醬油含對羥基安息香酸 克以下。 02.4　℃時，水、酒精之比重分別為　1.00　及　0.79，將　50　mL　水和　50　mL　酒精混合，所得 溶液之比重為　0.93，則此溶液之體積為 mL；溶液之體積莫耳濃度為 M。 03.市售硫酸之比重為　1.84，重量百分率濃度為　98％。回答下列問題： (１)欲配製　15％　H2SO4　溶液　500　g，需用該市售硫酸多少　mL？ (２)欲配製　1.0　M　H2SO4　溶液　10.0　L，需用該市售硫酸多少　L？ (３)取出　50.0　mL　硫酸市售溶液，溶於　200　g　水中，試問此溶液重量百分率濃度為何？

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一、選擇題 1.B 2.A 3.B 4.C 5.D 6.C 7.C 8.C 9.C 10.E 二、多重選擇題 1.ABD 2.ACD 三、非選擇題 1.0.4； 2. 96.24、8.92 3 (1)41.6；(2)0.543；(3)30.88％ 。