物質科學_化學篇(上) 第三章 氣體

物質科學_化學篇(上) 第三章 氣體

3-1物質的三態：

1.狀態變化：

(1) 一般物質常有固、液、氣三態，隨著溫度或壓力的改變，相也會跟著改變。

(2) 變化的過程中必伴有能量的變化。這能量變化有些可能是因為相變化所產 生的，而有些可能是因為物質本身溫度變化所造成的。例如：相變化 固態 液態 ^{汽 化} 氣態

凝 固 熔 化

凝 結

僅相變化

熔點 沸點

氣 液 液+氣

固 固+液 溫

度

固態：△H = m S^固 △T 固+液：△H = 熔化熱 × m 液態：△H = m S^液 △T 液+氣：△H = 汽化熱 × m 氣態：△H =m S^氣 △T

加熱時間

(3) 同一物質的能量大小順序為：氣體＞液體＞固體，所以熔化及汽化的過 程都是吸熱反應；而凝結及凝固是放熱反應。

2.以粒子模型解釋物質狀態變化：

(1) 物質狀態變化可以用粒子運動模型來說明，物質粒子具有質量與運動速 度，故具有動能。當一物質的溫度愈高，其運動速度愈快，動能就愈大。

(2) 例如：固態物質中的粒子都被其他粒子吸引著而不能移動，當受到加熱 後，部份粒子的能量增加而能掙脫其他粒子而移動，於是固態物質就逐漸

改變為液態；若再繼續給予能量，則粒子的運動情形更趨激烈，而使液態 物質轉變為氣態物質。

3.物質三態的比較：

3-2 氣體的一般性質：

1. 常見氣體之比較：

氣體 化學式 顏色 氣味 特性 溶於水

氮 N2 _活性小

氧 O² _助燃

氬 Ar 活性小

不易溶

二氧化碳 CO2 活性小 可溶，酸性

一氧化碳 CO

無味

不易溶

氨 NH3 _{剌激臭味 可溶，鹼性}

硫化氫 H₂S _腐臭味

一氧化氮 NO

無色

二氧化氮 NO2 _紅棕色

氯 Cl² _黃綠色

可溶，酸性

碘蒸氣 I2 _紫色

剌激臭味

具毒性

不易溶

2. 氣體的通性

(1) 微觀：氣體是由高速自由運動的分子所組成，氣體分子間相距甚遠。

(2) 巨觀：可壓縮、可膨脹、可擴散、冷卻時體積縮小、密度低。

3. 氣體的壓力

(1) 壓力的測量：如圖所示，容器內氣體壓力P_B =P_h′

(2) 單位換算：

O cm mH

gw

bar Pa

torr mmHg

cmHg atm

2 2

5

336 . 10 6

. 1033

013 . 1 10

013 . 1 760

760 76

1

=

=

=

×

=

=

=

=

4. 溫標的換算：

(1) 測量溫度的儀器稱為溫度計。溫度計的溫標常用的有攝氏(Celsius or cetigrade scale)，單位為℃；以及華氏(Fahrenheit scale)，單位為℉。

(2) 在科學上常用絕對溫標(Absolute temperatrue scale) ，單位為 K，與攝氏 溫標的刻度相同但基準點不同。-273℃=0 K。

(3) ( ) 32 5

) 9

( = +

′ ℉ t ℃

t ；T(K)= ℃t( )+273

℃ ℉

100 212

0 X

32

由線段比例得：

) 32 9(

5

32 212

32 0

100 0

−

=

⇒

−

= −

−

−

Y X

Y X

Y

5. 常見的氣體的製備：

氣體 反應方程式 收集法

氧 O₂ (1)2H₂O₂^MnO →² 2H₂O+O₂

(2)2KClO₃^MnO^2,heat→2KCl +3O₂ (3)2H₂O^電解 → 2H₂ +O₂

氮N₂ NH₄Cl+ NaNO₂ →^∆ N₂ +2H₂O+NaCl

氫H₂ ⁽¹⁾Zn+H2SO4 →ZnSO4 +H2

(2)2H₂O^電解 → O₂ +2H₂ 乙炔

2 2H

C CaC² +2H²O→Ca(OH)² +C₂H₂ 一氧

化氮 NO

O H NO NO

Cu HNO

Cu 8 ₃( ) 3 ( ₃)₂ 2 4 ₂

3 + 稀 → + +

排水集氣法：

適用於難溶於水的 氣體

二氧 化碳 CO2

(1)CaCO₃ +2HCl →CaCl₂ +H₂O+CO₂

(2)2NaHCO₃ +H₂SO₄ →Na₂SO₄ +2H₂O+2CO₂ 氯

Cl2 ⁽¹⁾MnO² +4HCl→^∆ MnCl² +2H²O+Cl²

(2)2KMnO₄ +16HCl→2MnCl₂ +2KCl +8H₂O+5Cl₂ 二氧

化硫 SO2

2 2

4 4

2 2

2H SO CuSO H O SO

Cu+ →^∆ + +

氯化 氫

HCl

HCl NaHSO

SO H

NaCl + _{2 4} → ₄ +

二氧 化氮 NO2

O H NO

NO Cu HNO

Cu+4 ₃(濃)→ ( ₃)₂ +2 ₂ +2 ₂

向上排空氣法：

適用於易溶於水且 比空氣重的氣體

氨

NH3 2NH⁴Cl +Ca(OH)² →^∆ CaCl² +2H²O+2NH³ _{向下排空氣法：}

適用於易溶於水且 比空氣輕的氣體

3-3 波以耳定律：

1. 波以耳定律：1662 年，英人波以耳所提出的，在定溫下，一定量氣體的體積 (V )與氣體壓力( )成反比。 P

2. 以數學式：

P

∝ 1

V 或PV =常數 3. 圖示：

4. 適用條件：

(1) 氣體的莫耳數及溫度不變。

(2) 須為氣體，純氣體或混合氣體均適用。

(3) 壓縮後氣體無液化情況。

(4) 當外界所施的壓力大到某一程度時，氣體便發生液化現象，凝成液體，

此時不再適用波以耳定律。

5. 從粒子的觀點看波以耳定律：

(1) 氣體壓力來自以氣體分子對器壁的碰撞。氣體的動能愈大，碰撞次數及單 位面積所承受的力愈大，壓力就愈大。

(2) 定溫下，容器的體積縮小時，氣體對器壁的碰撞頻率就增加，因而氣體所 產生的壓力就增加了，體積和壓力的變化關係如下圖所示。

6. 波以耳的實驗裝置：

7. 波以耳定律的關係圖：

P P PV

V 1/V

V或 P

3-4查理定律

1. 查理定律：1787 年，法國查理發現溫度對氣體體積的效應；1802 年給呂薩 克提出氣體體積(V )與攝氏溫度( )的關係；1848 年凱耳文建立絕對溫標，修 正為氣體體積(V )與絕對溫度(T )的關係。

t

2. 查理定律的內容：

(1) 在定壓下，溫度每改變 1℃，任何氣體體積的變化為 0℃時的

2731 ，即 273 )

(273 273)

1

( ₀

0

V t V t

V_t = + = + 。

(2) 在定壓下定量氣體的體積與絕對溫度成正比。 即V ∝ 或T V =kT。 3. 圖示：

4. 適用的條件：

(1) 定壓下的定量氣體(莫耳數不改變)。

(2) 降溫後仍為氣體(沒發生液化)。

(3) 可適用於任何氣體，包含混合氣體。

5. 從粒子的觀點看查理定律：

(1) 當溫度升高時，分子運動速率變大，氣體對器壁的碰撞頻率就增加，因而 氣體所產生較大的壓力使容器膨脹，氣體體積因而變大。

(2)

(3)

6. 查理定律的應用：

(1) 天燈：用薄紙細竹糊成的燈籠下方放置吸滿油的紙，點燃油紙後，燈籠內 的空氣受熱膨脹，密度變小，而使燈籠升空。

(2) 熱氣球：原理與天燈相同。

(3) 氣體溫度計：氣體的熱脹冷縮較固、液體大，因此可以製作準確度較大的 溫度計，如氫氣溫度計。

7. 絕對溫度的發現：

(1) 在兩種壓力下，以定量的氣體測量其體積與不同溫度之間的數據。再利用

作圖經內插法求得體積為零時，溫度為-273℃。

(2) 實驗裝置及作圖如下：

3-5理想氣體方程式 1. 亞佛加厥定律：

(1) 1811年義大利亞佛加厥所提出的。

(2) 同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同數的分子。亦即在相同條件 下，氣體的體積(V )與莫耳數( )成正比。 n

(3) 適用條件：任何純氣體或混合氣體均可。

(4) 莫耳體積：一莫耳物質的體積

(a) 由實驗測量各氣體之莫耳體積結果發現，在相同狀況下，各氣體之莫耳 體積大致相同。

(b) 在S ..T P下，氣體的莫耳體積為22.4L。 (c) 在O ..T P下，氣體的莫耳體積為24.5L。 (5) 亞佛加厥定律的應用：

(a) 解釋氣體反應體積定律：亞佛加厥首度以分子的觀念來解釋氣體反應，

例如氮與氧反應生成一氧化氮，其反應的體積比為 1：1：2，如此的反 應是否表示 1 個氧原子與 1 個氮原子可以生成 2 個一氧化氮呢?當然不 可以，因為根據道耳吞的原子說，原子是不可以分割的，所以當然不可 以將 1 個氧及 1 個氮各分割成一半後再結合成一氧化氮，因此唯一的解 釋便是氧是由兩個氧原子所形成的，稱為氧分子；而氮同樣是由兩個氮 原子所形成的氮分子。這是化學界首度有人提出的分子觀念。

(b) 測量氣體的分子量：在 下測出每公升氣體的質量，可得知氣體的 密度，乘上 22.4 即可算出未知氣體的分子量。

P T S ..

2. 理想氣體方程式：

(1) 由波以耳定律、查理定律及亞佛加厥定律綜合體積與溫度、壓力、莫耳數 之間的關係如下： V T V n

P ∝ ∝

∝ 1; ;

V 1)

)(

)(

(n T P V ∝

⇒ (2) 由(1)式可得理想氣體方程式PV =nRT

(3) R稱為理想氣體常數，R=0.082atmL/molK (化學上常用)

=8.314J /molK (物理上常用) R

(4) 常用的 值

P V n T R

常用單位 atm _{L mol K 0.082atmL /molK} 標準單位 mmHg L mol K 62.4mmHgL /molK

SI制 Pa =N/ m² m^{3 mol K 8.314J /molK} 熱學單位 Pa =N/ m² m^{3 mol K 1.987cal /molK}

(5) 理想氣體與真實氣體之比較：

理想氣體 真實氣體

分子本身體積為零 分子本身具有體積

與器壁或氣體分子之碰撞為彈性碰 撞

與器壁或氣體分子碰撞時能量稍有 損失

氣體分子只有移動 氣體分子有移動、轉動、振動

氣體分子間無作用力，不易液化 氣體分子間有作用力，可液化

氣體分子是由大量不停運動的分子組成，具有可膨脹、可壓縮、可擴散、

因器成形等特性，其具有的動能與絕對溫度成正比。

3-6 理想氣體方程式的應用：

1. 氣體分子量的測定：

(1) 若樣品氣體的重量為W ，而其分子量為 ，則知此氣體莫耳數M

M n = W 。

(2) 將 代入理想氣體方程式n PV = nRT，重新整理可得 RT M

PV = W ，移項可

得 RT V

PM =W 。

V W

dRT PM =

=M₁X₁ M_混

nRT PV =

PV

=nRT

(3) 因 為單位體積氣體的質量，即是氣體密度 ，所以(2)式可改寫為

。

d

2. 求混合氣體的分子量

混合氣體的分子量是依各氣體莫耳數的比率(莫耳分率)平均而得，公式如 下： + M₂X₂ +"

3. 利用 公式，求出條件改變後，其他變數之變化。

4. 混合氣體須先檢查是否會產生化學反應，若會反應，需先求出反應後氣體的 莫耳數，再代入 =nRT。而餘下的液體或固體之體積可忽略不計。

5. 從PV 去看各變數之間的關係圖。

3-7 道耳吞分壓定律：

1. 混合氣體的重要性質：

(1) 混合氣體可視為一均勻的氣態混合物，在容器中每一部分都是相同的。

(2) 混合氣體的各成分氣體所佔有的體積與溫度是相同的。

(3) 混合氣體中各成分氣體若是不起化學反應，其性質可視為其成分氣體單獨 存在的質之總和。

2. D.C. 1801 道耳吞提出：混合氣體的總壓力 等於各成分氣體 分壓 的總

和，表示為 。

P i P_i

∑

= + +

= P P P_i P _{1 2} "

3. 分壓與總壓的定量關係：

(1) 在同一容器中，混合均勻的氣體，溫度與體積均相同，根據理想氣體定律，

此時各氣體的壓力與其莫耳數成正比，即

或

n P∝

i i i

i

n P n

n

P

P =

=

=

∑ ∑

) (

)

( ( )

=

∑

⇒

i i

i n

P n P

(2) 而成分物質 的莫耳數與混合物總莫耳數的比值i

稱為莫耳分率(X_i)，即

=

∑

i i

n n

Xi ^，其中

∑

2

= + +

= X₁ X₂ " 1 X_i

i

i PX

P =

1 2 2

1

d d vv = d

1 2 2

1

M M v

⇒ v =

(3) 道耳吞分壓定律可以用另一數學式表示，即 。

4. 分壓定律的應用：利用排水集氣法所收集的氣體中常含有飽和的水蒸氣，故 在計算氣體的壓力時，必須扣除飽和水蒸氣壓，以求乾燥氣體的壓力。即

O。

H atm

gas P P

P = −

3-8 擴散：

1. 格銳木定律：D.C.1848 英國科學家格銳木(T.Graham)提出：同溫同壓下，氣 體擴散(或逸散)的速率和氣體密度的平方根成反比，即

2. 利用

T dRT PM

PM = ⇒ ∝ 代入上式，可得

1 1 1

2 2 2

1 2 2

1

T M P

T M P d

d v

v = = ，

同溫同壓下

3. 格銳木定律的應用：

(1) 測量未知氣體的分子量：氣體擴散速率與其分子量平方根成反比，因此在 同溫同壓下比較未知氣體與已知氣體的擴散速率，便可求出未知氣體之分 子量。

(2) 同位素原子間化學性質相同，故只能用物理方法分離，常以擴散速率的差 異作為分離的條件，如 的分離，²³⁵ 為核反應的燃料，但僅佔 鈾的千分之七，將鈾與氟反應成高揮發性的六氟化鈾(UF )，利用

和 的分子量不同，因而擴散速率不同，將此混合氣體通過一系列的 U

U ²³⁸

235 和 U

6 6

235UF

6 238UF

多孔膜，便可逐漸地分離出²³⁵U和²³⁸U 。

349 6

19× = 352 6

19× = U (3) ²³⁵UF₆的分子量M₁ =235+ ²³⁸UF₆的分子量M₂ =238+

每擴散一個障礙壁，可將²³⁵ 之濃度提高 1.004

352349= 倍。

課後練習：

3-1 物質的三態：

單一選擇題

1、( C ) 物質所以會有熱脹冷縮的現象是由於 (Ａ)受熱時分子間距離減小 (Ｂ)冷卻時分子就靜止不動 (Ｃ)受熱或冷卻時分子間的距離就增大或 縮小 (Ｄ)分子間距離受熱時增大，冷卻時不變

2、( C ) 下列何者分子間的空隙為最大？ (Ａ)固體 (Ｂ)液體 (Ｃ)氣體 (Ｄ)固 體和氣體

3、( A ) 下列四圖中，小白球代表氦原子，大灰球代表氮原子。哪一圖最適合

表示標準狀態(STP)時，氦氣與氮氣混合氣體的狀態？ (Ａ)

(Ｂ) (Ｃ) (Ｄ)

【91 學科能力測驗】

4、( D ) 水受熱變成水蒸氣時 (Ａ)分子形狀變大 (Ｂ)分子結構改變 (Ｃ)分子 質量變輕 (Ｄ)分子距離變大

5、( C ) 使氣態物體液化，下列那一項因素最有利？ (Ａ)降低氣態物體的溫度 及壓力 (Ｂ)增加氣態物體的溫度及壓力 (Ｃ)降低氣態物體的溫度並對 它施以大壓力 (Ｄ)增加氣態物體的溫度並降低它的壓力

3-2 氣體的一般性質：

一. 單一選擇題

1、( B ) 家庭用液化瓦斯筒內裝的主要成分是丙烷，室溫時丙烷的飽和蒸氣壓 約為 10atm，當瓦斯用盡時，筒內壓力最接近幾大氣壓？ (Ａ)0 (Ｂ)1 (Ｃ)9 (Ｄ)10 【82 日大(自)】

2、( D ) 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 【89 日大(自)】

二. 多重選擇題

3、( ABDE ) 下列氣體顏色正確的有那些？ (Ａ)碘蒸氣為紫色 (Ｂ)二氧化氮為 紅棕色 (Ｃ)溴蒸氣為紫色 (Ｄ)氯是黃綠色 (Ｅ)氧氣無色

4、( AE ) 下列關於氣體性質的敘述何者有誤？ (Ａ)氣體是無色無味 (Ｂ)氣 體體積形狀隨容器改變 (Ｃ)氣體有極佳的膨脹性 (Ｄ)氣體不易被壓 縮 (Ｅ)氣體分子間距離遠大於固體分子間距離

5、( ABD ) 下列關於氣體性質的敘述正確的有 (Ａ)氣體的運動速度很快 (Ｂ) 少數氣體具有顏色、氣味 (Ｃ)氧只會以氣體形式存在 (Ｄ)氣體體積會 受溫度、壓力的影響而改變 (Ｅ)不同氣體擴散均勻時會形成均勻的新

物質

3-3 波以耳定律：

一. 單一選擇題

1、( D ) 某 8 公升真空容器充入氧，壓力 5atm，今若壓力減為 2atm，溫度不 變下，則必須放出 1atm 之氧氣若干公升？ (Ａ)6 公升 (Ｂ)12 公升 (Ｃ)18 公升 (Ｄ)24 公升

2、( C ) 一氣體於某容器內壓力為 650mmHg，今抽出一部分氣體後壓力減為 600mmHg，在溫度一定下，被抽去之氣體於 1atm 下，占有 2.5mL，

求原容器之體積為 (Ａ)3.2 (Ｂ)2.9 (Ｃ)38 (Ｄ)76 (Ｅ)80 mL

3、( C ) 如圖 A, B 兩容器體積比為 2：1，A 中盛壓力 120cmHg 之空氣，B 中 盛 50cmHg 之空氣，試求當活塞打開後，最後壓力為 (Ａ)6.6cmHg (Ｂ)58.9cmHg (Ｃ)96.7cmHg (Ｄ)103.2cmHg

4、( C ) 一大氣壓下，某氣泡由湖底上升至湖面，其體積增大為原來的 6 倍，

則湖深約 (Ａ)5 米 (Ｂ)6 米 (Ｃ)50 米 (Ｄ)60 米

5、( D ) 將氣體緩緩加入連接閉口式壓力計的容器中，直到 B 管水銀面較 A 管 高 150mm(如圖)，在 1 大氣壓下，若改用開口式壓力計，若 A 管壓力 不變，則兩管水銀面為 (Ａ)高度差依然不變 (Ｂ)B 管較 A 管高 610mm (Ｃ)B 管較 A 管高 910mm (Ｄ)B 管較 A 管低 610mm

6、( B ) 如圖有三個定容之容器甲、乙、丙，以及可膨脹之氣球用管路聯結在 一起。開始時各活栓關閉，各容器之體積及壓力如圖所示。現將各活栓 打開，當系統內之壓力達到一大氣壓時，問氣球的體積為何？(假設氣 球之初體積以及管路之體積皆可不計。系統前後之溫度保持一定。)

(Ａ)1.13 升 (Ｂ)1.50 升 (Ｃ)3.24 升 (Ｄ)13.5 升

7、( C ) 如圖之裝置於甲室裝 1atm 之 N2 4 升，乙室裝 1atm 的 O2 1 升，當隔 膜 E 破裂時，則 (Ａ)A 之汞面下降，B 上升 (Ｂ)A 之汞面上升，B 下 降 (Ｃ)A、B、C、D 汞面均不變 (Ｄ)C 之汞面下降，D 上升 (Ｅ)A、B、

C、D 汞面均下降

8、( D ) 有一平放的玻璃管，開口一端含有a cm 之 Hg，內側含有b cm 之空 氣，如圖，若外界壓力為 1atm 時，當開口一端垂直朝下，水銀未滑落，

則內側空氣之長度為若干？(管徑是均勻，管截面積為 2cm²) (Ａ) a

a + 76

76 cm (Ｂ)

b a

b

− + 76

76 cm (Ｃ) 76

) 76

( −a bcm (Ｄ) a b

− 76

76 cm

3-4查理定律 一. 單一選擇題

1、( D ) 下列五種圖中那一圖正確表示一大氣壓下，一定量理想氣體之體積(t

℃)之關係？ (Ａ)

(Ｂ) (Ｃ) (Ｄ)

(Ｅ)

2、( C ) 壓力不變時，一定質量之氣體，其溫度自 127℃上升至 128℃時，則 其體積增大為原有之多少倍？ (Ａ)

273 274 (Ｂ)

127 128 (Ｃ)

400 401 (Ｄ)

274 273

3、( A ) 一定莫耳數的理想氣體由 P1atm 及 t1℃變至P2atm 及t2℃，變化前後 之體積比(

2 1

V

V )應為 (Ａ)

1 2 2 1 2

1

1 . 273

1 . 273

P P t t V

V ×

+

= +

(Ｂ) ^{21 273.1 12 12}

1 . 273

P P t t

V ×

+

= + V

(Ｃ) ^{21 12 P12}

P t t V

V = ×

(Ｄ) ¹

2 2 1 2 1

P P t t V = × V

4、( C ) 體積 1000mL 之理想氣體，壓力倍增時，溫度由-⁸⁰ 升至 101℃，則 最後之體積約為 (Ａ)250 (Ｂ)500 (Ｃ)1000 (Ｄ)4000 (Ｅ)600 mL

°

5、( C ) 某一開口容器中裝有氮氣，當溫度由 27℃加熱至 177℃時，由逸出此 容器的氮氣，占原有氮氣的 (Ａ)50% (Ｂ)42% (Ｃ)33.3% (Ｄ)25%

(Ｅ)15.7%

6、( A ) 定壓時，定量氣體 0℃及 200℃時之體積比為 a：b，則下列何者為絕 對零度之攝氏度數的正確計算式？ (Ａ)

b a

a

− 200

(Ｂ) ^b

b

− 200

a (Ｃ) ^b

b a− 200

(Ｄ) ^a

b a 200

−

(Ｅ) ^a

a

− 200 b

7、( D ) 有一個鋼瓶容器，裝有 1 莫耳 Ar，下列那種溫度的變化，可使壓力之 增加率最大？ (Ａ)25℃～26℃ (Ｂ)100℃～101℃ (Ｃ)200K～201K (Ｄ)100K～101K

3-5理想氣體方程式 一. 單一選擇題

1、( D ) 理想氣體方程式PV=nRT中，R為莫耳氣體常數，其單位可為 (Ａ)(大 氣壓×莫耳)/(升×K) (Ｂ)(大氣壓×K)/(莫耳×升) (Ｃ)大氣壓/(莫耳×K) (Ｄ) 卡/(莫耳×K) (Ｅ)(mmHg×K)/(升×莫耳)

2、( A ) 下列何者最接近理想氣體？(Ａ)氦氣 (Ｂ)氧氣 (Ｃ)氮氣 (Ｄ)氨氣 (Ｅ)二氧化硫

3、( E ) 下列何項氣體最近於理想氣體？ (Ａ)25℃1atm CO2 (Ｂ)100℃1atm H2O (Ｃ)STP O2 (Ｄ)-200℃50atm H2 (Ｅ)300K 0.1atm He

4、( B ) 同溫同壓同體積的氣體甲及氣體乙的重量各為 0.92 克及 0.64 克，已 知甲僅由氧和氮二元素結合組成，而乙為氧氣，則該重量之甲氣體所含 原子總數為 (Ａ)2.4×10²² (Ｂ)3.6×10²² (Ｃ)4.8×10²² (Ｄ)1.2×10²² 5、( A ) 鋼筒內裝 4.4 公斤的 CO2滅火器，在室溫常壓下全部釋放出來時，其

體積有多少升？ (Ａ)2.45×10³ (Ｂ)2.24×10³ (Ｃ)4.4×10³ (Ｄ)1.2×10³ 6、( A ) 在體積 1600 毫升的真空容器中，將 0.5 克液態有機化合物完全氣化

在 40℃時，其平衡壓力為 190torr，該有機化合物應為 (Ａ)甲醇 (Ｂ) 乙醇 (Ｃ)二甲醚 (Ｄ)丙酮 (Ｅ)二乙醚

7、( B ) 在 1 大氣壓 27℃下 80 克某液體放入一 10.0 升的容器後密封。當加 熱至 127℃時，該密封容器內的壓力為 9.53 大氣壓。假設在 27℃時該 液體之蒸氣可忽略，在 127℃時該液體完全氣化；則該液體分子量為 何？ (Ａ)28 (Ｂ)32 (Ｃ)46 (Ｄ)64

8、( A ) 下列那一種不是理想氣體應具備的條件？ (Ａ)分子間無引力，但分子 有大小 (Ｂ)分子間有引力，但分子無大小 (Ｃ)分子間無引力，分子亦 無大小 (Ｄ)完全遵守波以耳、查理定律，亦適用於PV=nRT (Ｅ)高壓 低溫時，亦不液化及固化

9、( B ) 超音速飛機飛行中每小時產生二氧化碳 6.6×10⁴公斤，如果溫度為 627℃，壓力為 0.41 大氣壓，則二氧化碳體積為 (Ａ)1.9×10⁴升 (Ｂ)2.7×10⁸升 (Ｃ)4.2×10⁸升 (Ｄ)2.1×10¹¹升

10、( C ) 在 27℃4atm 時，1 升氫中有n個分子，則在 127℃1atm 時，2 升氨 中有多少個原子？ (Ａ)3n (Ｂ)2n (Ｃ)

2

3n (Ｄ)

3 4n

11、( B ) 下列關於真實氣體的敘述，何者錯誤？ (Ａ)凡得瓦(Van der Waals) 方程式以n²a/V ²修正壓力 (Ｂ)氣體分子本身所占的體積愈大，愈接近 理想氣體 (Ｃ)壓力一定時，溫度愈高，分子的動能愈大 (Ｄ)高溫低壓 下，PV/nRT愈接近 1

3-6理想氣體方程式的應用：

一. 單一選擇題

1、( B ) A, B 兩理想氣體，分子量依次為m 與n，兩氣體按重量比 A：B=1：

2 相混合，則平均分子量 (Ａ)

m n

nm 2 2

+ (Ｂ)

m n

mn 2 3

+ (Ｃ)

n m

nm 2 2

+ (Ｄ)

n m

mn 2 3

+ 2、( C ) 3atm, -73℃之一氧化碳其密度為多少克／升 (Ａ)4.32 (Ｂ)4.68

(Ｃ)5.12 (Ｄ)5.65

3、( C ) 某氣體在 91℃及 750mmHg 壓力下其密度 0.991g/L，則此氣體可能

為下列何者？(N=14) (Ａ)CH4 (Ｂ)O2 (Ｃ)NO (Ｄ)N2 (Ｅ)O2

4、( D ) 某一直鏈烴，其蒸氣密度為同溫，同壓下氧氣密度之 2.25 倍，此烴 為(原子量：C=12.0, H=1.00, O=16.0) (Ａ)烷 (Ｂ)丁烯 (Ｃ)丁炔 (Ｄ) 戊烷

5、( B ) 2A(g)→2B(g)+3C(g)之反應中，若溫度、壓力不變下，反應前後密度比 為 8：5 時，求A之分解率？ (Ａ)0.2 (Ｂ)0.4 (Ｃ)0.6 (Ｄ)0.8

6、( E ) 假設 4000K 時 Cl2(g)有 10%分解為 Cl(g)，而其總壓力為 1atm，則該 混合氣體之密度為(Cl=35.5) (Ａ)0.187g/L (Ｂ)0.177g/L (Ｃ)0.207g/L (Ｄ)0.217g/L (Ｅ)0.197g/L

3-7 道耳吞分壓定律：

一. 單一選擇題

1、( A ) 若將壓力為 300mmHg 之 H2 500 毫升，壓力為 400mmHg 之 N2 500 毫升及壓力為 700mmHg 之 NH3 20 毫升共置入一容積為 1000 毫升之 容器中，則此混合氣體之壓力為 (Ａ)364mmHg (Ｂ)1400mmHg (Ｃ)700mmHg (Ｄ)1000mmHg

2、( B ) 將 0.269 克的五氯化磷加入 100 毫升的密閉容器中，並加熱至 250

℃，使其完全氣化，此時測得該容器內壓力為 1.00 大氣壓。在此容器 內五氯化磷的分壓近於(原子量：P=31.0, Cl=35.5)(註：化學平衡式，

PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)) (Ａ)0.553 大氣壓 (Ｂ)0.106 大氣壓 (Ｃ)1.00 大氣壓 (Ｄ)0.0500 大氣壓

3、( B ) 如圖三容器依次裝有 HCl(g), NH3(g)及 CH4(g)三種氣體，當活門關閉時，

測得各氣體壓力均為 2atm，若將容器間的活門打開，三球氣體混合均 勻後，求 NH3所占的莫耳分率？ (Ａ)0.33 (Ｂ)0.25 (Ｃ)0.20 (Ｄ)0.15

4、( B ) 同重之氧與甲烷混合氣體呈壓力 760mmHg，則氧之分壓占 (Ａ)190mmHg (Ｂ)253mmHg (Ｃ)380mmHg (Ｄ)507mmHg

5、( A ) 27℃, 1atm 下，2NO2(g) N2O4(g)之平衡系，混合氣體密度為 3.10g/L，

若 NO2之分壓為Patm，則 NO2在混合氣體中之重量百分率為

(Ａ) P P

− 2

100 % (Ｂ) P P

− 4

100 % (Ｃ) P P

− 3

50 % (Ｄ) P P

− 2

50 % (Ｅ) P P

− 4

50 %

3-8 擴散：

一. 單一選擇題

1、( D ) 氫 30mL，擴散通過某多孔素燒筒需時 50 秒，在相同條件，氧 90mL 擴散通過此同一素燒筒需時多少秒？ (Ａ)2.5 (Ｂ)3 (Ｃ)30 (Ｄ)120 2、( A ) 在同溫、同壓下，下列氣體何者具有最大的平均分子速度？ (Ａ)H2

(Ｂ)O2 (Ｃ)CH4 (Ｄ)UF6

3、( C ) 氧分子在 25℃時的平均速率為 4.4×10²公尺／秒，問氦氣在同樣溫度 時之平均速率為何？(O 原子量 16,He 原子量 4.0) (Ａ)3.52×10³公尺／

秒 (Ｂ)1.76×10³公尺／秒 (Ｃ)1.24×10³公尺／秒 (Ｄ)8.80×10²公尺

／秒

4、( D ) 利用氣體擴散分離氣體，下列何組最易？(D=²H，氫的同位素，質量 約為氫的兩倍) (Ａ)C2H6, C2D6 (Ｂ)CH4, CD4 (Ｃ)NH3, ND3 (Ｄ)H2, D2 5、( B ) 在 25℃下，一個容積 1 升的球形瓶內裝有空氣 0.144 克和水蒸氣

0.0198 克。該瓶內氮分子與瓶壁之碰撞次數應與下列那一項重量的分 子在同瓶中與瓶壁碰撞之次數相同？(設空氣組成：氮 80%，氧 20%，

原子量：N=14.0, O=16.0) (Ａ)0.16 克氧 (Ｂ)0.128 克氧 (Ｃ)0.144 克 氮 (Ｄ)0.020 克水蒸氣 (Ｅ)0.171 克氮

答案：

3-1 物質的三態：

單一選擇題

1、( C ) 2、( C ) 3、( A ) 4、( D ) 5、( C )

3-2 氣體的一般性質：

一. 單一選擇題

1、( B ) 2、( D )

二. 多重選擇題

3、( ABDE ) 4、( AE ) 5、( ABD ) 3-3 波以耳定律：

一. 單一選擇題

1、( D ) 2、( C ) 3、( C ) 4、( C ) 5、( D ) 6、( B ) 7、( C ) 8、( D )

3-4 查理定律 一. 單一選擇題

1、( D ) 2、( C ) 3、( A ) 4、( C ) 5、( C ) 6、( A ) 7、( D )

3-5 理想氣體方程式 一. 單一選擇題

1、( D ) 2、( A ) 3、( E ) 4、( B ) 5、( A ) 6、( A ) 7、( B ) 8、( A ) 9、

( B ) 10、( C ) 11、( B )

3-6 理想氣體方程式的應用：

一. 單一選擇題

1、( B ) 2、( C ) 3、( C ) 4、( D ) 5、( B ) 6、( E )

3-7 道耳吞分壓定律：

一. 單一選擇題

1、( A ) 2、( B ) 3、( B ) 4、( B ) 5、( A )

3-8 擴散：

一. 單一選擇題

1、( D ) 2、( A ) 3、( C ) 4、( D ) 5、( B )