第三章
物質的形成與變化
3.1 物質的基本粒子－原子 物質所進行的化學反應，僅是原子間的重新排列；若組成物質的原子種類不同，個 數不同或原子的排列情形不同，則形成的物質的性質就不同。於道耳吞原子說中，假設 原子是不能再分割的，但二十世紀初的科學家做了許多實驗，證明原子是由更小的粒 子組成。 一.原子：是構成物質的基本粒子。由質子、中子、電子三種微小粒子所組成。但也有例外 如氫原子(1 ) 1H ，只有質子與電子，但沒有電子。 1.電子帶負電，電量約為1.61019庫侖。 2.質子帶正電，其電量與電子的電量相等，但質量約為電子質量的質量的 1840 倍。 3.中子不帶電，其質量與質子的質量約略相等。 4.在組成原子的基本粒子中，電子可由一個原子轉移至另一個原子，而形成離子，原 子核在一般的化學反應中是不會發生變化的；只有進行核反應時，原子核才會改變 同時產生極大的能量變化。 5.同類原子，含有同數的質子與電子，但中子數則不一定相等；即是同位素。 二.原子結構的發展歷史： 1.湯木生發現電子：湯木生於西元 1897 年利用陰極射線實驗，發現電子，並推算出荷 質比( 1.76 1011 ) kg C m e ，最大的是電子。其實驗裝置如圖3 1 所示。 圖 3 1 陰極射線特性的實驗 2. 密 立 坎 測 得 電 子 電 量 ： 密 立 坎 於 西 元 1909 年 利 用 油 滴 實 驗 ， 測 得 電 子 電 量 ) 10 6 . 1 (e 19C ，並推算出電子質量(m9.111031kg)。其實驗裝置如圖3 2 所示。圖 3 2 密立坎油滴實驗裝置圖 3.拉塞福的有核原子模型：於西元 1911 年拉塞福利用 α 粒子的散射實驗建立原子模型。 圖 3 3 則為簡單的 α 粒子的散射實驗裝置圖與散射情形。而整個實驗大致歸納如下 (1)原子半徑約為1010公尺，而原子核位於原子的中央部分，半徑約為1015 ~ 1014 公尺。 (2)質子與中子集中於原子核。 (3)電子在原子核外以行星式作繞核運動。 圖 3 3 α 粒子散射實驗 4.拉塞福發現質子：於西元 1911 年拉塞福利用 α 粒子撞擊氮原子核(14 ) 7N ，產生質子 ) (1 1H 。反應方程式如下： N He O H 1 1 17 8 4 2 14 7 。 5.查兌克發現中子：於西元 1932 年查兌克利用 α 粒子撞擊鈹原子核(9 ) 4Be ，產生中子 ) (1 0n 。反應方程式如下： N He O n 1 0 12 6 4 2 9 4 。 三.原子序與質量數： 1.原子序：原子核所帶的電荷數等於帶正電的質子數，也等於核外的電子數，即為原 子的原子序。 2.質量數：原子核中，質子和中子的質量總和約等於原子量；而原子核中的質子數與 中子數的總和，則稱之為質量數。 3.元素原子的表示法： (1)以 X 表示某元素，則此元素表示為 AX Z 。 (2)若是離子則表示成
陽離子(失去M 個電子)： M N A Z X 。 陰離子(得到M 個電子)： M N A Z X 。 (3)其中，Z 原子序
質子數
中性原子電子數、A質量數
質子數
中子數 Z A 中子數。 4.同位素： (1)定義：具有相同原子序，而質量數不同的原子稱為同位素。 (2)性質： a.相同者有原子序、質子數、電子數與化學性質。 b.不相同的有質量數、中子數與物理性質。 c.常見的同位素，如氫的同位素有：1H 1 、H 2 1 、H 3 1 ；氧的同位素有： O 16 8 、 O 17 8 、 O 18 8 。 d.化學性質與核電荷及核外電子數有關，故同位素具有相同的化學性質，同位素很 難用化學方法分離，而須借助物理的方法。 e.大部分的原子都有同位素的存在。 f.週期表中元素的原子量是各安定同位素原子量的平均值。 1.下列有關原子結構的敘述中，錯誤的有 (A)原子核雖然很小，但原子大部分的質量集 中於原子核 (B)原子的體積約為原子核體積的1012 ~1015倍 (C)原子核中質子數恆等 於中子數 (D)中性原子中，質子數恆等於電子數。 2.下列有關氫的同位素1H 1 ， H 2 1 ， H 3 1 的敘述中，正確的是 (A)三者均含一個質子 (B) 在1H 1 中，原子核就是質子 (C)在 H 1 1 、 H 2 1 、H 3 1 中所含中子數依次為1、2、3 (D)三 者的物理性質相同 (E)三者的原子量相同。 3.下列有關同位素的敘述中，錯誤的是 (A)同位素具有相同的質子數 (B)同位素有相同 的化學性質 (C)同位素具有相同的中子數 (D)同位素的原子核中，質子數不一定等於 中子數。4.若以 D 表示2H 1 ，而O為 O 16 8 ，則： (1)D2O中有幾個質子、幾個中子？(10、10) (2)D2O的分子量為若干？(20) 5.銅有兩種同位素：Cu63的含量為69%，質量為63.0amu，Cu65的含量為 % 31 ，質量為65.0amu。則 (1)其平均原子量是多少？ (2)又有一銅片質量為1.0g ，試問其中含多少個銅原子？ 6.自動鉛筆的筆心，其實是由碳原子組成的石墨所構成，若一個碳原子的直徑為 m 10 10 5 . 1 ，而由自動鉛筆畫出一條直線的寬度為0.5mm。則此線的寬度應是由 多少碳原子並排所構成？ 7.在197Au 79 中含 (A)79 個質子 (B)197 個中子 (C)79 個電子 (D)質量數 197 (E)中子數 118。 四.原子核外的電子排列： 1.電子組態： (1)電子在原子核外的分佈情形，稱為電子組態。 (2)電子繞著原子核運轉時，速度非常快，要確認其位置，並不容易。因此，只能根據 其在核外各位置可能出現機率的大小，勾畫其活動範圍，機率較大的部分稱為 軌域，而整個軌域以電子雲的概念表示。
(3)電子在原子核外運動，若以
n
值來區分軌域，則由內而外，分別以1、2、3、4、、來 表示；每一軌域均具有特定的能量，n
值愈大(離原子核愈遠)，軌域的能量愈高；n
值愈小(離原子核愈近)，軌域的能量愈低，也愈安定。我們也可用K(n1)、 ) 2 (n L 、M(n3)、N(n4)層來表示。 (4)週期表第一列元素的原子有一層電子層(1 )s ，稱之為K層；第二列元素的原子則 有二層電子層(2s、2 )p ，稱之為L層；第三列元素的原子則有三層電子層(3s、 3 p、3 )d ，稱之為M 層；第四列元素的原子則有四層電子層(4s、4 p、4d、4 )f 稱之為N 層。 2.電子排列的原則： (1)為使原子得到最大的穩定性，電子的分布，通常先佔有較低的能量層，佔滿後， 再漸次佔有下一能量層。 (2)每一能量層最多能填入2n2個電子。 (3)原子序小於20的元素，在n 3時，最多只能有8 個電子。 (4)原子序1~ 20元素的電子排列示意圖，如圖3 4 。 圖3 4 原子序1 ~ 20元素的電子排列示意圖 3.價軌域與價電子：在電子排列中，能量最高的一組軌域或者是佔有電子的軌域中最 外層者，稱為價軌域；在價軌域中的電子，稱為價電子。 (1)電子佔據軌域趨向於完全填滿，以形成穩定狀態，價電子數較少的元素，容易失 去電子而形成陽離子，價電子數較多的元素則較容易獲得電子而成為陰離子。 (2)元素的化學性質與價電子數有關，價電子數相同的元素稱為同族元素，它們具有 相似的化學性質。(3)鈍氣除氦的最外層電子為 2 個外，其餘皆為 8 個電子，它們以穩定的原子狀態呈現 五.週期表：目前所使用的週期表，是依元素的原子序由小而大排列，橫列為週期，共 分七週期，縱行為族，分成18 族。 1.週期表中各元素的性質具有規律性，大致而言，週期表左下方為具有鹼性的金屬元 素，右上方為具有酸性的非金屬元素。 2.同週期元素的酸性及非金屬性由左而右漸增，鹼性及金屬性則由左而右漸減。 3.同族元素的鹼性興及金屬性由上而下漸增，酸性興及非金屬性由上而下漸減。 4.西元 1869 年，門得列夫根據原子量排出早期較具規律性的週期表，而現行週期表則 是莫士勒根據原子序所排成的。 5.每週期的元素個數分別是 2、8、8、18、18、32、、、。 6.週期表如首頁圖所示。 7.元素的分類： (1)依元素導電性，可將元素分金屬、類金屬及非金屬。 a.金屬：金屬具良好導電性，其導電性隨溫度上升而下降，若含有雜質，也會使其 導電性下降。 b.類金屬：也稱半導體，其導電性介於金屬與非金屬之間，導電性隨溫度上升而增 加，也會因含少量雜質而劇增，此一性質已成為今日整個半導體及電子工業的 基礎，而矽及鍺等類金屬也成為現代人類文明所不可或缺的元素。 c.非金屬：非金屬除石墨外，都不易導電，為絕緣體。 (2)依氧化物的酸鹼性分為酸性氧化物，鹼性氧化物及兩性氧化物。 a.酸性氧化物：非金屬氧化物溶於水時，與水作用產生氫離子；如CO2、SO2等。 b.鹼性氧化物：金屬氧化物溶於水時，與水作用產生氫氧離子；如Na2O、MgO等 c.兩性氧化物：兩性氧化物難溶於水，但可溶於強酸及強鹼中；如Al2O3、ZnO等。 8.下列有關電子分布的敘述中，錯誤的是 (A)電子以一定軌道圍繞原子核運動 (B)軌域 是以機率來描述電子出現的區域 (C)目前已可準確測定電子的位置及其動量 (D)電子 實際運動的軌跡，稱為軌域 (E)在原子附近，行星式的模型正可描述電子運動的情 形。 9.下列關於價電子的敘述中，錯誤的是 (A)在原子的最外層 (B)在原子的最高能量狀態 (C)最容易發生化學反應的電子 (D)受原子核的吸引力最大。
10.下列有關元素週期性質及週期表的敘述中，正確的是 (A)現在的週期表是依各元素 原子量從小到大的順序排列 (B)就導電性，元素大體上可分金屬、類金屬及非金屬三 大類 (C)週期表左下方是在水中呈酸性的非金屬 (D)類金屬的化學性質介於金屬及非 金屬之間，所以列在週期表的中央，統稱 B 族。 11.西元 1989 年，IUPAC決定，把長式元素週期表原先的主副族及族號取消，由左而 右改為18 列，如鹼金屬為第一列，鈍氣族為第 18 列，按此規定，下列敘述中，正 確的是 (A)從第 10 列開始有非金屬元素 (B)第一列元素和第 17 列元素組成的單質， 其沸點變化趨勢相反 (C)只有第二列元素最外層有 2 個電子 (D)在 18 列中，第 14 列 元素組成的化合物種類最多 (E)第 13 列元素有 3 個價電子。 12.有關(甲)14X 7 (乙)146X (丙)136X (丁)126X (戊)125X 五種原子的敘述中，正確的是 (A) 甲、乙為同位素 (B)甲、丙含有相同的中子數 (C)丙、丁有相同的電子分布 (D)丙、戊含 有相同的質子數 (E)乙、丙具有相同的化學性質。 13.下列各種離子或原子的電子分佈示意圖中，錯誤的是 14.西元 1994 年 12 月，科學家發現一種新元素，它的原子核內有 161 個中子，質量數 為272，則該元素的原子序為 (A)111 (B)161 (C)272 (D)433 。
15.某元素之元素符號表示成A ZX表示。則下列敘述中，正確的是 (A)Z是質量數(B)A是 質量數 (C)Z是原子序 (D)Z是原子核所帶的正電荷數 (E)A是原子核中質子數與中 子數的和。 16.下列各項敘述中，不符合拉塞幅的原子模型是 (A)原子是有核的 (B)原子模型類似太 陽系 (C)原子的大部分質量都集中在原子核 (D)帶正電的粒子都集中在極小的範圍內， 大約是 9 6 10 ~ 10 公尺。 17.已知，I 的原子序為53，若127I中，有a個質子、b個中子與c個電子，則a b c (A)179 (B)180 (C)181 (D)182。 18.非金屬溴有同位素的存在，其中一種同位素的原子核含有 35 個質子與 44 個中子， 則另一同位素所含的粒子數可能是 (A)中子 35 個、質子 44 個 (B)中子 46 個、質子 35 個 (C)中子 44 個、質子 79 個 (D)中子 35 個、質子 79 個。 <Homework 3-1> 1.就元素導電性的敘述中，錯誤的是 (A)金屬有良好的導電性，而導電性隨溫度增高而 下降 (B)金屬會因其中之雜質而使導電度上升 (C)非金屬的導電性通常極差 (D)類金 屬的導電性常因含微量的雜質而遽增。(B) 2.元素單質的化學性質主要決定於 (A)原子核中的質子數 (B)原子核中的中子數 (C)原子 的質量數 (D)核外電子數及電子分布情形。(D) 3.同週期的元素，當原子序增加時，則 (A)金屬性質增加 (B)非金屬性質增加 (C)價電子
數減少 (D)氧化物的鹼性增加。(B) 4.電子是以 為中心，由內而外，漸次分為幾個能量層，分別稱為K(n1)、L(n2) ) 3 (n M 、N(n4)層。愈靠近原子核，所具有的能量愈 ，愈安定；離原子核愈遠 則能量愈 。(原子核、低、高) 5.週期表中的各週期，與元素的電子組態有關，共分為 週期，容納的電子數分別為 2、 、8、 、18、 、。(七、8、18、32) 6.原子核外 的排列方式，可決定元素的特性。(電子) 7.拉塞福用
粒子撞擊金箔的實驗，測出 (A)
粒子的電荷 (B)電子的質量 (C)原子核 的存在 (D)原子的質量。(C) 8.構成物質的最基本粒子是 (A)原子 (B)分子 (C)電子 (D)質子。(A) 9.同位素的原子間，何項不相同？ (A)質子數 (B)中子數 (C)電子數 (D)化學性質。(B) 10.下列四種元素，何者具有奇數個質子和奇數個中子 ? (A)1H 1 (B) N 14 7 (C) P 31 15 (D) Ag 107 47 。(B) 11.組成原子的基本粒子中，可由一個原子轉移至另一個原子的是 (A)質子 (B)中子 (C) 電子 (D)以上三者皆可。(C) 12.下列關於電子，中子和原子核三者被發現的先後順序，正確的是 (A)電子、中子、原 子核 (B)中子、電子、原子核 (C)電子、原子核、中子 (D)原子核、電子、中子。(C) 13.自然界中，硼有兩種同位素， B10 及 B11 ；其原子量為10.8，則此兩種同位素的含 量比(10B：11B)是多少？ (A)1：2 (B)1：4 (C)1：6 (D)1：10。(B) 14.原子中的質子和中子，存於 內；電子則依 的方式，分佈於原子核外。(原子核、 行星) 15.在一般化學反應，原子核不發生變化，僅涉及 。(電子的轉移) 16.拉塞福的
粒子散射實驗，可解釋下列何種結論？ (A)原子核帶正電 (B)電子帶負電 (C)原子質量集中於原子核 (D)原子核的直徑遠小於原子直徑 (E)原子核內有質子和中 子。(ACD) 3-2 物質的形成 一.化學鍵： 1.定義：當原子間互相結合，形成分子或離子，再組成各種物質時，原子間互相結合 的作用力，稱為化學鍵。 2.基本概念： (1)一般原子有形成鈍氣穩定的電子排列的趨向(八隅體)。 (2)原子結合時，可藉失去電子形成陽離子或獲得電子形成陰離子，以達成穩定的電 子排列。 (3)兩個原子結合時，亦可藉由共用價電子，而形成鈍氣的電子排列。 3.種類：(1)金屬鍵：金屬陽離子與自由電子間的靜電力。如，鐵(Fe)、鈉(Na)、銅(Cu)。
(2)離子鍵：金屬陽離子與非金屬陰離子間的作用力。如，氯化鈉(NaCl)、氧化鎂
)
(3)共價鍵：非金屬原子間以共用電子對方是相互結合。如，水(H2O)、甲烷(CH4)。 二.金屬晶體： 1.定義：存在於金屬固體中的結合力。 2.條件： (1)低游離能與低電負度，價電子容易游離而自由移動。 (2)空價軌域比較多。 3.形成：金屬原子容易失去最外層的價電子，當金屬形成晶體時，係以金屬原子堆積 於結構中，其價電子並未束縛於固定原子，而是可以在原子間移動的自由電子，並 形成了電子海，此時金屬陽離子就浸在電子海中，如此可以使帶正電的原子核，不 因電性相同而產生斥力，因此可以形成穩定金屬物質。如圖3 5 所示。 圖3 5 金屬所形成的電子海 4.性質： (1)熱、電的良導體，但導電性隨溫度升高而降低。 (2)具有延展性與金屬光澤。 (3)其化學式，是以簡式(實驗式)來表示。 (4)加入非金屬元素(碳、硫、磷)後，硬度增加，但導電性變差。 三.離子化合物： 1.離子鍵： (1)定義：由於電子相互轉移的關係，形成了帶正電的陽離子和帶負電的陰離子， 正負離子間互相吸引而結合，這種陰離子與陽離子間的作用力，稱為離子鍵。 (2)條件： a.金屬元素與非金屬元素化合。 b.金屬離子或銨根離子(NH4) 與非金屬離子或酸根或氫氧根結合 2.離子化合物：藉陰陽離子間的靜電引力所形成的化合物，稱為離子化合物。 3.離子晶體：陰、陽離子交錯排列，堆積成巨大結構，而形成各化合物特有的晶形排 列，稱為離子晶體。 4.氯化鈉(NaCl)的形成： (1)鈉原子與氯原子接近形成化合物時，鈉原子失去最外層的 1 個電子，成為Na， 氯原子則獲得鈉原子所失去的電子，形成Cl。
(2)鈉離子與氯離子均處於價電子全滿的安定狀態，因其帶有異性電荷，而互相吸引 接近，形成離子鍵。如圖3 6 。 圖3 6 氯化鈉的形成 (3)每一個鈉離子被 6 個氯離子包圍，而每一個氯離子也被 6 個鈉離子包圍，並逐漸 堆積成氯化鈉的特殊形狀的晶體。其堆積情形如圖3 7 所示。 5.一般而言，金屬離子或銨根(NH4)與非金屬離子、酸根離子或氫氧根離子結合的化 合物，是一種離子化合物。 圖3 7 氯化鈉晶體的堆積 6.離子化合物的表示法：在離子化合物及網狀固體中，並不以單獨的分子狀態存在， 通常其組成都以簡式表示。 7.離子晶體具有高熔點、高沸點。 8.離子晶體質地硬且脆，不具延展性。 9.於固體時不可導電，但於熔融態或水溶液中，則可以導電。 四.共價化合物(分子化合物)： 1.定義：原子間藉由電子對共用，各原子可以達成鈍氣的電子排列，而形成元素分子 或分子化合物。以水作為例子，如圖3 8 所示。
圖3 8 水分子的形成 2.種類： (1)元素分子：由相同原子所結合的分子，如H2、Cl2、P4、S8、C60等。 (2)分子化合物：通常由不同的非金屬原子結合而成，如H2O、CO2、CH4等。 3.共價鍵：以電子共用的方式所形成的作用力，稱共價鍵。 (1)分子化合物中，所有的化學鍵均為共價鍵，藉由共價鍵形成的化合物稱為共價化 合物。 (2)共價化合物中，以原子團形式存在，而可辨認出分子的稱為分子化合物；若以交 鎖式共價鍵結合形成巨大結構，則成為網狀固體。 (3)共價鍵依共用原子對電子的吸引力大小，可分為極性共價鍵及非極性共價鍵。 a.極性共價鍵：相異原子組成的共價鍵。 b.非極性共價鍵：相同原子組成的共價鍵。 4.分子化合物的表示：分子物質的化學式常以分子式表示，分子式可表示一個分子中 所含原子種類和個數，但不能表示原子間結合情形。 5.性質： (1)分子化合物間沒有化學鍵的存在，僅以微弱的分子間引力結合，故熔點、沸點較低 常溫、常壓下，大多以氣體、液體存在，只有少部分固體。 (2)電與熱的不良導體。 1.下列各項敘述中，正確的是 (A)任何兩個原子都可以鍵結形成穩定的分子 (B)兩個原 子形成鍵結時，距離愈近愈安定 (C)安定的化合物，其組成原子的最外層電子通常 有8 個 (D)一個安定化學鍵的形成，通常伴隨能量的降低 (E)價電子數決定組成化合 物的形式。 2.對水分子而言，下列敘述中，錯誤的是 (A)氫原子與氧原子的外層電子數相等 (B)氫 原子與氧原子的外層電子數都與鈍氣的電子數相同 (C)分子中，每個氧原子有 2 對 共用電子及2 對未共用電子 (D)氫原子與氧原子的價軌域都已填滿。 3.下列有關化學鍵的敘述中，錯誤的是 (A)破壞化學鍵，需要吸收能量 (B)形成化學鍵 放出能量 (C)鍵愈短，鍵能愈大 (D)兩原子無限制的接近時，形成的化學鍵最安定。
4.下列有關分子化合物的敘述中，正確的是 (A)分子化合物是以共用電子對而結合的分 子 (B)分子化合物均為非電解質 (C)水是分子化合物 (D)氯化氫是分子化合物 (E)氯 化氫是極性分子化合物。 5.下列有關離子鍵的敘述中，正確的是 (A)對電子的吸引力相差很大的兩個原子，才有 可能產生離子鍵 (B)離子鍵有極強的方向性 (C)利用離子鍵可形成小分子 (D)正、負 離子間的距離愈靠近，放出能量愈多，也愈安定。 6.下列有關氯化鈉晶體的敘述中，錯誤的是 (A)Na與Cl均具有鈍氣的電子分布 (B) 每個Na離子均被緊鄰的6 個Cl包圍 (C)在常溫下，氯化鈉晶體是電的良導體 (D)氯化鈉是強電解質。
7.下列物質中，不是以分子存在的有 (A)NaCl (B)CO2 (C)SiO2 (D)He (E)Fe。
8.下列各化學式中，屬於分子式的是 (A)S8 (B)C60 (C)Cu (D)C6H12O6 (E) KI 。
9.下列有關氯分子的敘述中，錯誤的是 (A)一個氯分子中，共有 8 個電子 (B)一個氯分 子中有一對共用的電子 (C)每個氯分子有 6 對孤對電子 (D)氯分子中，每個氯原子的 價軌域填滿。
10.已知，A原子的電子數為12，B原子的電子數為17，則下列關於A與B原子所形成 化合物的敘述中，正確的是 (A)化學式為AB (B) 化學式為AB2 (C) 化學式為AB2 (D)屬於共價化合物 (E)屬於離子化合物。 11.下列關於質子的敘述中，錯誤的是 (A)1 莫耳質子的電量為 96500 庫侖 (B)每個質子 帶有+1 基本電荷 (C)質子均勻的分布在電子群中 (D)每個質子帶有 19 1.602 10 庫侖 電量。 12.元素13A與元素8B的電子排列如右圖所示，當A與B化合時，則， (1)其化學式可能是 (A)A B2 (B)AB2 (C)A B2 2 (D)A B2 3。 (2)該化合物所形成的化學鍵為何？ 13.原子序 11 的元素易與下列哪一個原子序的元素結合？ (A)9 (B)10 (C)11 (D)12。 <Homework 3-2> 1.物質依原子結合的方式不同，可將其分為 、分子化合物和 化合物。(金屬、離子) 2.原子與原子間的作用力，稱為 ，可分為 、 和 。(化學鍵、金屬鍵、共價鍵 離子鍵) 3.原子都有形成價電子數 個全滿的傾向，可藉以決定化學鍵種類。(8) 4.金屬的導電，即靠 的移動。(自由電子) 5.共價鍵是原子間利用 的方式，所形成的結合。(共用電子對) 6.下列有關離子化合物的敘述中，正確的是 (A)離子化合物由正負離子藉庫侖靜電力結
合 (B)離子化合物均為電解質 (C)離子化合物均可溶於水 (D)離子化合物是以大分子存 在 (E)離子化合物在固態時，可導電。(ABCD) 7.下列物質中，沒有化學鍵存在的是 (A)銅 (B)氦 (C)氯化氫 (D)氯氣。(B) 8.原子序為 12 的原子，最容易與下列何種原子形成離子鍵？ (A)鈉 (B)矽 (C)氯 (D)氮。 (C) 9.原子序為 12 的原子 A ，與原子序為 17 的原子 B ，所形成的化合物 (A)化學式為 AB (B)化學式為AB2 (C)為共價結合 (D)為離子鍵結 (E)是一種電解質。(BDE)
10.下列化合物中，屬於離子化合物的是 (A) KI (B)CH4 (C)MgO (D)Na2SO4 (E)
4 2SO
H 。(ACD)
11.下列化合物中，在熔化狀態下可導電的有 (A)NaCl (B)KNO3 (C)HCl (D)H2SO4
(E)CaCl2。(ABE)
12.當原子得到或失去電子，形成陰離子或陽離子後，陰、陽離子間的庫侖吸引力稱為 ；而所形成的離子化合物均具有巨大結構。(離子鍵) 13.下列最能說明金屬鍵本性的是 (A)靜電引力 (B)電子海 (C)共用電子對 (D)凡得瓦力。 (B) 14.金屬鍵是指什麼粒子間的作用力？ (A)質子與電子 (B)陽離子與電子 (C)中子與電子 (D)質子與電子。(B) 15.於常態下，下列化合物中具有共價鍵的是 (A)KF (B)He (C)NH3 (D)NaCl。(C) 3-3 物質的質量 原子、分子、離子是構成物質的基本粒子，但因這些粒子非常微小，肉眼看不見，無 法取單一粒子秤其質量，因此採用相對質量。同時可從化學反應中發現，基本粒子以一 定的個數比和質量比進行反應，因此可以推知它們的個數與質量間存在某一定種關係。 同一種原子或分子的平均質量均相同，因此使用質量來推算個數，便成為可行的辦法。 一.原子量： 1.原子太小、太輕，因此原子的質量，無法直接測量，目前仍採用相對原子量。 2.西元1961年，國際純粹與應用化學聯合會(簡稱IUPAC)規定，以12C的原子質量 為12.0000，做為原子量的比較標準，其他原子的質量，都是和12C原子比較所得 的相對質量。 3.原子質量單位(簡稱
amu
)， g g amu 24 23 1.66 10 10 6.02 1 1 1 個12C原子質量 的 12 1 。4.某元素的原子質量與碳原子質量比等於該元素一個原子的質量和一個12C原子質量 的比；即 0000 . 12 待測原子的原子量＝ 原子的質量 同數的待測原子質量 與 12 12 C C 。 5.許多原子有同位素存在，依其存在含量，便可計算出平均原子量。可利用下列數學 式求得，M M1X1M2X2 M3X3、、、、。 二.分子量：為該分子中，各組成原子的原子量總和。 1.已知下列各元素的原子量：C 12、H 1、O16、N 14、Cl 35.5、Cu 64、 32 S 、Ca40、P31，求下各化合物的分子量或式量： (1)葡萄糖(C6H12O6)(2)硫酸(H2SO4)(3)尿素(CO(NH2)2)(4)磷酸鈣(Ca3(PO4)2) (5)丙酮(CH3COCH3)(6)氯化四氨銅(Cu(NH3)4Cl2) 2.等數目的12C原子與某未知原子，進行質量測定，可得兩者的質量分別為18.0g 與 g 0 . 24 ，則該未知原子的原子量為若干？ 3.已知，某元素 20 個原子重620amu，則此元素的原子量是多少？ 4.已知，某原子的原子量為14.0，取若干12C原子，測得質量為144.0g，取與其等 數目的某原子，其質量應為若干克？ 5.一個CO2分子的質量是多少？
6.自然界中，硼有兩種同位素 B10 與 B11 ，而硼的平均原子量是10.8，則自然界中， 兩種同位素的含量比( B10 ： B11 )是多少？ 7.同溫、同壓下，若10mL的甲烷分子含有a個原子，則多少毫升的氮氣也含有a個原子 (A)5 (B)10 (C)25 (D)50。 三.亞佛加厥常數：於12.0000g的12C中，含有6.021023個12C原子，而此一數目 即稱之為亞佛加厥數，化學上以N 來表示；同時這麼多的粒子數也剛好等於1 莫耳。 四.莫耳：表示粒子數目的一種單位，與亞佛加厥數同數目的粒子數稱為 1 莫耳。 1.莫耳是基本量，凡是 1 莫耳的任何物質，均含有6.021023個粒子。 2.莫耳可應用於分子、原子、離子、電子的計量。這些微粒都具有數目多、質量小的特性。 五.莫耳質量是指 1 莫耳物質的質量，通常以克為單位。 1.克原子量：以克為單位的原子量，稱為克原子量。如，氧原子的莫耳質量為 16 克， 即1 莫耳的氧原子，質量為 16 克，也就是氧的克原子量是 16 克。 2.克分子量：對分子化合物而言，以克為單位的分子量，稱為克分子量。如，水分子 的莫耳質量為18 克，即 1 莫耳的水分子，質量為 18 克，也就是水的克分子量是 18 克。 3.克式量：簡式中各組成原子的原子量總和，稱為式量，以克為單位則稱為克式量。 如，氯化鈉的克式量是58.5 克。 六.莫耳體積(Vm)：一莫耳物質的體積，稱為莫耳體積。 1.氣體的莫耳體積： (1)氣體的莫耳體積隨溫度、壓力而改變，故須在一定溫度及壓力下測定。 (2)在STP(0oC、1 atm.0 )下，任何氣體的莫耳體積為22.4L。 (3)在NTP(25oC、1 atm.0 )下，任何氣體的莫耳體積為24.5L。
(4)1 莫耳體積的任何氣體，均含6.021023個氣體分子。 2.固體及液體的莫耳體積與物質的種類，溫度高低有關，而與壓力無關。 3.莫耳體積的應用：求氣體的分子量；氣體的分子量＝氣體的密度×同狀況下之莫耳 體積。 七.莫耳數：莫耳是物質的基本量，與長度、質量、時間同為基本量。在化學計量上可簡 化計算，並可看出質量，原子數，分子數，以及反應物與產物的量的關係。 (1)莫耳數＝ 23 10 02 . 6 粒子數 。 (2)原子的莫耳數＝克原子量質量 ＝ 23 10 02 . 6 原子數 。 (3)分子的莫耳數＝克分子量質量 ＝ 23 10 02 . 6 分子數 ＝ 同狀況下的莫耳體積 氣體的體積 。 (4)溶液中溶質的莫耳數CM V 體積莫耳濃度(M)
溶液體積(L)。 八.分子量或原子量可用不同方式表示。如，碳的原子量可表示為： (1)碳的原子量為12.011。 (2)一個碳原子的質量為12.011amu。 (3)一莫耳碳原子的質量為12.011克。 九.常見溶液的濃度表示： 1.重量百分率： (1)定義：每100公克溶液中所含溶質的公克數。 (2)數學式： (%) 100% 100% 溶質克數 溶劑克數 溶質克數 溶液克數 溶質克數 重量百分率 。 8.今有一25%、400公克的氫氧化鈉水溶液NaOH(aq)，則該溶液中溶質、溶劑的克數 分別是多少？ 9.今有一20%、400公克的氫氧化鈉水溶液，欲使其濃度成15%，則須加入10%的 氫氧化鈉水溶液多少克？2.體積百分率： (1)定義：每100毫升溶液中所含溶質的毫升數。 (2)數學式： % 100 % 100 (%) 溶質毫升數 溶劑毫升數 溶質毫升數 溶液毫升數 溶質毫升數 體積百分率 。 10.已知10oC時，酒精與水的比重分別是0.80、1.00。試求重量百分率為40%酒精 水溶液中，所含乙醇的體積百分率。 3.重量莫耳濃度(Cm)： (1)定義：每1000公克的溶劑中所含的溶質莫耳數。 (2)數學式：重量莫耳濃度溶劑公斤數溶質莫耳數 溶質克數溶劑克數溶質分子量1000 。 11.已知，1058.5公克的氯化鈉水溶液中，氯化鈉佔有58.5公克，則該氯化鈉水溶液 的重量莫耳濃度是多少
m
？(Na23、Cl 35.5) 12. 已 知 ， 下 列 各 化 合 物 的 水 溶 液 ， ( 甲 )CH3COOC2H5 ( 乙 )C3H5(OH)3 ( 丙 ) OH H C6 5 (丁)C12H22O11，其重量百分率皆為1%，則這些水溶液的重量莫耳濃 度大小順序是如何？(C12、O16、H 1) 4.體積莫耳濃度(CM)： (1)定義：每公升溶液中所含的溶質莫耳數。 (2)數學式：體積莫耳濃度溶液公升數溶質莫耳數 溶質克數溶劑毫升數溶質分子量1000 。13.已知， 2 公升的氯化鈉水溶液中，氯化鈉佔有58.5公克，則該氯化鈉水溶液的體 積莫耳濃度是多少 M ？(Na 23、Cl 35.5) 14.已知1200公克的氯化鈉水溶液中，氯化鈉佔有58.5公克，且該水溶液的密度為 mL g 2 . 1 則該氯化鈉水溶液的體積莫耳濃度是多少 M ？(Na23、Cl 35.5) 15.碳 在自 然界 中有 兩種 同位 素，12C質 量 為 12.0000， 佔 98.892 % ，13C 質 量 為 13.0033，佔 1.108 %，求： (1)碳的平均原子量？ (2)12 克的碳含若干個碳原子？若干個12C原子？ 16.下列各項物質的量，屬於 1 莫耳的有 (A)16 克的氧原子 (B)1.0 克的氫分子 (C)含 24 10 2 . 1 個氧原子的氧氣 (D)STP下11.2 升的氮氣 (E)0.25 莫耳的P4中的磷原子 數。 17.化合物CH2FCF3是目前符合環保所使用的新冷媒，試問：(C 12、H 1、 16 O 、F 19) (1)其莫耳質量為若干克？ (2)1 個分子的CH2FCF3質量為若干？ (3)在153.0g的CH2FCF3中，共有該化合物 (a)若干莫耳？(b)若干個分子？(c)含有若干莫耳的C原子、 F 原子？
18.已知，於STP下，某氣體的密度為1.96g L，求 (1)該氣體的分子量？ (2)1 升的該氣體含若干個分子？ 九.化學反應方程式： 1.表示：一個完整的化學反應方程式表示如下： ) ( 3 400 500 ) ( 2 ) ( 2g 3H g C atm 2NH g N 鐵粉o
mol
kJ
H
92
2.可獲取資料： (1)反應物種類：於箭頭左邊之所有物質，即被用去的物質。 (2)生成物種類：於箭頭右邊之所有物質，即被生成的物質。 (3)均衡係數：上述方程式中的1、3、2 。可知反應過程中反應物消耗量與生成物生 成量的比值。而1：3： 2 並不是代表平衡時的莫耳數比。 (4)反應條件：寫於箭頭上或下之所有條件。如，溫度、壓力、催化劑、照光等等。 (5)物質狀態：寫於每一個化合物之右下方處。如，(g)代表氣態、(l)代表液態、(s) 代表固態、(aq)代表水溶液。 (6)熱量變化(反應熱)： 當H 0或未表示出 H ，而於反應物中有熱量的表示，則均表示吸熱反應。 當H 0或未表示出 H ，而於生成物中有熱量的表示，則均表示放熱反應。 3.無法獲取資料： (1)反應速率：反應快慢須由實驗證實得知。 (2)平衡時各物質的量：須利用平衡常數經由計算方可得知。 七.化學反應方程式的平衡： 1.原理： (1)原子不滅：反應前後原子種類與數目必須相同。 (2)電荷不滅：反應前後總電荷不變；即代表反應前後總質子數與總電子數不變。 2.方法： (1)觀察法：一般適用於較簡單的反應方程式。如，燃燒，酸鹼中和等等。 (2)代數法：其步驟如下，aH2IO5 bI cH dI3 eH2Ostep1：先假設各化合物之係數。如，
a
、b、c
、d 、e
。 step2：利用原子不滅電荷不滅平衡兩邊緣子與電荷。如， H 原子：2ac2e。 I 原子：ab3d。 O原子：5ae。 電荷不滅：abcd step3：假設出現次數最多的係數等於1。如， 設a1，則e5、c8、3d b 1、b d 7，進而求出b11、d 4。 step4：將上述係數變成最簡單整數比，即可完成。 (3)氧化數法：高二下之課程範圍。 (4)半反應法：高二下之課程範圍。 19.已知當甲烷(CH4)燃燒不完全時，會產生CO與H2O，其反應方程式如下所示， uCO O H O CH4 2 2 ，則
： ： ：u
？ 20.關於化學反應的各項敘述中，正確的是 (A)質量不滅 (B)分子不滅 (C)原子不滅 (D)能 量不滅 (E)電荷不滅。 21.試平衡下列方程式： (a)C3H8 O2 CO2 H2O (b)KMnO4HClKClMnCl2 H2OCl2 (c)Fe2O3 COFeCO2 (d)K2Cr2O7 HClKClCrCl3H2OCl222.已知氧化還原反應aMnO bFe2 cH dMn2 eFe3 fH2O 4 ，則 b c d e f a ？ 23.甲氣體 1 公升，剛好能與乙氣體 3 公升化合，並產生 2 公升的丙氣體。若甲氣體的分 子式為A3，則乙氣體的分子是可能是 (A)AB (B)AB2 (C)A B2 (D) A B2 2。 <Homework 3-3> 1.下列有關原子量的敘述中，正確的有 (A)現行原子量的標準是12C 12.0000，而碳 的原子量為12.011 (B)一個12C原子的質量為12.0000amu (C)12.0000 克的金剛石含 23 10 02 . 6 個碳原子 (D)6.021023個12C原子重12.0000amu (E)12.011 克碳所含 碳原子數大於12.0000 克的12C原子數。(AB) 2.氫的原子量為 1.01，問 2.02 克的氫氣所含的氫原子數目與下列那一項的分子數一樣 多？ (A)1 莫耳氧氣 (B)1 莫耳水 (C)2 莫耳氮氣 (D) 3 2 莫耳氨。(C) 3.有四種物質(甲)一個氧分子(乙)一個氮原子(丙)1.01010莫耳的氧氣(丁)1.01010 莫耳原子的銅，則其質量由大而小的順序為 (A)甲乙丁丙 (B)丁丙甲乙 (C)甲乙丙丁 (D)乙甲丙丁。(A) 4.下列何者所含的氧原子數最多？ (A)7.2 克的水(H2O) (B)6.021022個臭氧(O3) (C)0.2 莫耳的三氧化二鐵(Fe2O3) (D)2 莫耳的二氧化碳(CO2)。(D) 5.同溫同壓下，1 升的氣體所含原子數以何者最多？ (A)N2H4 (B)CH4 (C)C2H6 (D) 3 NH 。(C) 6.有 1 克的下列物質所含之分子數以何者最多？ (A)H2O (B)C6H12O6 (C)CH4 (D) 2 CO 。(C) 7.下列各物質，那些代表 1 莫耳的數？ (A)32 克的硫分子(S8) (B)16 克的氧分子(O2) (C)17 克的氨分子(NH3) (D)4 克的He原子 (E)含1.8061024個原子的水。(CDE) 8.在STP下，某氣體0.625 克佔 0.50 升，則此氣體可能為 (A)N2 (B)Cl2 (C)O2 (D) 2 CO 。(A)
9.下列那一個是國際原子量的現行標準？ (A)碳元素之平均原子量訂為 12.0000 (B)氧元 素之平均原子量訂為16.0000 (C)訂碳－12 為 12.0000 (D)訂氧－16 為 16.00。(C) 10.今有 15.3 克的 A 物質和 10.5 克 B 物質完全反應，生成 7.5 克 C 物質，1.8 克 D 物質 及0.3mol的 E 物質，求 E 的莫耳質量。(55gmol) 11.下列質量的大小順序是如何？(甲)一個碳原子(乙)1.0 克的碳原子(丙)1 克原子的碳 (丁)10000amu。(丙>乙>丁>甲) 12.將2.50g的硫酸銅晶體(CuSO4 5H2O)加熱至某溫度，變成1.78g 的粉末，則此 粉末的化學式可能是為何？(CuSO4 H2O) 13.完全燃燒xmol的正丁烷(C4H10)可得 ymol的二氧化碳(CO2)，則
x
與 y 的關係 式為何？(y 4x) 14.下列各選項中，具有最多氧原子的是 (A)3.2 公克的氧氣 (B)STP下2.24 公升的氧氣 (C)3.01 10 22個氧分子 (D)0.2 莫耳的氧氣。(D) 15.有一反應，由X 與Y化合生成Z。其反應方程式如下， 2X 3Y 2Z，而反應物X 與生成物Z的質量關係圖如 右圖。則(93 學測) (1)當有 4 公克的Z 生成時，需要多少公克的Y？(1) (2)若有 21 公克的X ，最少需要多少公克的Y才可 完全反應？同時可生成多少公克的Z？(7、28) 16.科學家計畫製造一太空電梯，以探測外太空與火星。支撐這太空電梯的纜繩是由一 束10 億條、長達 10 萬公里的奈米碳管所製成，同時每條碳管均含有7.2 10 17個碳原 子，是估計這束纜繩至少需要多少公斤的碳來製備？ (A)0.12 (B)2.40 (C)7.20 (D)14.4。 (D)(93 學測) 17.滅蚊是防止登革熱的治本方法。而二溴乙烷(C H Br2 4 2 188)是滅蚊劑中的重要成份。 試問1.88 公克的二溴乙烷中， (1)含有多少個溴原子？(1.20 10 ) 22 (2)共有二溴乙烷多少莫耳？(0.01) 18.同溫、同壓下，等重的下列各氣體，體積最大的是 (A)He (B)CH4 (C)CO (D)O2。(A) 19.承上題，體積最小的是 (A)He (B)CH4 (C)CO (D)O2。(D) 20.某化學工廠之廢水中，含有鎘離子(Cd2)的重量百分率是0.0003%，則此廢水中 2 Cd 的含量是多少ppm？(3) 21.警方查獲的假酒中含有甲醇5000 ppm(1ppm相當於重量比106)，則該假酒中，每 0.6L含有多少mL的甲醇？(甲醇與已醇的密度均為 0.78 g mL ) (A)1 (B)3 (C)5 (D)6。 (B)(92 學測)3-4 物質的性質與變化 一.物質的導電：物質可依其導電的能力分為導體、非導體及半導體三種，敘述如下： 1.導體：金屬、非金屬中的石墨及電解質水溶液均可導電，其中金屬導電性因溫度上 升或有雜質存在而減小。 2.絕緣體：大部分的非金屬及化合物。 3.半導體：矽、鍺等元素在摻入雜質或在高溫下可導電。 二.水溶液的導電：金屬在固態可以導電，而有些化合物在固態時不能導電，但在水溶 液中卻具有導電性，化合物依其在水溶液中的導電性，可分成電解質與非電解質兩 種 1.電解質：在水溶液中可以導電，且當導電時能產生化學反應的物質，稱為電解質。 例如，食鹽水等。電解質依解離百分率又可分為強電解質與弱電解質。 (1)強電解質：電解質溶於水中時，幾乎完全解離者稱為強電解質。一般的強酸、強 鹼及鹽類均屬於強電解質。如鹽酸、硫酸、硝酸、氫氧化鈉、氯化鈉等為強電解質。 (2)弱電解質：電解質溶於水中時，只有部分解離者稱為弱電解質。弱電解質在水溶 液中，離子與原來分子同時存在，一般弱酸、弱鹼均屬於弱電解質。如醋酸、硼酸 氨水等為弱電解質。 2.非電解質：在水溶液中不能導電的物質。如蔗糖、水、醇、醚類、酯類等。 三.導電的原理： 1.金屬的導電是靠自由電子在導線上移動來進行導電。 2.電解質在水溶液中的導電，是由於電解質在水中解離，產生陽離子和陰離子，當通 電時，陽離子向負極移動，在負極獲得電子，陰離子向正極移動，而在正極失去電 子。 3.非電解質不能導電，是因為其在水溶液中無法解離成為離子。例如，食鹽水具有導 電性，而蔗糖溶液無導電性，是因為食鹽水中的氯化鈉解離生成鈉離子及氯離子， 但蔗糖則不能解離。 4.溶液的導電度大小隨溶液中離子濃度有關，離子濃度愈大，導電度愈大，而濃度大 小與溶質的原濃度及其解離百分率有關。 四.解離說：西元 1887 年阿瑞尼士所提出的，內容有 1.電解質溶於水中就解離為離子。
2.電解質水溶液呈電中性。 a.陰離子的總帶電量與陽離子的總帶電量相等，但陰離子個數與陽離子個數不一定相 等。 b.離子不能單獨存在。 3.當電解質溶液或熔融態通電時，可藉由離子的移動而導電。 1.下列有若干化學物質，(a)鹽酸(b)硫酸(c)醋酸(d)氫氧化鈉(e)氨水(f)食鹽(g)硫酸銅(h)蔗 糖(i)硫磺(j)銅(k)二氧化碳，試就這些物質回答下列問題： (1)那些物質是強電解質？ (2)而那些物質是弱電解質？ (3)那些物質在固態時不能導電，但在水溶液中可導電？ (4)那些物質是非電解質？ (5)那些物質僅在水溶液中才可導電？ (6)哪些物質是非電解質，但溶於水後會變成電解質？ 2.下列敘述中，正確的有 (A)能導電的物質就是電解質 (B)氯化鈉在固態時不能導電， 故為非電解質 (C)電解質在液態(非水溶液)時都可導電 (D)電解質在水溶液中都可導 電。 3.下列敘述中，錯誤的是 (A)電解質的水溶液必能導電 (B)凡是其水溶液能導電的化合 物必為電解質 (C)電解質必為離子化合物 (D)電解質的水溶液必含有離子。 4.下列各物質中，不會導電的是 (A)氯化鈉(熔融態) (B)硝酸鉀水溶液 (C)硫酸銅固體(D) 石墨固體 (E)葡萄糖水溶液。
5. 下 列 化 合 物 中 ， 既 是 分 子 化 合 物 又 是 電 解 質 的 是 (A)C H OH2 5 (B)NaCl (C) 3 CH COOH (D)KNO3。 6.下列各物質中，在固態時不能導電，但於熔融態時卻可導電的是 (A)C H OH2 5 (B) 4 CH (C)CH COOH3 (D)KNO3。 五.物質的沉澱反應： 1.當不同的兩溶液混合時，電性相反的陰離子與陽離子會互相吸引，而形成另一種化 合物；若該化合物於水中的溶解度很小，則有可能析出沉澱。如，於澄清石灰水中 吹進二氧化碳氣體，經一段時間後，溶液會由澄清變為白色混濁狀，若持續吹入二 氧化碳氣體，則由混濁狀又轉回澄清液，整個過程可用反應式表示，如下： ) ( 2 3 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 2 ) ( 2 ( ) ) ( 2 aq CO l s g aq CO CaCO H O Ca HCO OH Ca 而反應式中，因為CaCO3的溶解度比較小，所以會產生沉澱，而Ca(HCO3)2的溶 解度則比較大，故又會變成澄清液。 2.沉澱規則：一般離子化合物的溶解度規則， (1)IA 、 3 NO 、CH3COO、NH4、ClO4、H 所生成的化合物幾乎全部溶於水。 CH3COOAg略呈混濁。 (2)Cl、Br 、 I 只會與 Ag、Pb2、 2 2 Hg (亞汞離子)、Cu(亞銅離子)、Tl (鉈離子)產生沉澱。 PbCl2會溶於熱水中、AgCl會溶於氨水溶液(NH4OH)。 (3) 2 4 SO 只會與Sr2、Ba2、Ra2、Pb2產生沉澱。 4 CaSO 微溶，且其溶解 度會隨溫度升高而降低。 (4)OH只有與IA 、 4 NH 、Ca2、Sr2、Ba2、Ra2所產生的化合物可溶於水。 (5)S2只有與IA 、 4 NH 、IIA 、2 Al3所生成的化合物可溶於水。 (6) 2 3 SO 、 2 3 CO 、 3 4 PO 、 2 4 2O C 只有與IA 、 4 NH 所生成的化合物可溶於水。 (7)F 只會與 Mg2、Ca2、Sr2、Ba2、Ra2、Pb2產生沉澱。 3.常見沉澱物的顏色：一般而言，大多屬於白色。 (1)含氯的沉澱物：大多數為白色。如，氯化銀( AgCl)、氯化鉛(PbCl2)、氯化亞汞 ) (Hg2Cl2 。
(2)含溴的沉澱物：大多數為淡黃色。如，溴化銀( AgBr)、溴化鉛(PbBr2)、溴化亞汞 ) (Hg2Br2 。 (3)含碘的沉澱物：大多數為黃色。如，碘化銀( AgI)、碘化鉛(PbI2)、碘化亞汞 ) (Hg2I2 。 (4)含鉻酸根( 42 ) CrO 的沉澱物：大多數為黃色。如，鉻酸鉛(PbCrO4)、鉻酸鋇 ) (BaCrO4 。、溴化亞汞(Hg2Br2)。但鉻酸銀(Ag2CrO4)為紅色。 (5)含硫的沉澱物：大多數為黑色。如，硫化銀(Ag2S)、硫化銅(CuS)。但硫化鋅 ) (ZnS 為白色、硫化亞錳(MnS)為粉紅色。 (6)其他沉澱物的顏色：如，氫氧化鉻(Cr(OH)3)為綠色、氫氧化鎳(Ni(OH)2)為綠 色、氫氧化鐵(Fe(OH)3)為棕紅色。 7.下列各化合物中，不會與硝酸銀溶液反應生成白色沉澱的是 (A)硫酸 (B)鹽酸 (C)碘化 鉀 (D)氯化鈣 (E)溴化鈉。 8.在下列溶液中加入硫酸鉀溶液(K2SO4(aq))時，會產生白色沉澱的是 (A)Pb(NO3)2
(B)CuCl2 (C)Sr(NO3)2 (D)Fe(NO3)2 (E)Ba(NO3)2。
9.下列各組離子在溶液中無法大量共存的是 (A)Fe2、Na、Cl、F (B) H 、 Ca2 、Cl、 3 NO (C)Ba2、K 、 3 NO 、 2 4 SO (D)CH COO 3 、Cl、Sr2、Pb2 (E) 2 Ca 、Mg2、OH、 3 NO 。 10.在澄清石灰水溶液中吹氣，會產生白色沉澱物，試問這種白色沉澱物是 (A)氧化鈣 (B)碳化鈣 (C)硫酸銅 (D)碳酸鈣。
11.下列各種反應中，屬於沉澱反應的是 (A)Na CO2 3(aq)2HCl(aq) 2NaCl(aq)H O2 ( )l CO2( )g (B)2Mg( )s O2( )g 2MgO( )s (C)MgCl2(aq)2NaOH(aq) Mg OH( )2( )s 2NaCl( )s (D)NaOH(aq)HCl(aq) NaCl(aq) H O2 ( )l 六.物質的酸鹼反應： 1.酸與鹼的定義：酸與鹼都是電解質，在水溶液中會產生離子。 (1)阿瑞尼士的定義： a.酸：在水溶液中，可解離生成H 離子的化合物，稱為酸。 b.鹼：在水溶液中，可解離生成OH離子的化合物，稱為鹼。 (2)酸鹼的強弱： a.強電解質的酸，稱為強酸；弱電解質的酸，稱為弱酸。 b.強電解質的鹼，稱為強鹼；弱電解質的鹼，稱為弱鹼。 2.水是一種酸，也是一種鹼：水是一種極弱電解質，它會解離產生H 與 OH，在溫 度一定時，水溶液中的氫離子濃度和氫氧離子濃度的乘積，恆為定值。 (1)任何水溶液中，均有H 和 OH存在。 (2)在25oC時，K [H][OH]1.01014 w a.水溶液中，[H]107M [OH]時，溶液呈中性。 b.水溶液中，[H]107M [OH]時，溶液呈酸性。 c.水溶液中，[H]107M [OH]時，溶液呈鹼性。 3.pH 值：對於不同的酸或鹼溶液，為了表示其強度，可用數字加以量化，pH 是最 常用的表示法，如下：pH log[H][H]10pH。 (1)pH 值愈小的溶液，表示其氫離子的濃度愈大，氫氧離子的濃度則愈小。 (2)在25oC 時，溶液的 pH 7時，溶液呈中性；pH 7時，溶液呈酸性； pH 7 時，溶液呈鹼性。 4.溶液酸鹼值的測定： (1)利用精密的pH 計。
(2)利酸鹼指示劑的顏色變化。 5.日常生活中常見溶液的 pH 值。 6.酸鹼中和：在水溶液中，酸性物質的共同離子為H ，鹼性物質的共同離子為 OH， 當兩者混合時，溶液中的H 與 OH發生化學反應產生水，此反應稱為酸鹼中和。 (1)酸鹼中和是酸與鹼作用生成鹽和水的反應，H 與 OH生成水，而酸的陰離子與 鹼的陽離子作用生成鹽。例如，鹽酸與氫氧化鈉反應生成水和氯化鈉，反應式如 下： NaOHHClNaClH2O (2)酸鹼中和是一種放熱反應。 (3)酸鹼中和後所得溶液不一定呈中性。
a.強酸與強鹼中和後，所得鹽不水解，呈中性。如NaCl 、KNO3、Na2SO4等水溶液
呈中性。 b.強酸與弱鹼中和後，所得鹽水解呈酸性。如NH4Cl、Al2(SO4)3、Cu(NO3)2等水 溶液呈酸性。 c.弱酸與強鹼中和後，所得鹽水解呈鹼性。如CH3COONa、Na2CO3、NaHCO3等 水溶液呈鹼性 7.酸鹼中和的應用： (1)人的胃酸分泌過多時，常服用小蘇打(碳酸氫鈉)以中和之。 (2)在酸性土壤中添加碳酸鈣，可降低土壤的酸性。 12.於25oC時，某酸的溶液中，[H]1.0103M ，則此溶液的 (1)pH ？ (2)pOH ？ 13.在25oC時，下列有關水的敘述中，正確的是 (A)水中的[H][OH]相乘積恆為常 數 (B)[H]107M [OH] (C) M 12 的 HCl中 ， [OH]0.0M (D)6M 的
NaOH 溶液中，[H] OH[ ]1.01014 (E)醋酸溶液中，[H]107M 。 14.已知，25oC 時某酸性溶液甲，其pH 5，則下列各情況下，乙、丙、丁各溶液中的 ] [H 為若干？ (1)取甲液1.0mL，加水至1.0L為乙液？ (2)丙液的pH 值為甲液的2 倍？ (3)丁液的pH 值比甲液少2？ 15.下列有關電解質溶液的敘述中，正確的是 (A)溶液中陽離子數與陰離子數相等 (B)利 用電解可將陽離子單獨從溶液中分離出來 (C)在溶液中加入陽離子就可中和陰離子 的電性，而獲得僅含陽離子的溶液 (D)Na離子必須與陰離子共存。 16.下列四種酸性溶液中，均與同體積的0.1M 氫氧化鈉水溶液混合，則所得之混合液中， 具有最大pH 值的是 (A)0.1M 的H SO2 4 (B)0.1M 的HCl (C)0.1M 的HNO3 (D)0.1M 的CH COOH3 。 七.物質的氧化還原反應： 1.定義： (1)早期(狹義)： a.氧化反應：物質與氧化合的反應。如，C(s) O2(g) CO2(g)。 b.還原反應：將氧化物中的氧去除的反應。如，2Al2O3(l) 通直流電4Al(l) 3O2(g)。 (2)目前(廣義)：
a.氧化反應：失去電子的反應；或者是於反應過程中氧化數增加的反應。如， Na e Na(s) (aq) 。 b.還原反應：得到電子的反應；或者是於反應過程中氧化數減少的反應。如， ) ( 2 ) (aq 2e Cus Cu 。 2.性質： (1)屬於一種電子轉移的反應；氧化數改變的反應。 (2)氧化反應(失去電子)與還原反應(得到電子)必同時發生，同時結束。 (3)反應中，氧化劑被還原；還原劑被氧化。 (4)得失電子數相等；氧化劑所得的電子數等於還原劑所失去的電子數。故整個過程中 物系仍維持電中性。 (5)還原劑的氧化數增加等於氧化劑的氧化數減少。 (6)氧化劑與還原劑須同時存在才可進行氧化還原反應。 (7)氧化與還原兩個反應必須同時發生；可發生在同一處，也可發生於不同處，但需 用導線或鹽橋相接。 3.應用： (1)電池：藉由氧化還原反應，將化學能轉變為電能的裝置。如乾電池、鉛酸電池、鋰 電池等。 (2)電解：通以電流，使發生氧化還原反應，將電能轉換為化學能。如電解食鹽水，可 得到氯、氫和氫氧化鈉；電解精煉銅，可得99.9 %的電解銅；郝耳電解法煉鋁， 都是電解的應用。 17.下列各溶液的 pH 值為若干？ (1)在100.0mL的水中加入0.10M 的HCl( aq)2 滴 ) 20 1 ( mL ？(4) (2)102M 的 ) ( aq HCl 與等體積102M 的 ) (aq NaOH 混合？(7) (3)在100.0mL、0.10M 的HCl( aq)中，加入0.009 莫耳的固體NaOH？(2) (4)在100.0mL、0.10M 的HCl( aq)中，加入0.0101 莫耳的固體NaOH？(11) 18.下列有關氧化還原的敘述中，錯誤的是 (A)有氧化，必定有還原發生 (B)失去電子的 反應是氧化 (C)Cl2e 2Cl是還原反應 (D)2H OO 4H 4e 2 2 是還原反應。
19.下列有關鋅銅電池的敘述中，正確的是 (A)鋅極發生氧化 (B)銅極的重量增加 (C)電 子由鋅極經溶液流入銅極 (D)電路中，伏特計的負極與銅極相接 (E)鹽橋可用銅線代 替。 20.下列有關電池與電解的敘述中，錯誤的是 (A)兩者都發生氧化還原反應 (B)前者是將 化學能轉變為電能 (C)電鍍是電解的應用 (D)電池產生的電為直流電，而電解所需的 電為交流電。 21.下列各種反應中，屬於氧化還原反應的是 (A)光合作用 (B)呼吸作用 (C)酸鹼中和 (D) 指示劑顏色的變化 (E)鐵生銹。 22.下列有關酸鹼中和的敘述中，錯誤的有 (A)酸與鹼的性質消失 (B)H 與 OH消耗 的個數相等 (C)中和後，溶液呈中性 (D)會使物系的溫度升高。 23.當下列物質溶於水後，會使藍色石蕊試紙變紅色的是 (A)醋酸 (B)二氧化硫 (C)氯化 銨 (D)硫酸鉀 (E)氫氧化鋇。 24.下列關於氧化還原反應的敘述中，正確的是 (A)氧化一定獲得氧，而還原一定失去 氧(B)氧化是物質失去電子的作用，而還原則是物質獲得電子的作用 (C)氧化還原可 以單獨發生 (D)發生氧化作用的物質是還原劑 (E)發生還原作用的物質是氧化劑。
<Homework 3-4> 1.下列各項反應中，不屬於氧化還原反應的是 (A)電池放電 (B)電解反應 (C)牛奶變酸 (D)氯化鈉溶液與硝酸銀溶液作用產生沉澱。(D) 2.下列物質中，在固態時能導電的是 (A)氯化鈉 (B)銅 (C)蔗糖 (D)葡萄糖。(B) 3.下列物質中，在熔融態時能導電的是 (A)氯化鈉 (B)銅 (C)蔗糖 (D)葡萄糖。(A) 4.下列物質中，不屬於電解質的是 (A)銀 (B)硫酸銅 (C)醋酸 (D)氨水。(A) 5.所謂的強電解質是指 (A)濃度很大的電解質溶液 (B)解離百分率很大的電解質 (C)含原 子種類很多的電解質 (D)對水溶解度很大的電解質。(B) 6.下列物質中，在固態不能導電，但在熔融態卻可導電的是 (A)酒精 (B)醋酸 (C)氯化鈣 (D)金屬銀。(C) 7.過錳酸鉀KMnO4 aq( )溶於水中，產生有色的離子，這離子是 (A)K (B) H (C) 4 MnO (D)OH。(C) 8.以燒杯盛同濃度的下列溶液，插入兩鉑電極，連接燈泡及電池，當通電流時，電極插 在那一種溶液時，燈泡最亮？ (A)酒精 (B)醋酸 (C)氨水 (D)鹽酸。(D) 9.電解質在溶液中，會解離出帶正電荷的 ，和帶負電荷的 。(陽離子、陰離子) 10. 下 列 各 種 鹽 類 中 ， 對 水 溶 解 度 最 小 的 是 (A)CuSO4 (B)MgSO4 (C)BaSO4 (D)
4 2SO
K 。(C)
11. 在 下 列 溶 液 中 加 入 氯 化 鋇 溶 液 時 ， 會 產 生 沉 澱 的 是 (A)KNO3 (B)NaNO3 (C) 4 2SO Na (D)KCl。(C) 12.下列敘述中，正確的是 (A)氧化是僅指物質與氧化合的反應 (B)氧化時，必定產生氧 化物 (C)容易失去電子的物質較易發生氧化 (D)反應中，還原劑發生獲得電子。(C) 13.有一溶液中，其 102 ] [ ] [ OH H ，則此溶液的pH ？ (A)2 (B)4 (C)6 (D)8。(C) 14.有三種未標示之無色溶液甲、乙、丙假設這三種溶液各為酸、鹼、酚 ，取少量甲溶液 與少量乙溶液混合，呈紅色，但甲溶液或乙溶液與丙溶液混合均不呈色，則丙溶液 為 (A)酸 (B)鹼 (C)酚酞 (D)無法推斷。(A) 15.在某溶液中加入K2CrO4溶液時，會產生黃色沉澱，而加入NaCl 時則產生白色沉
澱，問此溶液含有何種物質？ (A)Pb(NO3)2 (B)Ba(NO3)2 (C)AgNO3 (D)CuSO4。
(C)
16.在澄清的石灰水中通入過量的二氧化碳氣體時，最後溶液中存在的主要物質是 (A)
3
CaCO (B)Ca(HCO3)2 (C)Ca(OH)2 (D)CO2。(B)
17 於25oC 時 ， 水 之 1.01014 w K ， 下 列 何 種 情 況 下 ， 1014 w K ？(A)0oC、 M 1 . 0 的HCl (B)25oC 、1.0M 的 4 2SO H (C)15oC、0.1M 的 3 KNO (D)60oC、 M 1 . 0 的NaOH。(D) 18.下列有關純水的敘述中，正確的是 (A)25oC時，水之 1.01014 w K (B)不論溫度
高低[H][OH]107M (C)溫度愈高，水之解離百分率愈大 (D)任何溫度下， w K OH H][ ] [ (E)溫度愈高，pH 愈小。(ACDE) 19.[H]108M 的溶液，其pH 值為 (A)6 (B)7 (C)8 (D)9。(C) 20.常溫時，108M 的HCl 溶液，其pH 值大約是多少 (A)0 (B)6 (C)7 (D)8。(C) 21.將10.0mL、102M 的HCl溶液加水稀釋至1000.0mL時，其稀釋後溶液的pH 值 為 (A)3 (B)4 (C)5 (D)7。(B) 22. 下 列 各 種 反 應 中 ， 不 屬 於 是 氧 化 還 原 反 應 的 是 (A)Zn2Ag Zn2 2Ag (B) 2 2 2I 2Cl I Cl (C) 2 2 2 2 2 2H O H OO (D)Ag Cl AgCl。(D) 23. 下 列 各 反 應 的 簡 單 式 中 ， 屬 於 氧 化 的 是 (A)H2O2 O2 (B) 3 2 7 2O Cr Cr (C) 2 2Cl Cl (D) 4 2 SnCl SnCl (E) 2 4 Mn MnO 。(ACD) Chapter 3 習題 一.單一選擇題： 1.下列那一個物質是電解質? (A)氯化鉀 (B)銅 (C)尿素 (D)矽。(A) 2.下列那一個化學式代表的物質是化合物？ (A)O2 (B)N2 (C)O3 (D)NO。(D) 3.17O 8 的原子核中有幾個中子？ (A)6 (B)7 (C)8 (D)9。(D) 4.下列那一個不是穩定的陽離子？ (A)Na2 (B)Mg2 (C)Al3 (D)K 。(A)
5.下列那一個是共價化合物？ (A)MgO (B)CaF2 (C)NaCl (D)HCl。(D)
6.下列那一個是離子化合物？ (A)BaCl2 (B)SiCl4 (C)PCl3 (D)SO2。(A)
