1. 了解溶液的種類與特性及其間的異同。
2. 了解膠體溶液產生廷得耳效應、布朗運動及分 散質粒子帶電荷的成因。
3. 藉由水的飽和蒸氣壓，了解水的實際蒸氣壓力及相對溼度等概念。
4. 說明溶液含非揮發性溶質時的蒸氣壓較低，並可依拉午耳定律計算出稀薄溶液中蒸氣壓的降低 量。
5. 了解溶液的各項依數性質，包括溶液的蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降及滲透壓等項目。
6. 熟悉溶液依數性質的各項應用。
溶液的定義：兩種以上純物質混合而成的均勻混合物。
一般以量多者為溶劑，量少者為溶質。
水為最常見的溶劑，故不論量多少通常均視水為溶劑。
例：95 ％的酒精水溶液中，溶劑為水。
依據溶液的狀態來分：可區分為氣態、液態或固態溶液。
依據液態溶液的溶劑種類來分：可分為水溶液及非水溶液。
例：酒精溶液、甲苯溶液等。
若以溶液的導電性來分：可分為電解質溶液，如食鹽水，
及非電解質溶液，：蔗糖水溶液。
若依溶質顆粒的大小來分：可區分為真溶液及膠體溶液。
種類 溶質粒徑大小 實例 特 性
真溶液 0.1～1 nm 空氣、海水、
汽油、酒
光能穿透，靜置無法分離，濾紙無法 過濾溶質
膠體溶
液 1～1000 nm 牛奶、霧、奶 油
常呈膠濁狀，光無法完全穿透，靜置 無法分離，濾紙無法過濾溶質
懸浮液 ＞1000 nm 顏料、氣體噴 膠
常呈膠濁狀，光無法完全穿透，靜置 能分離，有些懸浮液可用濾紙過濾
膠體溶液的溶質顆粒較大，大多是由高分子聚合物所形 成，或是由粒子相互結合、離子吸附溶劑分子所構成的 原子集團。
例：蛋白、澱粉液、氫氧化鐵、硫化砷（As2S3）等。
膠體溶液的溶劑常稱為分散媒，溶質稱為分散質，所構 成的溶液稱為分散系。
第 3 章 液 態 與 溶 液
年度 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 題數 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1
溶液的 溶液的種 組成
類與特性
溶液的 種類
膠體溶液 的特性及 應用
膠體溶液 的組成 3-1
溶液的 種類與 特性
廷得耳效應：當光線通過膠體溶液時，因為分散質的粒 子較大，會使光線散射，顯現出一條光亮的通路，如下 圖所示，此現象稱為廷得耳效應。
布朗運動：當光線通過膠體溶液時，若以顯微鏡在垂直 於光線的方向觀察，可以看見分散質的粒子形成無數光 點，並且不停地作無固定方向的快速運動，稱為布朗運 動。
▲ 布朗運動示意圖
膠體粒子帶電：分散質的表面經常帶電荷，主要是由於 粒子吸附存在於溶液中的離子或極性分子所致，例如金 屬的氫氧化物或氧化物常帶正電荷，如氫氧化鐵（
Fe(OH)3），而硫化物常帶負電荷，如硫化砷
（As2S3）。
若於膠體溶液中，加入少許電解質或插入正負電極，則 粒子所帶的電荷，立即被電性相反的離子或電極的電荷 所中和而凝聚析出。
例：豆漿中加石膏，其中的蛋白質即被凝聚成豆花 製作不同風味的食品，如豆花、鹹豆漿等。
應用於墨水、油漆、化妝品等日常用品，適當的改變溶 液中膠體粒子的濃度，可以改變溶液的塗抹效果，以達 到美觀的目的。
工業上，也常在工廠的煙囪上加裝靜電板，以除去大量 帶電的灰塵粒子。
膠體溶液 的特性
膠體粒子的凝聚
膠體溶液 的應用
物質的狀態：構成物質的粒子，由於粒子間的距離及引力大小發生變 化，因而產生狀態的不同。常見的物質狀態有氣態、液 態及固態三種。
物質狀態與能量：純物質發生狀態轉變時，通常隨著溫度的升高，固 體會熔化成液體，再變化為氣體，歷經三個狀態的 改變。
冰的加熱曲線：
物質存在的溫度如果小於其熔點，則物質會以固態存在。
物質狀態 物質存在的溫度如果大於其熔點而小於沸點，則物質會 的判斷 以液態存在。
物質存在的溫度如果大於其沸點，則物質會以氣態存在。
物質的昇華：乾冰是固態的二氧化碳，在常溫常壓下會直接轉變為氣 態，這種現象稱為昇華。
來源：科學家記錄不同溫度及壓力下物質的狀態所繪製的圖。
水的相圖： 二氧化碳的相圖：
臨界溫度（臨界點）：使氣體液化成液體所需之最高溫度，因此臨界 溫度愈低，該氣體愈不液易化。
氣體的通性：低密度、高壓縮性及熱膨脹性。
氣態：由於粒子能迅速移動，氣體可依容器的不同而調整其所占有的 體積及形狀，而粒子間的廣大空間便是氣體具低密度及高壓縮 性的主要原因。
液態：因為液體粒子能移動，使得液體並沒有固定的形狀。不過相對 於氣體，液體粒子間的距離較小且相互吸引，因此液體的密度 較氣體高，可壓縮性小，且有固定的體積。
固態：由於固體粒子間存在較強的吸引力，致使粒子緊密地排列僅能 振動而無法移動。因此固體有固定的形狀及體積，通常也具有 較高的密度及較低的壓縮性。
物質的三 態變化
3-2 水的相
變化 相圖
粒子的運 動模型
定溫下，液體表面部分具有較高動能的分子能克服 蒸發與凝結 分子間的引力，脫離液面而進入氣相，這個過程稱 為蒸發。
密閉系統中，蒸發至氣相的分子也可能重返液體，當 它們撞擊液面時，受到液體分子的吸引，致使無法重 返氣相，此過程稱為凝結。
飽和蒸氣壓：定溫密閉容器中，當液體的蒸發速率等於蒸氣分子的凝 結速率時，氣相中的分子已不再增減，此時液面上溶劑分子所顯現的 分壓，稱為該液體的飽和蒸氣壓，本章中簡稱為蒸氣壓。
液體 蒸發 氣體，KC＝[氣體]
液體的種類：液體的蒸氣壓大小主要和液 體分子間的引力有關；定溫下，液體分子 影響飽和蒸氣壓的因素 間的引力愈大，則蒸發熱愈大，蒸氣壓愈 小。
液體的溫度：液體的飽和蒸氣壓與溫度有 關，當液體的溫度升高時，液體分子的平 均動能增大，蒸發速率變快，蒸氣壓因而 快速升高。
當液體的蒸氣壓和外界的大氣壓力相等時，液體開 始沸騰，沸騰時的溫度稱為沸點。
蒸氣壓與沸點 沸點會隨外界的壓力而改變，當大氣壓力增大時，
沸點亦隨之升高。
當大氣壓力為一大氣壓時，液體的沸點稱為正常沸 點。
定義：相對溼度＝×100％
意義：當水氣含量愈多時，表示溼度愈高，一般以相對溼度表示大氣 中水蒸氣的飽和程度。
溶質是非揮發性：若溶質是非揮發性物質，則此時 溶液的蒸氣壓比純溶劑低，而且溶液的濃度愈高，
溶液的蒸氣壓 下降的量愈多。
若溶質具揮發性：若溶質具揮發性，則混合後的總 蒸氣壓等於溶質與溶劑分壓和。
3-3 汽化與 蒸氣壓
純溶劑的 蒸氣壓
拉午耳定 律
相對溼度
拉午耳定律：法國的化學家拉午耳所提出。
定義：若溶液中含有非揮發性的非電解質溶質，其溶液 的蒸氣壓（P）等於純溶劑的蒸氣壓（P°）乘上溶 劑的莫耳分率（XA），即：P＝XAP°
蒸氣壓下降量（ΔP）：
∵P＝XAP°＝（1－XB）P°
ΔP＝P°－P＝XBP°
密閉容器內的共平衡
實驗：將(A)純水、(B)稀糖水、(C)濃糖水三杯不同濃度的水溶液，同 置於密閉容器內觀察，如下圖所示。
結果：達成平衡後，A 杯中所有的水蒸發而乾；B 與 C 杯中之糖水的 蒸氣壓相等。故B 杯的水量減少，而 C 杯的水量會增多。
何謂理想溶液：溶液的蒸氣壓與其濃度間的關係若能符合拉午耳定律 ，該溶液稱為理想溶液。
理想溶液的體積具有加成性，亦即混合後的體積 等於混合前溶劑與溶質的體積總和。
理想溶液形成的過程中不會發生放熱或吸熱現象 ，即溶解熱為零。
溶液的蒸氣壓均遵循拉午耳定律，即：
Pt＝P1＋P2＝X1P°1＋X2P°2
非理想溶液：溶液形成的過程中會發生放熱或吸熱現象，混合時體積 無加成性。
理想溶液 ① 非理想溶液 ② 非理想溶液
遵守拉午耳定律 對拉午耳定律呈正偏差 對拉午耳定律呈負偏差 Pv（理想）＝X1P°1＋X2P° Pv（實際）＞Pv（理想） Pv（實際）＜Pv（理想）
A-B 間引力等於 A-A 或 B-B 單獨存在之引力
A-B 間引力小於 A-A 或 B-B 單獨存在之引力
A-B 間引力大於 A-A 或 B-B 單獨存在之引力 溶液形成時，ΔH＝0 溶液形成時吸熱 溶液形成時放熱
混合體積具有加成性 混合體積變大 混合體積變小
純溶劑的 蒸氣壓
理想溶液 理想溶液的特性
內容：定溫下低溶解度的氣體在溶液中的含量（CA）與 液面上該氣體的分壓（PA）呈正比。而溶入氣體 的體積與該氣體的分壓無關。
公式：CA＝KH‧PA，其中 KH 稱為亨利定律常數。
氣體之KH 值均隨溫度升高而降低，大部分氣體之 KH
值都在1 mM／atm 左右。因此氣體在常溫、常壓下溶解 度大都低於10－3 M。
有些氣體在水中溶解度偏高的原因主要是該氣體可與水 分子進行下列反應。
例：二氧化碳可與水產生下列反應：
CO2(aq)＋H2O(l) ● H＋(aq)＋HCO3－ (aq)
因此實驗室的蒸餾水常呈微酸性。
碳酸飲料的製造是用高壓將大量二氧化碳溶入水溶液中 ，再予以裝瓶冷藏。
用氦氣取代氮氣以稀釋氧氣，則可有效避免潛水伕病之 發生。
沸騰的條件：液體的蒸氣壓隨溫度升高而增高，當蒸氣 壓和液面大氣壓力相等時，液體便開始沸騰，此時的溫 度稱為沸點。
沸點上升的原因：當溶液中含有非揮發性的溶質時，由 於在同溫時溶液的蒸氣壓比純溶劑降低，因此必須提高 溶液的溫度，使其高於純溶劑的沸點，溶液才可能沸騰。
沸點上升公式：同一種溶劑沸點上升的多寡（ΔTb），僅和溶於溶劑 中的粒子數目有關，而和溶質本身的性質無關，其關 係式可寫成：ΔTb＝KbCm，Kb稱為莫耳沸點上升常 數，不同的溶劑具有特定的Kb值。
溶液的凝固點都會低於純溶劑的凝固點，其下降度數 僅和溶質的粒子數有關。
溶液的凝固點下降度數（ΔTf）可表示為：
ΔTf＝Kf Cm
Kf為溶劑的莫耳凝固點下降常數，不同的溶劑具有特 定的Kf值。
溶解度與 亨利定律
3-4 溶液的性質
亨利定律
KH與溶 解度
亨利定律 的應用
溶液的沸 點上升及 凝固點下降
溶液的沸 點上升
溶液的凝固 點下降
半透膜：對於不同物質的通過具有選擇性，大部分能讓顆粒較小的溶 劑粒子通過，卻不讓體積較大的溶質粒子穿透，具有這種性 質的薄膜稱為半透膜。
例：細胞膜、膀胱壁及人工合成的薄膜等。
滲透作用：溶劑由較稀薄的溶液通過半透膜進入較濃溶液的現象，稱 為滲透作用。
定義：阻止滲透作用由純水擴散到溶液所須施加於溶液的 滲透壓 壓力。
滲透壓 測定：在壓力計和活塞的一邊裝入溶液，另一邊放入純溶 劑。為了保持兩邊液體的液面高度相等，施加於溶 液的壓力就是溶液的滲透壓，其值便可以由壓力計 讀出。
▲ 滲透作用所產生的滲透壓
公式：滲透壓（π）的大小與溶質的莫耳數（n）和絕對溫 度（T）成正比，與溶液的體積（V）成反比，而與 溶質和溶劑的種類無關。
可以表示為下式：
πV＝nRT，其中 R=0.082 atm ·L／mol ·K
由於n／V 等於體積莫耳濃度（M），上式可改寫為：
π＝CMRT
應用：滲透作用對生物極為重要，因為生物體的細胞膜是一種半透膜 ，可藉滲透作用使水分傳送到生物體的每一個細胞，也容許某 些物質例如養分與廢料通過。
依數性質：指溶液的某些性質，如蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下 降及滲透壓等，僅與溶質的粒子數有關，而與溶質的本性 無關。
飄雪的寒帶，經常在馬路上灑鹽，以降低冰的熔點，使 不易結冰，汽車行駛時較不會打滑。
在汽車的水箱中加入 抗凍劑（如乙二醇）
，可藉凝固點下降，
防止水箱在冬天因結 冰而脹裂。也能藉沸 點上升，防止水箱中 的水在夏天過熱沸騰。
▲ 測量滲透壓的裝置
逆滲透法將海水淡化是另一項依數性質實用的例子。
在實驗室中常用依數性質來測定未知物的分子量，又以 滲透壓的方法所測得的最為準確。
於非揮發性的電解質溶液，由於溶質在溶液中會產生解 離，使粒子數目增加，因此上述依數性質相關的公式若 用於非揮發性的電解質溶液，則須乘以一個修正因子I ，用以修正溶質解離後所產生粒子的總莫耳數。
溶液的性質 非電解質 強電解質
蒸氣壓下降量 ΔP＝P°×XB
ΔP＝P°×XB＝P°×
ΔP Cm×i 沸點上升 ΔTb＝Kb×Cm ΔTb＝Kb×Cm×i 凝固點下降 ΔTf＝Kf×Cm ΔTf＝Kf×Cm×i
滲透壓 π＝CMRT π＝iCMRT
上述有關i 值的修正僅適用於稀薄溶液，對於濃度較高 的電解質溶液，其i 值也無法直接由化學式中的離子數 來判斷。
對於非完全解離的電解質，可設其解離度為α。
若解離式：AmBn → mAn＋ ＋ nBm－
1 0 0 －α ＋mα ＋nα
則i＝（1－α）＋mα＋nα＝1＋（m＋n－1）α 依數性質
的應用
常見的應 用
公式修正
溶 液 的 種 類 與 特 性
3 - 1
1. 溶液的定義：溶液是由兩種或兩種以上純物質混合而成的均勻混合物。
2. 溶液的組成：
(1) 若溶液是由固體或氣體溶在液體時，固體或氣體稱為溶質，液體稱為溶劑。
(2) 若由液體互溶而成時，一般以量多者為溶劑，量少者為溶質。
(3) 水為最常見的溶劑，故不論量多少通常均視水為溶劑。
例：95％的酒精水溶液中，溶劑為水。
3. 溶液的種類：
(1) 依據溶液的狀態來分：可區分為氣態、液態或固態溶液。
▼ 一些不同種類溶液的狀態及實例
種 類 狀態 實例
氣態溶液 氣體溶於氣體 空氣（N2、O2、Ar 及其他氣體）
液態溶液
氣體溶於液體 汽水、雨水（CO2溶於水）
液體溶於液體 汽油（烴類的混合物）
固體溶於液體 海水（NaCl 及其他鹽類溶於水）
固態溶液 固體溶於固體 14 開金（金和銅的合金）
(2) 依據液態溶液的溶劑種類來分：可分為水溶液及非水溶液，如酒精溶液、甲苯溶液等。
(3) 若以溶液的導電性來分：可分為電解質溶液，如食鹽水，及非電解質溶液，如蔗糖水溶 液。
(4) 若依溶質顆粒的大小來分：可區分為真溶液及膠體溶液。
▼ 真溶液、膠體溶液及懸浮液的一些特性
種類 溶質粒徑大小 實例 特 性
真溶液 0.1～1 nm 空氣、海水
、汽油、酒
光能穿透，靜置無法分離，濾紙無法過濾 溶質
膠體溶液 1～1000 nm 牛奶、霧、
奶油
常呈膠濁狀，光無法完全穿透，靜置無法 分離，濾紙無法過濾溶質
懸浮液 ＞1000 nm 顏料、氣體 噴膠
常呈膠濁狀，光無法完全穿透，靜置能分 離，有些懸浮液可用濾紙過濾
說明：①真溶液中溶質顆粒的粒徑為0.1～1 nm，能和溶劑分子均勻混合，其溶液能讓光穿透，
由於溶質顆粒太小，靜置時無法使溶質沉澱，也無法使用濾紙加以分離。
②膠體溶液的溶質顆粒大小，介於真溶液及懸浮液之間為5～200 nm，溶液經常呈現混濁，
無法完全透光，溶質無法經由濾紙分離。
③懸浮液中溶質顆粒的直徑大於1000 nm，其溶質顆粒能直接用肉眼觀察，溶液無法使光 完全穿透，靜置時溶質會沉澱，也能使用濾紙將溶質分離。
溶液的種類
（南一版 p.111）1
範例 溶液的種類 ★★★★
下列關於溶液性質的敘述，何者正確？
(A)各氣體混合若不發生化學反應，一定可以形成氣態溶液 (B)可將 18 K 金其成分中的銅視為 溶質，金視為溶劑 (C)碘酒是以酒精為溶劑所形成的非水溶液 (D)將鐵粉加入水中，充分攪 拌後所得的混合物為液態溶液 (E)濃度 98 ％的硫酸溶液中，水為溶劑
[答案] ＡＢＣＥ
(D)鐵不溶於水，非溶液。
[類題] 空氣中含有氮、氧、氫、二氧化碳等多種氣體，若將空氣視為氣態溶液，則以何者為溶 劑？
(A)氮 (B)氧 (C)氫 (D)二氧化碳
█： Ａ 。
1. 膠體溶液的組成：
(1) 膠體溶液的溶質顆粒較大，大多是由高分子聚合物所形成，或是由粒子相互結合、離子 吸附溶劑分子所構成的原子集團。
例：蛋白、澱粉液、氫氧化鐵、硫化砷（As2S3）等。
(2) 膠體溶液的溶劑常稱為分散媒，溶質稱為分散質，所構成的溶液稱為分散系。
說明：由於膠體溶液溶質的顆粒太大，與其說溶質「溶於」溶劑中，不如說其「分散於」溶劑中 來得恰當。
1
膠體溶液的特性及應用
（南一版 p.113）2
酏葡萄酒為真溶液；(B)牛奶為膠體溶液，但靜置仍無法使 溶質沉澱分離；(C)常用的驅蚊蟲噴霧劑是一種懸浮液，
噴出的溶質顆粒清晰可見，會慢慢的掉落地面。
（(A)含量最多的成分為溶劑 N2。）
(A)
(C)
(B)
2. 膠體溶液的特性：
(1) 廷得耳效應：由英國的廷得耳於 1871 年所提出。當光線通過膠體溶液時，
因為分散質的粒子較大，會使光線散 射，顯現出一條光亮的通路，如右圖 所示，此現象稱為廷得耳效應。
(2) 布朗運動：由英國的植物學家布朗於 1827 年所提出。當光線通過膠體溶液
時，若以顯微鏡在垂直於光線的方向觀察，可以看見分散質的粒子形成無數光點，並且 不停地作無固定方向的快速運動，稱為布朗運動。
說明：布朗運動的成因為同一時間內，分散質的粒子受到許多溶劑粒子的碰撞，因各方向的力量 不平衡而造成。
▲ 布朗運動的成因示意圖
(3) 膠體粒子帶電：分散質的表面經常帶電荷，主要是由於粒子吸附存在於溶液中的離子或 極性分子所致，例如金屬的氫氧化物或氧化物常帶正電荷，如氫氧化鐵（Fe(OH)3），
而硫化物常帶負電荷，如硫化砷（As2S3）。
說明：由於分散質表面帶相同的電荷，彼此間相互排斥，粒子因而不會凝聚而沉澱。
▲ 膠體溶液分散質的表面經常帶有相同的電荷，彼此排斥無法凝聚下來。
3. 膠體粒子的凝聚：若於膠體溶液中，加入少許電解質或插入正負電極，則粒子所帶的電荷，
立即被電性相反的離子或電極的電荷所中和而凝聚析出。
例：(1) 豆漿中加石膏，其中的蛋白質即被凝聚成豆花。
(2) 牛乳中若加入醋酸，可使酪蛋白（casein）凝聚體。
(3) 豆漿中若添加電解質，如食醋，便可將分散質凝聚析出，成為蛋花狀的鹹豆漿。
▲ 廷得耳效應示意圖
▲ 豆漿為膠體溶液（圖左），加入電解質後分散質便凝聚析出（圖右）。
4. 膠體溶液的應用：
(1) 製作不同風味的食品，如豆花、鹹豆漿等。
(2) 應用於墨水、油漆、化妝品等日常用品，適當的改變溶液中膠體粒子的濃度，可以改變溶 液的塗抹效果，以達到美觀的目的。
(3) 工業上，也常在工廠的煙囪上加裝靜電板，以除去大量帶電的灰塵粒子。
範例 膠體溶液的性質 ★★★
直徑在10－7～10－9公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液。下列有關膠體溶液性質的敘述，何
者正確？ 【86.日大】
(A)膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B)膠體溶液通電可促使膠體凝聚 (C)在膠體溶液中 加入少許電解質，可防止膠體凝聚 (D)廷得耳效應是因膠體粒子散射光線造成 (E)通常膠體 粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中
[答案] ＢＤＥ
(A)膠體粒子受溶劑分子碰撞；(C)可促使膠體凝聚。
[類題] 下列何種組合一定不會形成膠體溶液？
(A)小水滴在空氣中 (B)一固體在另一固體中 (C)奈米銀在某一液體中 (D)常溫下氧氣 與氫氣的混合氣體
█： Ｂ 。
範例 膠體溶液的應用 ★★★★
氯化鐵與水起水解，依FeCl3＋3 H2O → Fe(OH)3＋3 HCl 反應，除去 HCl 後（用透析法）可得氫 氧化鐵膠體溶液。欲使此膠體溶液凝聚，下列何者最佳？
(A) K3Fe(CN)6 (B) K4Fe(CN)6 (C) KMnO4 (D) NaCl [答案] Ｂ
Fe(OH)3帶正電，故[Fe(CN)6]4－最佳。
2
3
[類題] 某膠體在電泳時會向陰極移動，則在此膠體內加入下列何種物質不會產生凝聚？
(甲)蔗糖溶液；(乙)硫酸鎂溶液；(丙)矽酸膠體；(丁)氫氧化鐵膠體。
(A)甲丙 (B)甲丁 (C)乙丙 (D)丙丁
█： Ｂ 。
( Ａ ) 1. 下列液態物質中，何者不會有布朗運動？
(A)濃食鹽水溶液 (B)牛奶 (C)咖啡 (D)醬油 ( Ｄ ) 2. 有關膠體溶液的敘述，下列何者錯誤？
(A)膠體溶液中之分散質顆粒比真溶液中之溶質顆粒大 (B)膠質粒子雖有帶電現象，但 膠體溶液仍保持電中性 (C)膠質粒子可散射光線而產生廷得耳效應 (D)膠體溶液若加 入晶體，會產生沉澱而達飽和平衡
( Ｃ ) 3. 插入兩電極並通電，會向正極游動的膠體粒子，若改為加入少許電解質溶液，欲使其凝聚 析出，則下列何種電解質最有效？
(A) NaCl (B) CaSO4 (C) Al2(SO4)3 (D) K3[Fe(CN)6]
( Ｃ ) 4. 煙和霧皆為氣溶膠，有關兩者之分散質的敘述，下列何者正確？
(A)煙和霧的分散質皆為氣體 (B)煙和霧的分散質皆為固體 (C)煙的分散質為固體，霧 的分散質為液體 (D)煙的分散質為液體，霧的分散質為氣體
( Ｃ ) 5. 膠質粒子以顯微鏡在垂直於光線的方向觀察時，可見膠質粒子成無數的光點不停地作急速 運動，乃因：
(A)膠質粒子之荷電性 (B)膠質粒子之受熱運動 (C)很多溶劑分子之碰撞產生推力 (D)受光的照射，膠質粒子將光能轉換為力學能
( Ｂ ) 6. 欲使金屬氫氧化物的膠體凝聚，下列何者的效果最好？
(A) NaCl (B) Na3PO4 (C) H2SO4 (D) BaCl2
( Ｃ ) 7. 欲使硫化鎘的膠體溶液凝聚析出，加入下列何種物質效果最佳？
(A) KCl (B) MgCl2 (C) Al2(SO4)3 (D) Na3PO4
( Ａ ) 8. 下列有關溶液的敘述，何者正確？
(A)溶液保留有溶質的本性 (B)溶液有一定的熔點，但無一定的沸點 (C)四氯化碳可與 水形成一溶液 (D)金屬可與金屬形成溶液，但金屬與非金屬不可形成溶液
( ＡＢ ) 1. 有關溶液的敘述，何者錯誤？
Ｄ (A)溶劑也叫分散系 (B)真溶液與膠體溶液是依溶劑不同來區分 (C)膠體溶液中的溶 質常帶同一種電荷 (D)固態膠體溶液叫溶膠 (E)膠體溶液加入少許電解質會發生凝 聚而沉澱
( ＤＥ ) 2. 豆漿加入下列何物質，會使其中的蛋白質凝聚？
(A)水 (B)蔗糖 (C)鹽 (D)食醋 (E)石膏
（向陰極移動表示此膠體帶正電，故只要有負電荷即可使其凝聚。(甲) 非電解質；(乙)電解質；(丙)帶負電；(丁)帶正電。）
（ 1. (A)真溶液。）
（ 2. (B)溶液中有相反電荷，故保持電中性；(D)晶體用來加入 過飽和溶液，使超溶的量可附著而析出沉澱。）
（ 3. 膠體粒子游向正極 表膠體粒子本身帶負 電 ∴找陽離子所帶正電荷數愈多，吸 附效果愈好。(A) Na＋：＋1；(B) Ca2＋： 2＋；(C)Al3＋：3＋；(D) K＋：＋1。）
（ 4. 煙是固態微粒分散於空氣中，霧 是液態小水滴分散於空氣中。）
（ 5. 布朗運動：膠質粒子受溶劑分子碰撞造成之運動。）
（ 7. 金屬硫化物之膠質粒子常帶負電，故正離子電 荷愈大的電質凝析效果愈好。(A) K＋；(B) Mg2＋；(C) Al3＋；(D) Na＋。）
（ 6. 氫氧化物帶正電，故 PO43－的效果最好。）
（ 8. (A)溶液所含的純物質仍然保有各自的化學性質；(B)溶液無 一定組成及性質；(C)四氯化碳與水不互溶；(D)金屬與非金 屬亦可形成固態溶液（即合金）。）
（ 1. (A)稱之「分散媒」；(B)依溶質粒子大 小不同而分；(D)稱之「凝膠」。）
（ 2. 加電解質可使之凝聚，但(C)鹽無法使蛋 白質凝聚。）
( ＣＤ ) 3. 下列何者可發生廷得耳效應？
Ｅ (A)碘酒 (B)高梁酒 (C)氫氧化鋁溶液 (D)醬油 (E)澱粉溶液 ( ＢＣ ) 4. 下列關於膠體溶液的敘述，何者正確？
Ｅ (A)將其靜置久後，會產生沉澱 (B)膠體溶液與真溶液主要區別為溶質粒子的大小 (C)將硫化鎘之膠體溶液插入電極後通電，硫化鎘將於正極凝聚析出 (D)用濾紙可區 分真溶液和膠體溶液 (E)膠體粒子不能通過半透膜，而真溶液可，用此方法區分稱 為透析
1. 請依(甲)～(辛)回答下列問題：(甲)食鹽水；(乙)碘酒；(丙)豆漿；(丁)霧；(戊)醋；(己)鹽酸；
(庚)澱粉液；(辛)碘的氯仿溶液。
(1) 哪些屬於真溶液？
(2) 哪些屬於膠體溶液？
(3) 哪些屬於電解質溶液？
(4) 哪些以水為溶劑或分散媒？
█：(1)甲乙戊己辛；(2)丙丁庚；(3)甲戊己；(4)甲丙戊己庚。
2. 下列關於膠體溶液的特性：
(1) 光線通過時出現光亮的通路為何？
(2) 光線通過時，以顯微鏡觀察，有無數光點跳動稱為何？
(3) 石膏加入膠體溶液產生凝聚，由此可知膠體溶液具有何特性？
█：(1) 廷得耳效應；(2)布朗運動；(3)膠體粒子帶電。
（ 3. 膠體可產生廷得耳效應。）
（ 4. (A)不沉澱；(D)無法區分，皆可通過濾紙。）
水 的 相 變 化
3 - 2
1. 物質的狀態：構成物質的粒子，由於受到溫度、壓力的改變，
使得粒子間的距離及引力大小發生變化，因而產生狀態的不同
。常見的物質狀態有氣態、液態及固態三種。
2. 物質狀態與能量：
純物質發生狀態轉變時，通常隨著度的升高，固體會熔化成液 體，再變化為氣體，歷經三個狀態的改變。
3. 水的加熱曲線：
▲ 在固定熱源下，水的加熱曲線圖。
(1) 由圖中可看出隨著熱量的加入，冰塊的度逐漸上升，到 0 ℃時，雖然持續加熱，冰塊的度 不再上升，此時水分子吸收足夠的能量，掙脫和部分水分子間的吸引力，得以移動，此 時的度稱為冰的熔點。
說明：圖形中水平部分所加入的熱量即為冰塊熔化為水產生相變所需要的能量，一莫耳冰塊熔化 成水所需要的能量為6.01 千焦，稱為莫耳熔解熱，其反應式可表示為：
H2O(s) ─→ H2O(l) ΔH＝6.01 kJ
(2) 當所有冰塊均熔化為水時，水的度會因為持續加熱而上升，到達 100 ℃時，雖然繼續加熱，
水的度亦不再上升，此時所加入的熱能，將使水分子掙脫和其他水分子間的作用力而汽 化，此時的度稱為水的沸點。
說明：水一莫耳汽化所需的熱量稱為莫耳汽化熱，其反應式可表示如下：
H2O(l) ─→ H2O(g) ΔH＝40.7 kJ
(3) 由圖中可以看出其水平線的長度比熔化的部分長，即水莫耳汽化熱比熔解熱大很多。
4. 物質狀態的判斷：
(1) 物質存在的度如果小於其熔點，則物質會以固態存在。
(2) 物質存在的度如果大於其熔點而小於沸點，則物質會以液態存在。
(3) 物質存在的度如果大於其沸點，則物質會以氣態存在。
例：水在常常壓下為液體，但是其他物質可能是氣體、固體或液體。
物質的三態變化
（南一版 p.117）1
▲ 物質的三態。固態 － 鋅粒，液態 － 鋅水，
氣態 － 鋅氯氣。
▼ 一些純物質在一大氣壓下的熔點及沸點
物質名稱 熔點（℃） 沸點（℃）
氖 氣（Ne） －249 －246 二硫化碳（CS2） －110 46.2 氯 仿（CHCl3） －64 62
水（H2O） 0 100
冰醋酸（CH3COOH） 17 118
汞（Hg） －39 357
鈉（Na） 98 883
鎢（U） 3410 5660
氯化鈉（NaCl） 801 1413 二氧化矽（SiO2） 1610 2230 鑽 石（C） 3550 4827 5. 物質的昇華：
(1) 乾冰是固態的二氧化碳，在常常壓下會直接轉變為氣態，這種 現象稱為昇華。
說明：物質在昇華的過程中，分子並沒有改變，只是彼此間的距離 產生了變化。
(2) 雖然碘的熔點為 114 ℃，但是低於此度時部分固態碘分子亦可 吸收四周的熱能，直接變成氣態碘分子。相反地，氣態碘分子 遇冷也可以凝聚成固態的碘。
範例 加熱曲線 ★★★★
100 克某固體物質 X，在定壓下由 0 ℃起以均勻熱源加熱，
每分鐘500 卡，其溫度與時間的關係如右圖所示，則：
(1) 物質的熔點、沸點分別為若干？
(2) 液態的物質 X，在沸點時的克汽化熱為若干？
(3) 該固體的比熱是多 cal／g ·℃？
[答案] (1) 20 ℃、60 ℃；(2) 20 cal／g；(3) 0.5 (1) mp＝20 ℃、bp＝60 ℃；
(2) ΔH＝500×（10－6）＝2000 cal ，克汽化熱為＝20 cal／g；
(3) 由 ΔH＝m．s．ΔT 2×500＝100．S．（20－0） S＝0.5 cal／g．℃。
[類題] 100℃時，水蒸氣凝結成為同溫度的水 180 克，此時所得的能量用以產生氣態苯（在其 沸點）936 克，水的莫耳汽化熱是 40.6 千焦，試求苯的莫耳汽化熱？
█： 33.8 千焦 ／ 莫耳 。
1
（×40.6＝×x，x＝33.8。）
▲ 固態碘在室溫時可以 直接由固體昇華形成 氣體
1. 來源：科學家記錄不同溫度及壓力下物質的狀態所繪製的圖。
說明：在常溫常壓下我們可能僅看到物質的一種狀態，如果改變適當的壓力及溫度，則可以看到不 同的狀態。例如乾冰在高壓低溫下仍可能以液態的方式出現。
2. 水的相圖：
▲ 水的三相圖
(1) 水的相圖可分為三塊區域，分別為左邊的固態區、右側的氣態區及中間的液態區域。
(2) 在 l atm 時，從 0 ℃（B 點）到 100 ℃（C 點）之間，水均以液態存在。但在 0 ℃以下，
水凝結成固體，在100 ℃以上，水轉變為水蒸氣。
(3) B 點與 C 點分別為水在 l atm 下的熔點和沸點。因此在 l atm 下加熱冰塊，冰塊隨著度的變 化，經過熔點變為液體，再經過沸點轉變成水蒸氣。
(4) 由相圖中可看出，在不同的壓力下，水的熔點及沸點均會改變。其中線段即為不同壓力下 水的沸點，線段則為不同壓力下冰的熔點。
例：在0.57 atm 時，水的沸點下降至 85 ℃（A 點）。
說明：我們常說的物質熔點和沸點，為l atm 下所測得的數值，又稱為正常熔點和正常沸點。
(5) 上圖中 D 點（0.006 atm、0.0098 ℃），水的三態可彼此達平衡共存，稱為三相點。不同 的物質，三相點各不相同，是物質的特徵之一。
(6) 由圖中可知，若壓力降至 0.006 atm 以下時，冰塊隨著度的上升，便能直接由固態昇華成 氣態了。
(7) 臨界點（圖中 E 點）
① 臨界度：使氣體液化成液體之最高度，以水而言即超過 374 ℃，不管加多大壓力，皆無 法使水蒸氣液化成水。
② 臨界壓力：在臨界度時，使氣體液化成液體所加之最小壓力，以水而言即小於 218 atm，水蒸氣仍無法液化成水。
說明：臨界溫度與分子間的引力大小有關，氣體分子間引力大者，其臨界溫度相對也相高。同 理，臨界溫度愈低，該氣體愈不液易化，如O2、N2、惰性氣體等。理想氣體分子間無作 用力，不可能液化，故無臨界點。
相圖
（南一版 p.121）2
3. 二氧化碳的相圖：
(1) CO2之三相點為－56℃，壓力為 5.1 atm，故液態 CO2僅在壓力大於5.1atm 以上才能存在，因此乾 冰在1atm 下加熱到－78 ℃以上，即可昇華。
(2) 在高於臨界點的度與壓力時，CO2可稱之超臨界 流體（supercritical fluid，SCF）。此時 CO2類似 氣體，但密度很大，可作溶劑以溶解液體或固體 溶質。超臨界CO2可用以萃取咖啡豆中之咖啡因
或自花中萃取香料，因為在較低壓下，CO2很容 ▲ 二氧化碳的相圖（未按比例）
易蒸發而與萃取物分離，故不會有溶劑汙染的問題。
範例 水的相同 ★★★★
下列有關右圖水的相圖（不按比例）敘述，何項正確？
(A) A（固體，冰），B（液體，水），C（氣體，水蒸氣） (B)無論 壓力的大小，純水沸點常為100 ℃ (C)若壓力愈大，純水的液相存 在溫度範圍愈大 (D)若圖中 P2＝1 atm，則 t2為沸點100 ℃，t1為凝 固點0 ℃ (E)若壓力愈低，近於真空，則水的凝固點略高於 0 ℃ [答案] ＡＣＥ
(B) P↑，bp↑；(D) P2＝1 atm 時，t1略大於0 ℃。
[類題] 水之臨界溫度為 374℃，臨界壓力為 218atm，在下列何狀況下，水以液相存在？
(A) 110 ℃、1 atm (B) 100 ℃、1.1atm (C) 25 ℃、380 mmHg (D) 0 ℃、2 atm (E) －1 ℃、1 atm (F) 380 ℃、300 atm (G) 374 ℃、200 atm
█： ＢＣＤ 。
範例 相圖 ★★★★
某固體在25 ℃、1 atm 下昇華，此表示：
(A)固體密度大於液體 (B)在三相點時的壓力大於 1atm (C)固體密度小於液體 (D)在三相 點時的壓力小於1 atm
[答案] Ｂ
(D)三相點之壓力大於 1 atm，故於 1 atm 時已進入氣相區。
2
3
（劃出水的相圖判斷。）
[類題] 右圖中曲面上各點的坐標代表一純物質的體積 V、溫度 T 與壓力 P。甲、乙、丙均為等溫線，其粗線部分與 V 軸平行，圖中虛線為此物質兩態共存區之邊界線。下列 有關此物質三態的敘述，何者正確？（應選兩項）
(A)在甲溫度時，此物質之固態與液態可以共存 (B)在 甲溫度時，此物質之固態與氣態可以共存 (C)在乙溫度 時，此物質之液態與氣態無法共存 (D)在高於丙溫度時
，此物質無法三態共存 【92.學測】
█： Ａ 。
1. 氣體的通性：
(1) 低密度：由於密度小，這些物質都能浮在地球表面上。
(2) 高壓縮性：它們都可以被壓縮而儲存於容器內，打開容器時，可以逸散至容器之外。
(3) 熱膨脹性：它們都可因受熱而膨脹，這便是造成氣流的主要原因。
說明：氣体共通的性質與其化學性質無關，而與它們的物理狀態有關。可藉由粒子的運動模型來 說明物質三態的變化，及其能量的轉變情形。
2. 氣態：
(1) 氣體是由移動迅速的粒子所組成，除了碰撞在一起的瞬間之外，粒子間的距離都很大，彼 此幾乎沒有任何的作用力（如圖(A)）。
(2) 由於粒子能迅速移動，氣體可依容器的不同而調整其所占有的體積及形狀，而粒子間的廣 大空間便是氣體具低密度及高壓縮性的主要原因。
(3) 當度降低時，氣體粒子的運動速率變慢，壓力增大時，粒子間距離變小，因此在低溫高壓 下，氣體粒子就可能彼此吸引而凝結成為液體。
3. 液態：
(1) 液體中粒子的運動情形有如電影院中擁擠的人群，粒子的移動受到限制，速度也比氣體中 的粒子緩慢許多（如圖(B)）。
(2) 因為液體粒子能移動，使得液體並沒有固定的形狀。不過相對於氣體，液體粒子間的距離 較小且相互吸引，因此液體的密度較氣體高，可壓縮性小，且有固定的體積。
(3) 當液體的溫度下降，則液體粒子移動速率變慢，粒子沒有足夠能量移動，只能在很小空間 內振動，逐漸成為固體。
4. 固態：由於固體粒子間存在較強的吸引力，致使粒子緊密地排列僅能振動而無法移動（如圖 (C)）。因此固體有固定的形狀及體積，通常也具有較高的密度及較低的壓縮性。
(A) (B) (C)
粒子的運動模型
（南一版 p.122）3
（將原 3D 圖為 2D 圖，可得附圖(一)(二)：(A)(B)在甲溫度 時，在適當的 P 和 V 條件下，應可以固態與氣態共存；
(C)在乙溫度時，在適當 P、V 條件下，此物質之液態與 氣態可以共存，如附圖(一)所示；(D)在高於丙溫度時，
此物質以氣態存在，如附圖(二)所示。） 圖 ( 一
) 圖 ( 二
)
物質三態的微觀粒 子運動模型
5. 狀態變化：
(1) 物質是由運動的粒子所組成，粒子具有動能，其大小取決於粒子的質量及運動速率，當 度愈高時，粒子的運動速率愈大，動能也愈大。
(2) 物質中的粒子彼此間有吸引力存在，其大小和粒子間的距離有關，距離較近時，引力較 大，粒子間引力的大小將影響粒子的運動形式。
(3) 通常物質三態中固體粒子排列最緊密，液體次之，而氣體則相距甚遠。
範例 物質狀態 ★★★
下列有關粒子運動模型的敘述，何者正確？
(A)固態物質粒子間距離甚小，故粒子無法運動 (B) 100 ℃的水與水蒸氣粒子具相等的動能 (C)氣體粒子只在空間移動而沒有依質心轉動 (D)在 0 ℃時，所有粒子均靜止不動
[答案] Ｂ
(A)固體粒子可振動；(C)有依質心轉動；(D)絕對零度時，粒子的移動動能為零。
[類題] 下有關物質三態性質的敘述，下列何項錯誤？
(A)粒子間距離以氣態最大 (B)粒子間作用力以氣態最小 (C)可壓縮性以氣態最大 (D)氣體冷卻必先變成液體，然後再轉變成固體
█： Ｄ 。
( Ｃ ) 1. CO2之相圖如右圖所示，在1 atm、－40 ℃時，CO2以下列 何種狀態存在？
(A)固相 (B)液相 (C)氣相 (D)固與液相共存 (E)液與氣 相共存
( Ｂ ) 2. 在 1 大氣壓下，H2O(s) ─→ H2O(l)，ΔH＝1.44 千卡（0 ℃）
；H2O(l) ─→ H2O(g)，ΔH＝9.70 千卡（100 ℃）。同壓力下，當 1 莫耳 0 ℃冰變成為 1 莫 耳100 ℃水蒸氣時，其熱量變化（千卡）應為：
(A)－11.14 (B) 12.94 (C) 8.26 (D) －8.26 ( Ａ ) 3. 想要將氣體液化，下列何者為最有效的方法？
(A)降低溫度，增加壓力 (B)升高溫度，增加壓力 (C)降低溫度，減少壓力 (D)升高 溫度，減少壓力
( Ａ ) 4. 當壓力由 1.2 atm 降至 1 atm 時，下列有關水之沸點與凝固點的敘述，何者正確？ (A)沸 點降低，凝固點升高 (B)沸點降低，凝固點降低 (C)沸點升高，凝固點降低 (D)沸點 升高，凝固點升高
（ 1. 由圖找出（－40 ℃,1 atm）之點，此時為氣態。）
4
（(D)凝華未經過液態。）
（ 2. 1.44＋18×1×100×10－3＋9.7＝12.94。）
（ 3. 縮短分子間距離可使其容易液化 加壓、降溫。）
（ 4. P 外↓水之 bp↓而 mp↑。）
( Ｃ ) 5. 某物質的相關如右圖所示，則 A 點到 B 點的現象稱為：
(A)沸騰 (B)熔化 (C)昇華 (D)凝固 ( Ｂ ) 6. 下列敘述，何者正確？
(A)冰與水的混合物受熱時，溫度會上升 (B)碘在高壓下加熱，可以先 變成液體再變成氣體 (C)加熱於某純物質，溫度必會上升 (D)碘蒸氣 直接變成固體的過程稱為凝結
( Ａ ) 7. 下列關於固體熔化時的敘述，何者正確？
(A)分子排列更混亂 (B)物質分子總數變少 (C)分子間作用力變大 (D)物系溫度升高 ( Ｂ ) 8. 由粒子運動模型解釋蒸發、熔解與液化現象，下列何項敘述錯誤？
(A)加熱於固體，就是增加了分子熱運動的激烈程度 (B)液體的分子空隙比固體大，分 子間沒有引力，故稍微加熱，即能蒸發 (C)加熱一固體，等到某一溫度，分子間的束縛 開始瓦解 (D)使氣體降溫到某一程度，氣體分子就有可能因熱運動的減少而液化
( Ｂ ) 9. 取 40 ℃的水 200 克和 100 ℃的水 300 克，充分混合後，若無熱量散失，則最後水溫為若 干℃？
(A) 66 (B) 76 (C) 86 (D) 96
( Ｃ )10. 下列哪個物質在常溫常壓加熱時，不易產生昇華的現象？
(A) (B)乾冰 (C)蔗糖 (D)碘
◎ 家裡的衣櫃常放些樟腦丸，以防害蟲入侵，經過一段時間後，原來放進去的樟腦丸都「不翼而 飛」了，這是由於樟腦會直接變成氣體而散失。這種固體不經液體而直接變成氣體的現象，叫 作「昇華」。請依上述內容，回答下列11.、12.題：
( Ｂ )11. 下列哪種現象，其原理與上述的類似？
(A)放在開口容器的汽油，其量會逐漸減少 (B)放在舞臺上的乾冰，經過一段時間後，
體積逐漸減小 (C)打開汽水瓶，可以見到氣泡冒出，經過一段時間後，氣泡會減少 (D)從冰箱取出的玻璃杯，置於室溫一陣子，則杯外會有許多水滴，但經過一段較長時 間後，這些小水滴會消失不見
( Ｄ )12. 昇華屬於相變化的一種。右圖中 M、N1、N2和O 各點，表示 物質在不同溫度時的狀態，下列哪一狀態的變化表示昇華過程？
(A) N1 → N2 (B) N1 → M (C) M → O (D) N2 → O
( ＡＢ ) 1. 下列哪些狀況下，水是以液相存在？
ＣＥ (A) 100 ℃，1.2 atm (B) 25 ℃，1 atm (C) 0 ℃，1.2 atm (D) 100 ℃，0.8 atm (E) 25 ℃，1.2 atm
( ＢＤ ) 2. 有關物質三態的敘述，下列何者錯誤？
Ｅ (A)固態的熱含量最小 (B)粒子間的距離以氣態最小 (C)熱膨脹性以氣態最大 (D) 把等重、同溫度的冰和水，均升高1 ℃，所需要的熱量相同 (E)易揮發的液體，汽化 熱大
( ＡＣ ) 3. 右圖為冰受熱後的加熱曲線圖，則下列敘述何者錯誤？
Ｄ (A)水的熔化熱大於汽化熱 (B)為固態 (C)全為液態 (D)產生汽化 (E)溫度不變，全為氣態
（ 1. 由水的三相圖：(D) 100 ℃，0.8 atm 時 為氣相。）
（ 8. (B)液體分子間仍具有引力，故須加熱至使液體粒子具有足夠的 能量，方能脫離鄰近分子而汽化。）
（ 6. CO2之三相點壓力（5.1 latm）大於 1atm，故加 壓升溫可出現液態。）
（ 7. 熔化後分子距離更大、排列更混亂。）
（ 5. 由 s→g 稱為昇華。）
（ 9. 令末溫為 t℃ 200×（t－40）＝300×（100－t） t＝76。）
（10. 萘、乾冰及碘為常見會升華的物質。）
（ 2. (B)最大；(D)比熱不同，所須熱量不同；(E)易 揮發，表沸點低，汽化熱小。）
（ 3. (A)莫耳汽化熱大於熔化熱；(C) 為固、液共存；(D) D
→ E 為汽化。）
（ 12. 昇華指由固態直接變成氣態的過程。）
( ＡＢ ) 4. 右圖為 CO2的三相圖，下列何者敘述正確？
ＣＥ (A) 1 atm、10 ℃時，此物質為氣態 (B)在 1 atm 時，溫度 由－78 ℃升至 20 ℃，此物質發生昇華現象 (C) 6 atm、
－78 ℃下加熱，乾冰可產生熔化與汽化現象 (D)在 72.8 atm、31 ℃時，此物質氣態、液態、固態三相共存 (E)此 物質由固態熔化為液態時，體積會膨脹
( ＡＣ ) 5. (甲) 1 克 100 ℃的水蒸氣；(乙) 1 克 100 ℃的水。下列有關甲、乙之性質比較，何者 Ｅ 正確？
(A)熱含量：甲＞乙 (B)分子間引力：甲＞乙 (C)分子間距離：甲＞乙 (D)分子平 均動能：甲＞乙 (E)位能：甲＞乙
( ＡＣ ) 6. 右圖為某固體 100 g 受熱溫度與時間的關係圖，則：
Ｅ (A)沸點為 80 ℃ (B)在 a 點，固體、液體的質量比為 1：3 (C)若加熱速度為 1000 cal／分，則此物的熔化熱為 80 cal／g (D)此物若加入雜質，其熔點將高於 20 ℃ (E)承(C)此物汽 化熱為90 cal／g
1. 比較甲、乙兩圖並回答下列問題：
(1) 甲圖中之 I、II、III 與乙圖中之①、③、⑤，均分別代表固相、 、氣相。
(2) 甲圖中 A→E 相當於乙圖中的 ，且沸點為 ℃。
(3) 在甲圖中，沿 ABCDE 線所發生的相變化，B 點相當於乙圖中之 ，D 點相當於乙圖 中之?衼。
(4) 乙圖中④水平區較②水平區長，因水的汽化熱較冰的熔化熱為 。（填大或小）
█： (1) 液相； (2) ① → ⑤ ， 100 ； (3) ② ； (3) 大 。 2. 100 克的某固體物質 X，在定壓下由 0 ℃ 起以均勻熱源加熱
，每分鐘500 卡，其溫度與時間的關係如右圖所示，則該固 體的比熱是 卡／克℃，物質 X 在該壓力時的沸點是 ℃；100 克液態的物質 X，在沸點完全汽化時至少需 熱量 卡；固態物質 X 的每克熔化熱為 卡／克。
█：0.5，60，2000，10。
（ 6. (C)此物質熔化共吸熱 1000 cal／分×（10－2）分＝8000 cal 8000 cal＝100（g）×熔化熱 熔化熱＝80 cal／g；(D)加入雜 質，熔點下降，將低於 20 ℃。）
（ 4. (D)此為臨界點；
(E)會熱脹冷縮。）
（ 5. (B)引力：甲＜乙；(D)甲＝乙。）
（ 2. (1) H＝msΔt T 500×2＝100×s×（20－0） s＝0.5 cal／g℃
(2) H＝h×t＝500×4＝2000 cal ∴每克熔化熱＝＝10 cal／g。）
汽 化 與 蒸 氣 壓
3 - 3
1. 蒸發與凝結：
(1) 定下，液體表面部分具有較高動能的分子能克服分子間的引力，脫離液面而進入氣相，這 個過程稱為蒸發。
(2) 定下，蒸發液體會吸收外界的熱量，而蒸發 1 莫耳液體所需的熱量稱為莫耳蒸發熱
（ΔH蒸發熱）。
▼ 一些物質在 25 ℃時的莫耳蒸發熱（kJ／mol）
物質 ΔH蒸發熱 物質 ΔH蒸發熱
CS2 27.7 C6H6 33.9 Br2 30.9 CH3OH 38.0 CHCl3 31.4 C2H5OH 42.6 CCl4 32.5 H2O 44.0
說明：①上表中其中具有氫鍵的物質，分子間的引力較大，其蒸發熱也較高。
例：25 ℃時水的蒸發熱為 44.0 kJ／mol，而不具氫鍵的二硫化碳僅為 27.7 kJ／mol。
②不具氫鍵的物質若分子愈大，電子數愈多，凡得瓦力愈大，蒸發熱也較高，例如：苯 及四氯化碳的蒸發熱便比二硫化碳高。
(3) 密閉系統中，蒸發至氣相的分子也可能重返液體，當它們撞擊液面時，受到液體分子的吸 引，致使無法重返氣相，此過程稱為凝結。同溫下，同一物質的莫耳蒸發熱與莫耳凝結 熱同值異號。
2. 飽和蒸氣壓：定溫密閉容器中，當液體的蒸發速率等於蒸氣分子的凝結速率時，氣相中的分 子已不再增減，此時液面上溶劑分子所顯現的分壓，稱為該液體的飽和蒸氣壓，本章中簡 稱為蒸氣壓。
▲ 液相和氣相達成平衡的示意圖。
說明：當液體倒入保持定溫的密閉容器中，一開始液體的蒸發速率大於氣相分子的凝結速率，使氣 相中的分子逐漸增多，凝結速率隨著加大，當蒸發和凝結速率相等時，即氣相中的單位體積 分子數已成定值，呈現平衡狀態。液體 蒸發 氣體，KC＝[氣體]
例：H2O(l) H2O(g)，Kc＝[H2O(g)]
純溶劑的蒸氣壓
（南一版 p.125）1
補充：在一密閉系統中，達平衡時只要有液體存在，就 會有飽和氣壓。若我們在一附有活塞的容器內裝 少量的水，保持定溫下將容器體積大，將蒸氣壓 力與容器體積作圖，可得如右之關係圖。
3. 影響飽和蒸氣壓的因素：
(1) 液體的種類：液體的蒸氣壓大小主要和液體分子 間的引力有關；定下，液體分子間的引力愈大，
則蒸發熱愈大，蒸氣壓愈小。
例：汞原子間因存有引力較大的金屬鍵，蒸氣壓僅為1.8×10－3 mmHg，溴分子間僅靠較 弱的分散力互相吸引，所以蒸氣壓較大為214 mmHg。
▼ 25 ℃ 時，一些液體的飽和蒸氣壓
液體種類 飽和蒸氣壓（mmHg） 分子間主要引力
Br2 214 分散力
CCl4 100 分散力
H2O 24 偶極—偶極力、氫鍵
Hg 1.8×10－3 汞原子間的金屬鍵
(2) 液體的度：液體的飽和蒸氣壓與溫度有關，當液體的度升高時，液體分子的平均動能增大，
蒸發速率變快，蒸氣壓因而快速升高。
▼ 不同溫度下水的飽和蒸氣壓
溫度
（℃）
飽和蒸氣壓
（mmHg）
溫度
（℃）
飽和蒸氣壓
（mmHg）
溫度
（℃）
飽和蒸氣壓
（mmHg）
－10 2.0 20 17.5 50 92.5
－5 3.0 25 23.8 60 149.4 0 4.6 30 31.8 70 233.7 5 6.5 35 42.2 80 355.1 10 9.2 40 55.3 90 525.8 15 12.8 45 71.9 100 760.0 4. 蒸氣壓與沸點：
(1) 當液體的蒸氣壓和外界的大氣壓力相等時，液體開始沸騰，沸騰時的溫度稱為沸點，此時 液體的度維持定值，直至液體蒸發完畢，此過程中所添加的熱量雖可使蒸發速率加快，
卻無法使液體的度升高。
(2) 沸點會隨外界的壓力而改變，當大氣壓力增大時，沸點亦隨之升高。
例：大氣壓力為750 mmHg，則水在 99.6 ℃便開始沸騰。但大氣壓力比 760 mmHg 大時，
水的沸點就超過100 ℃，因此一般家庭經常使用壓力鍋烹煮牛肉、綠豆湯以縮短時 間便是這個道理。
(3) 當大氣壓力為一大氣壓時，液體的沸點稱為正常沸點。
例：水、四氯化碳、氯仿及乙醚的正常沸點分別為100、76.5、61.2 及 34.5 ℃。
▲ 一些常見液體的蒸氣壓隨溫度 升高而變大，圖中溫度數據 為四種液體的正常沸點。
範例 飽和蒸氣壓 ★★★
定溫下，在密閉容器中含液態水與水蒸氣，呈平衡狀態時，下列敘述何者正確？
(A)容器體積小，水蒸氣壓愈大 (B)平衡溫度愈高，水蒸氣壓愈小 (C)加入液態水，則水蒸 氣壓增大 (D)定溫下，液態水的蒸氣壓為一特定值
[答案] Ｄ
(A)定溫下水的蒸氣壓一定；(B)溫度愈高，水蒸氣壓愈大；(C)平衡時，再加入水不會影響蒸氣 壓。
[類題] 已知一大氣壓時，乙醇與乙醚的沸點分別為 78、35℃，則下列敘述何者正確？
(A)蒸發速率為乙醇較大 (B)常溫下的蒸氣壓為乙醇較大 (C)分子間的作用力以乙醇較大 (D)兩者達其沸點時，乙醚的飽和蒸氣壓較小
█： Ｃ 。
範例 飽和蒸氣壓計算 ★★★
100 ℃時，1 升真空容器充入 3.20 克氧及 1.80 克水測得總壓為 P，今擴大容器體積為 5 升，溫 度仍為100 ℃，則器內壓力將變為：
(A) 0.20 P (B) 0.25 P (C) 0.30 P (D) 0.35 P [答案] Ｃ
P＝PO2＋PH2O，PV＝nRT PO2＝×0.082×＝3.06 atm
P H2O＝18×0.082×＝3.06＞1 過飽和，故以 1 atm 存在
故 P＝3.06＋1＝4.06，擴大為 5 升時，兩氣體均服從波以耳定律。
＝0.612（O2，H2O 皆是）而 H2O 之 0.612 atm＜1 atm，可存在，
Pt＝0.612×2＝1.224 atm＝P＝0.30 P。
[類題] 某容器內含有少量水及空氣，平衡壓力 760 mmHg，若將容器壓縮使體積減半，在同一溫 度測得平衡壓力1500 mmHg，則在此溫度時之水蒸氣壓為若干 mmHg？
(A) 76 (B) 60 (C) 20 (D) 10
█： Ｃ 。
1
2
（乙醇有氫鍵，故蒸氣壓低，沸點高。）
（設此溫度時，水蒸氣壓為P，則（760－P）×2＋P＝1500，P＝20 mmHg。）
範例 蒸氣壓之 PV 圖 ★★★★
右圖是水的三相圖。圖中OA、OB、OC 三條實線表示水以兩態共 存時，溫度和壓力的關係曲線。圖中點a 的壓力為 Pa，點 b 的壓力 為Pb。若壓力由 Pa 逐漸增大至 Pb，則下列哪一個圖最能適切地表 示壓力（橫軸）與體積（縱軸）的變化關係？ 【92.指考】
(A) (B) (C)
(D) (E)
[答案] Ｃ
OX 曲線以下（含 a 點）為氣相，適用波以耳定律，壓力增大，體積減少，P、V 互成反比。
經OX 曲線時，液體析出，體積劇減，OX 曲線以上（含 b 點）為液相，飽和蒸氣壓為定值。
[類題] 右圖為一個容器內的液體與其蒸氣所形成平衡系統的示意圖。
在定溫下，將活塞緩慢往上拉，整個過程中，一直使系統處於 平衡狀態，當系統的體積達到1 V 時，液體全部消失。試問下 列哪一個最能表示此系統的壓力隨體積變化的關係圖？
(A) (B) (C) (D) (E)
█： Ａ 。
1. 定義：相對溼度＝×100％
2. 意義：當水氣含量愈多時，表示溼度愈高，一般以相對溼度表示大氣中水蒸氣的飽和程度。
例：25 ℃時，水的飽和蒸氣壓為 23.8 mmHg，若大氣的相對溼度為 70％，則表示當時水的 蒸氣壓力為16.7 mmHg。
3. 應用：在密閉的空間中可藉溫度升降來改變相對溼度，譬如車窗開始起霧時，可以打開冷氣 將水氣凝結帶走，也可打開暖氣使車內的溫度升高，由於水的飽和蒸氣壓升高，相對溼度 自然下降，霧氣也隨之消失。
相對溼度
（南一版 p.120）2
3
（活塞往上移時，體積增大，水部分蒸發，直到達飽和蒸氣壓，只要水與水蒸氣兩相平衡，壓 力為定值，因此開始為水平線，當液態水完全蒸發，水蒸氣單相時符合波以耳定律，體積增 大，壓力減小，反比圖形，為雙曲線圖形之一支，故選(A)。）
範例 相對濕度 ★★★
60℃時水的飽和蒸氣壓為 150 mmHg，若空氣相對溼度為 60％，於 60℃將 760 mmHg 之空氣 10 升壓縮為 5 升，則壓力變為多少 mmHg？
(A) 1520 (B) 1490 (C) 1370 (D) 1340 [答案] Ｂ
（760－150×60％）×2＋150＝1490（mmHg）。
[類題] 右圖中之粗黑曲線代表空氣中所含水氣的飽 和曲線，試問圖中甲點空氣的相對溼度較接 近下列哪一百分比？
(A) 10 ％ (B) 20 ％ (C) 30 ％ (D) 40 ％ (E) 50 ％
█： Ａ 。
1. 溶液的蒸氣壓：
(1) 若溶質是非揮發性物質，如食鹽、蔗糖等，本身幾乎沒有蒸氣壓，則此時溶液的蒸氣壓比 純溶劑低，而且溶液的濃度愈高，下降的量愈多。
(A) (B) (C)
▲ 在25 ℃時，利用閉口式壓力計測量不同物質的蒸氣壓：(A)純水、(B)莫耳 分率為0.1 的葡萄糖水溶液、(C)莫耳分率為 0.2 的葡萄糖水溶液。（圖中 藍色小球表示水分子，紅色小球表示葡萄糖分子）
(2) 若溶質具揮發性，如乙醇、丙酮等，則混合後的總蒸氣壓等於溶質與溶劑分壓和。
Pv＝P質＋P劑
2. 拉午耳定律：法國的化學家拉午耳所提出。
(1) 定義：若溶液中含有非揮發性的非電解質溶質，其溶液的蒸氣壓（P）等於純溶劑的蒸氣 壓（P°）乘上溶劑的莫耳分率（XA），即：P＝XAP°
(2) 蒸氣壓下降量（ΔP）：
∵P＝XAP°＝（1－XB）P°
ΔP＝P°－P＝XBP° XB
4
拉午耳定律
（南一版 p.130）3
（甲點為40℃，飽和蒸氣為 50 g／m3， 而甲點之水氣含量約為10 g／m3，故 相對溼度為10／50＝20 ％。）
▲ 含非揮發性溶質的水溶液，其蒸氣壓比水降低，在 溫度T 時蒸氣壓下降的量為 ΔP。
3. 密閉容器內的共平衡：
(1) 實驗：將(A)純水、(B)稀糖水、(C)濃糖水三杯不同濃度的水溶液，同置於密閉容器內觀察，
如下圖所示。
(2) 結果：達成平衡後，A 杯中所有的水蒸發而乾；B 與 C 杯中之糖水的蒸氣壓相等。故 B 杯 的水量減少，而C 杯的水量會增多。
(3) 結論：
① 因為純水的蒸氣壓必大於糖水的蒸氣壓，故 A 杯中所有的水必蒸乾。水由「低濃度」溶 液移往「高濃度溶液」，如此才能使剩餘兩杯的蒸氣壓相等。
② 因兩杯的蒸氣壓相等，即其 ΔP 也相等，故其溶質莫耳分率會相等，又同溶劑，所以兩 杯之重量莫耳濃度（Cm）也會相等。
ΔP＝PA°×XB＝PA°×
說明：溶液的重量莫耳濃度定義為每千克溶劑（WA克）所含溶質的莫耳數（nB）。
Cm＝
③ 在稀薄溶液時，nA >> nB，故上式可改寫為：
ΔP≒PA°×＝PA°×＝PA°××＝PA°×Cm×，故 ΔP 與 Cm成正比。
