第 1 章物質的組成

(1)

1. 學習物質的分類方式及分離混合物的技巧。

2. 認識基本學說及定律，進而了解組成物質的基本粒子和其性質。

3. 了解原子量及分子量意義及其相關的化學計算。

4. 知道溶液的組成、狀態及濃度的表示法。

5. 了解物質溶解度的意義及其影響因素。

何謂物質：具有質量並占有空間

物質三態：物質常以固、液或氣態存在 H

2

O

(s)

熔化 H

2

O

_()

熔化 H

2

O

(g)

元素：只由一種元素的原子組成，依導電性可分為　　　金屬、類金屬及非金屬等

化合物：兩種以上元素以一定比例化合所得的物質溶液：均勻混合物稱之，依據狀態可分為固、液及　　　氣態等溶液

非勻系：如土壤、豆花等過濾：以過濾器除去液體中的難溶物

蒸餾：利用物質沸點上的差異，以加熱收集方式分離物質傾析：利用傾倒方式倒出上層澄清液，而留下固體於容器中離心分離：利用離心機，分離液體中不易沉澱的固體微粒，使　　　　　其於短時間內落在管底

萃取：利用同一物質在不同溶劑中的溶解度差異，使其由其中　　　一相移入另一相

再結晶：利用物質在不同溫度下溶解度的差異，使其先溶解再　　　　結晶得純質

層析：利用物質在固定相及移動相間附著力的不同，而有不同　　　移動速率而分離物質

質量守恆定律：1789 年，由拉瓦節所提出

定比定律（1799 年，普魯斯特）：說明化合物中的組成元素　　　　　有一定的質量比

倍比定律（1803 年，道耳頓）：兩元素所形成的不同化合物　　　　　間，若有一元素重量固定，則另一元素的重量會　　　　　成簡單整數比

原子說：1803 年，由道耳頓所提出，認為物質有組成上的　　　　最小粒子，稱為原子

氣體化合體積定律（1809 年，給呂薩克）：同狀況下，氣體　　　　間的反應，用去或生成氣體的體積恆為簡單整數比亞佛加厥定律（1811 年，亞佛加厥）：同狀況下，同體積的　　　　任何氣體具有相同分子數

分子說（亞佛加厥）：說明具有氣體性質的最小粒子為分子　　　　，而分子可由原子所構成

比較標準：1961 年，IUPAC 定

¹²

C＝12 求法：＝

第 1 章物質的組成

年度 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 題數 0 1 1 2 0 3 2 2 2 3 1

物質與其狀態

物質的種類

純物質

混合物

物質的分離

原子說的確立

分子說的確立

1-1

物質的分類

1-2

原子與分子

原子量

物理方法

化學方法

(2)

單位：amu／個（u／個）或 g／mol

定義：各同位素原子量乘以其天然含量之總和公式：＝ΣX

i

A

i

，X

i

為各同位素之天然含量分子量：分子式中所有原子的原子量總和

意義：為一種計數單位，1 mol＝6.02×10

²³

（N

A

）個

運算：

莫耳體積：

S.T.P.（0 ℃，1 atm）＝22.4 L/mol N.T.P.（25 ℃，1 atm）＝24.5 L/mol 定義：兩種以上純物質所混合得到的均勻物質

組成：可分為溶劑與溶質兩大部分，通常量多者當溶劑，但若溶液中含有水，則習慣　　　上以水當溶劑

重量百分率濃度（％）：％＝×100％＝×100％

體積莫耳濃度（M）：C

M

＝（mol/L）

百萬分點濃度（ppm）：ppm＝×10

⁶

ppm 濃度換算：％需比重 C

M

需比重 ppm

混合或稀釋：混合或稀釋前後，溶質克數一定

定義：定溫下，每百克溶劑所溶解溶質之最大克數界定：

本質：同類互溶

溫度：若 ΔH＞0，則 T↑，S↑

　　　若 ΔH＜0，則 T↑，S↓

壓力：對氣體影響較顯著；P↑，S↑

1-3

原子量與分子量

平均原子量

莫耳

1-4

溶液

溶解度（S）──

影響因素

濃度表示法

(3)

物質的分類

學習概念

1. 何謂物質：凡占有空間（具體積）、具有質量，可由我們察覺其存在的事實者。

2. 物質三態：

狀態表示法體積形狀以水為例

固態 (s) 固定固定 H

2

O

(s)

液態 () 固定不固定 H

2

O

_()

氣態 (g) 不固定不固定 H

2

O

(g)

註：水溶液的狀態可以（aq）來表示。

3. 物質的三態變化：　

　範例狀態變化　★★ 《基礎題》

下列有關物質發生相變化時的敘述，何者正確？

(A)原子排列方式改變　(B)分子的種類改變　(C)分子間的距離改變　(D)分子的平均動能改變 [答案] Ｃ

[解析] 物質發生相變化時，分子間距離改變，由於溫度不變，故分子平均動能不變。

[類題] 常壓下，1 克 100 ℃的水蒸氣比 1 克 100 ℃的水多了下列哪種能量？

(A)位能　(B)動能　(C)位能及動能　(D)無法判斷

█：　Ａ　。

物質與其狀態

（南一版 p.7）

（同溫、同壓下不同狀態的同一純質，其位能不相同。）

1

(4)

學習概念

1. 純物質：只由一種物質構成，具有固定的組成與性質，例如水的熔、沸點固定。

(1) 元素（單質）：僅含一種原子的純物質，不能以化學方法再分解成更簡單的物質。

　　例如：石墨（C）、鑽石（C）、氧（O

2

）、硫（S

8

）、鐵（Fe）…等物質。

　　目前已知元素有一百多種，可依導電性分為金屬、非金屬及類金屬元素三大類。

　　　元素

　　同素異形體：由同一種元素所形成的不同物質。

　　　

^例

：常見一些元素的同素異形體如下：

碳元素石墨（C）、鑽石（C）、芙（或巴克球，富勒烯，C

60

）氧元素氧氣（O

2

）、臭氧（O

3

）

磷元素黃磷（或白磷，P

4

）、紅磷（或赤磷，P

x

）硫元素斜方硫（S

8

）、單斜硫（S

8

）、彈性硫（S

x

）

(2) 化合物：由兩種或兩種以上的元素所組成的純物質，不能以物理方法再分離。

　　

^例

：水(H

2

O)、二氧化碳(CO

2

)、葡萄糖(C

6

H

12

O

6

)、氨(NH

3

)…等物質。

　　　 2 H

2

O(



) 化學方法 2 H

2(g)

＋O

2(g)

2. 混合物：由兩種或更多種純物質所組成之物質，沒有固定的熔、沸點。

(1) 均勻混合物：混合後成單一相之物質，又稱為溶液。

　溶液　　　　　

(2) 不均勻混合物：混合後為兩相以上之物質，如土石流。

物質的分類

（南一版 p.8）

2 依狀態

▲ 物質的分類

(5)

　範例物質分類　★★ 《基礎題》

試將下列物質作分類： 24K 金；玻璃；碘酒；黃銅；汽水；自來水；鹽酸；貝殼；汽油；白金；乾冰；酒精；冰醋酸；瓦斯；麵粉；金剛石；

奶油；雙氧水

(1) 哪些為純物質？　(2) 哪些為元素？　(3) 哪些為化合物？　(4) 哪些為混合物？

[答案] (1)；(2)；(3)；(4)

[解析] 24K 金為鈍金，碘酒為含碘的酒精溶液，白金為鉑，冰醋酸視為純醋酸，金剛石為鑽石。

[類題] 下圖為甲、乙、丙、丁、戊五種物質的組成粒子，試選出適當者：（以代號表示）

(1) 代表混合物的有哪些？　　(2) 代表化合物的有哪些？

(3) 代表元素的有哪些？　　　(4) 代表純物質的有哪些？

█：　

(1) 丁； (2) 甲戊； (3) 乙丙； (4) 甲乙丙戊　。

　範例物質性質　★★ 《基礎題》

下列有關元素及原子的概念，哪一項敘述是正確的？

(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)具有物質特性之最小單元是原子　(C)由兩種元素組成的多種化合物，它們的性質必相同　(D)乾淨空氣是一種純化合物

[答案] Ａ

[解析] (B)具有物質特性之最小單元是分子；(C)不同化合物性質必有所不同；(D)空氣是混合物。

[類題] 下列有關物質的敘述，何者正確？

(A)水是純物質；但可電解成氫氣和氧氣　(B)葡萄糖水是由葡萄糖和水組成的純物質 (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

█：　ＡＤ　。

　範例純物質與混合物的區分　★★ 《基礎題》

下列各組物質中各有一個是純物質，另一個是混合物。(甲)糖水溶液與純水；(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：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] 找50～120 ℃間有先熔化或沸騰者，即可作區分。

(甲) 純水沸點低於糖水；(乙)此時兩者仍為氣態；(丙)此時兩者仍為固態；(丁)正己烷會先沸騰。

2

（元素只含有一種原子，化合物則含有兩種以上原子的純物質分子。）

3

（(B)糖水是混合物；

(C)汽油仍是混合物；

(E) H 與 O 形成的化合物有 H2O、H2O2等。）

4

(6)

學習概念

　　常用來分離混合物的技術有過濾、蒸餾、傾析、離心分離、萃取、再結晶、層析等，此一過程稱為純化。

純化方法原　　　　　　　理裝　　　　　　置

過　　濾利用合適的過濾器，如濾紙、濾網等，來分離固、液物質

蒸　　餾

利用混合物中各成分沸點差異，加以分離的方法，如分離墨水中的色素與水時，水會先氣化再將之冷凝收集

傾　　析

當液體中有難溶而易沉澱的固體時

，可藉由傾倒上層液體而留下固體在容器中而分離

離心分離

利用離心機分離液體中不易沉降的固體粒子，使其在短時間內沉澱於離心管底部

→

萃　　取

利用物質在兩種不互溶的溶劑中溶解度不同，將物質由其中一相移入另一相。例如碘不易溶於水，但可溶於正己烷中，因此可用正己烷萃取水中的碘。

3 ^{物質的分離}

^{（南一版 p.9）}

(7)

純化方法原　　　　　　　理裝　　　　　　置

再結晶利用物質溶解度對溫度變化的差異

，先溶解而後結晶而得純質

層　　析

利用物質在固定相及移動相中附著力的不同，而有不同移動速率而分離物質

　範例混合物的分離　★★★ 《基礎題》

分離含食鹽、碳酸鈣粉末及鐵屑等混合物中的各物質，可利用下列純化的程序：

(甲)使用磁鐵吸出鐵屑；(乙)利用過濾法分離難溶物；(丙)蒸餾液體物並收集其揮發物；(丁) 將混合物加水並攪拌。試問這些操作的最適當順序應為下列何者？

(A)丁 → 丙 → 甲 → 乙　(B)甲 → 丁 → 乙 → 丙　C)丁 → 乙 → 甲 → 丙　(D)甲 → 丁 → 丙

→ 乙 [答案] Ｂ

[解析] 過濾法僅能使用在具有難溶物的液體中，蒸餾法只能分離出低佛點的物質。

可進行方法有：1.甲（分出鐵屑）→丁→乙（分出碳酸鈣）→丙（蒸餾出水而留下食鹽）。

　　　　　　 2.丁→甲→乙→丙

[類題] 1. 欲從含有砂粒的食鹽水中分離出食鹽，適合用下列哪幾種純化方法？

(甲)過濾法；(乙)傾析法；(丙)蒸餾法；(丁)色層分析法；(戊)結晶法。

(A)甲乙　(B)甲戊　(C)丙丁　(D)乙丁

█：　Ｂ　。

[類題] 2.下列有關純化方法的原理敘述，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

█：　Ｃ　。

5

（1. 可以使用(甲)(丙)或(甲)(戊)。）

（2. (A)傾析法是利用物質難溶而易沉降的特性，傾倒出澄清液；

(B)此為蒸餾法原理；(D)兩溶劑不可互溶。）

(8)

**一、基礎題（*多重選擇題）**

( Ｃ ) 1. 下列何者不是溶液？

(A)空氣　(B)鹽酸　(C) 24K 金　(D)黃銅

（ 1. 24K 金為純金，非溶液。）

( Ｃ ) 2. 當一純物質被分析得知含有碳與氯時，此純物質必可將其分類為下列何者？

(A)元素　(B)混合物　(C)化合物　(D)溶液

（ 2. 含二種以上成分元素的純質，屬於化合物。）

( Ｃ ) 3. 下列何組物質中，兩者都屬於化合物？

（ 3. (C)乾冰成分為 CO2。）

(A)臭氧，二氧化氮　(B)鑽石，黃銅　(C)葡萄糖，乾冰　(D)氨水，鹽酸 ( Ｂ ) 4. 下列何者在常溫常壓時沒有固定形狀，但有固定體積？

(A)蔗糖　(B)硫酸　(C)氯化鈉　(D)氮

（ 4. 找液態物質。）

( Ｂ ) 5. 下列有哪幾個物質是純物質？(甲)水；(乙)黃銅；(丙)水銀；(丁)玻璃。

(A)甲乙　(B)甲丙　(C)甲乙丙　(D)甲乙丙丁

（ 5. (甲)與(丙)為純物質。）

( Ｃ ) 6. 水受熱變成水蒸氣時，會發生下列何項現象？

（ 6. 水受熱成水蒸氣，分子間距加大。）

(A)分子形狀變大　(B)分子結構改變　(C)分子質量變輕　(D)分子間距離變大

( Ａ ) 7. 下列何者是屬於化合物？

（ 7. (B)(D)為元素；(C)為混合物。）

(A)氨　(B)鐵塊　(C)酒　(D)鑽石

( Ｃ ) 8. 有關氣體的敘述，下列何者正確？

（ 8. 氣體體積形狀可不固定，粒子快速運動。）

(A)氣體具有一定的形狀　(B)氣體具有一定的體積　(C)相較液體、固體，氣體粒子間距離更遠　(D)氣體粒子完全靜止不動

( Ａ ) 9. 下列何者是屬於元素？

（ 9. (B)(D)為化合物；(C)為混合物。）

(A)石墨　(B)酒精　(C)汽油　(D)食鹽

(　Ａ　)10. 下列何種物質屬於單質（元素）？

（10. 單質即為元素。）

(A)石墨　

(B)

糖精　(C)汽油　(D)食鹽

(　Ａ　)11. 有某一白色物質，熔點 50.0 ℃，加熱時生成一無色氣體和一棕色固體，則該物是一種：

（11. 熔點一定，為純物質，又可分解，得知為化合物。）

(A)化合物　

(B)

元素　(C)溶液　(D)混合物

*( ＣＤ )12. 下列哪些屬於均勻混合物？

（12. 找可為溶液的物質。）

Ｅ (A)花崗岩　

^(B)

土壤　(C)空氣　(D)高粱　(E) 18 K 金

*( ＢＣ )13. 下列有關物質的敘述，何者有誤？

Ｅ (A)水是純物質，但可電解成氫和氧　

^(B)

葡萄糖水組成均勻，故為純物質　(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)氫和氧只能形成一種化合物

^（13.(B)葡萄糖水為混合物；(C)汽油為混合物；(E)氫和氧可形成 H2O、H2O2等化合物。）

*( ＡＢ )14. 下列物質中何者沒有固定的沸點？

（14. 找混合物。）

Ｅ (A)汽油　(B)高梁酒　(C)水銀　(D)石墨　?E)鹽酸

*( ＡＢ )15. 下列有關物質分類的敘述，何者正確？

（15. (D)為化合物；(E)醋為混合物。）

　Ｃ (A)純質中用一般化學方法不能再分解成更簡單的物質者稱為元素　(B)當一純質被分

析得知含有碳與氯時，此純質必可分類為化合物　(C)石墨為一種元素　(D)食鹽為一

種元素　(E)家裡使用的醋是一種化合物

(9)

*( ＡＣ )16. 下列哪些物質是屬於混合物？

（16. (B)為 C 元素；(E)為化合物。）

Ｄ (A)鹽酸　(B)金剛石　(C)雙氧水　(D) 18K 金　(E)食鹽

*( ＢＥ )17. 下列何項是同素異形體？

（17. (C)為同位素。）

(A) CO，CO

2

　(B) 石墨，C

60

　(C) H，H　(D) C

2

H

5

OH，CH

3

OCH

3

　(E) O

2

，O

3

**二、進階題（*多重選擇題）**

( Ｃ ) 1. 下列何種元素為類金屬元素？

（ 1. 類金屬為硼（B）、矽（Si）、鍺（Ge）…等元素。）

(A)銅（Cu）　(B)鎵（Ga）　(C)鍺（Ge）　(D)磷（P）

(　Ａ　) 2. 對氯化鈉水溶液與純水，其中有一個是純物質，另一個是混合物，可用何種方法來區別？

(A)測導電度　(B)測酸鹼性　(C)利用顏色　(D)利用過濾法

(　Ｂ　) 3. 下列這幾種物質中，有幾種是混合物？醬油、酒精、天然氣、液化石油氣、空氣、葡萄糖、18K 金、青銅、生鐵、甲醇、聚乙烯、稀硫酸。

(A) 8 種　(B) 9 種　(C) 10 種　(D) 11 種

(　Ｂ　) 4. 下列各組物質中各有一個是純物質，另一個是混合物。(甲) NaCl

(aq)

與 H

2

O

()

；(乙)空氣與 N

2(g)

；(丙)金銅合金與 Au

(s)

；(丁)柴油與純己烷。假定在一般高中實驗室，用實驗方法來區別純物質與混合物，在 50～150 ℃間測其沸點就可以區別出來者為何？

?酏甲乙　?釕甲丁　?釢乙丁　?釚甲丙

（ 4. 50～150 ℃間(乙)皆為氣體；(丙)皆為固體。）

※ 有 a、b、c、d、e 五種氣體物質的組成粒子如下圖所示：

　試回答下列 5.～8. 題：

*( ＡＢ ) 5. 在一定氣壓中，何者具一定的熔、沸點？

（ 5. 找純物質。）

ＣＥ

(A) a　(B) b　(C) c　(D) d　(E) e

*( ＣＢ ) 6. 在 d 物質的組成粒子中，共含有幾種原子？在 a 物質的組成粒子中，共含有幾種原子？

（ 6. d 有三種不同顏色區分的原子。）

(A) 1　(B) 2　(C) 3　(D) 4　(E) 5

*( ＥＡ ) 7. 在 d 物質的組成粒子中，共含有幾種分子？在 a 物質的組成粒子中，共含有幾種原子？

(A) 1　(B) 2　(C) 3　(D) 4　(E) 5

*( ＡＥ ) 8. 不能用物理方法，但可用化學方法再分解出兩種以上物質的有哪些？

(A) a　(B) b　(C) c　(D) d　(E) e

（ 8. 找化合物之純物質。）

（ 7. d 具有 2 個單原子分子，2 個雙原子分子，1 個參原子分子。）

（ 2. NaCl(aq)為無色液體，且呈中性，也無法以過濾法濾得 NaCl(s)。）

（ 3. 聚合物也屬混合物，生鐵含有碳，為一種合金。）

(10)

原子與分子

學習概念

1. 質量守恆定律：

(1) 提出者：西元 1789 年，法國科學家拉瓦節。

(2) 內容：在化學變化發生時，反應前後的總質量相等。

　　

^例

：12 克的碳與 32 克的氧完全反應，可得二氧化碳 44 克。

2. 定比定律：（又稱定組成定律）

(1) 提出者：西元 1799 年，法國科學家普魯斯特。

(2) 內容：某一個化合物，無論其來源或製備方法為何，其組成元素間都有一定的質量比。

　　

^例

：只要化合物為水，則其組成元素氫及氧的質量比必為 1：8。

3. 倍比定律：

(1) 提出者：西元 1803 年，英國科學家道耳頓。

(2) 內容：當兩元素可以生成兩種以上的化合物時，若其中一元素的質量固定，則另一元素的質量恆成簡單整數比。

　　

^例

：

H

2

O 與 H

2

O

2

中，氫元素重固定，

則氧元素重量比為 1：2

4. 道耳頓的原子說：

(1) 內容及現今修正：

內　　　　容現　　今　　修　　正

一切的物質都由原子組成，原

子是最基本粒子，不可再分割原子可再分割成更小的粒子，如電子、質子、中子等

同一種元素的原子，具有相同的質量及性質，不同元素的原子，其質量和性質不同

因元素有同位素的存在，故同一種元素的原子

（

¹⁶

O、

¹⁷

O）質量可以不相同；反之，相同質量的原子（

¹⁴

C、

¹⁴

N），也可以是不同元素的原子因同素異構物的存在，故同一種原子所組成的物質

，性質亦可不同，例如由碳原子所組成的金剛石

、石墨不同元素的原子能以簡單的整

數比結合成化合物因結晶缺陷，使得化合物中原子間的結合不成簡單的整數比

化學反應只是原子間的重新排列，反應前後原子的種類與數目不變

因人工核反應及放射性蛻變現象之產生，證明原子種類可在核反應中發生改變；但在化學反應中，原子的種類與數目仍不變

(2) 道耳頓的原子說可以解釋質量守恆定律、定比定律及倍比定律等定律。

原子說的確立

（南一版 p.16）

1 組成元素

化合物氫元素重氧元素重

水

（H

2

O） 2 克 16 克過氧化氫

（H

2

O

2

） 2 克 32 克

(11)

　範例定比定律　★★ 《基礎題》

小明利用鹽酸和大理石反應製得二氧化碳，經分析後發現每 44 克的二氧化碳中含碳 12 克，

若小明亦由加熱碳酸氫鈉獲得二氧化碳 66 克，則此二氧化碳中含有氧多少克？

[答案] 48 公克

[解析] 二氧化碳中，WC：WO＝12：（44－12）＝3：8，故 66 克的 CO2中WO＝66 × ＝48 克。

[類題] 1 克的銅在空氣中加熱，可得氧化銅 1.25 克；另取銅 1 克溶於硝酸中，加氫氧化鈉生成氫氧化銅，再將氫氧化銅加熱使成氧化銅，若誤差不計，其重量亦為 1.25 克，此實驗可證明何種定律？

(A)質量守恆定律　(B)定比定律　(C)倍比定律　(D)亞佛加厥定律

█：　Ｂ　。

　範例倍比定律　★★ 《基礎題》

有 X、Y 兩元素相結合成甲、乙兩化合物，已知化合物甲 3.0 克中含有 X 為 1.4 克，化合物乙 27 克中含有 Y 為 20 克。若知甲化學式為 XY，則乙化學式應為下列何者？

(A) X

2

Y

3

　(B) X

2

Y

5

　(C) XY

2

　(D) X

2

Y [答案] Ｂ

[解析] 固定兩化合物的 X 元素重（乙為 X？Y？）

Y 元素重量比：＝2：5 乙化學式為 X2Y5。

[類題] 甲、乙兩化合物之組成元素均為 A 與 B，其百分組成：甲為 40％ A 和 60％ B，乙為 25％ A 和 75％ B，則依倍比定律，甲、乙中 B 元素的質量比為：

(A) 1：2　(B) 1：3　(C) 2：3　(D) 3：4

█：　Ａ　。

　範例原子說　★★★★ 《基礎題》

下列哪些是道耳頓原子學說的內容？

(A)一切物質都是由原子組成，原子是構成物質的基本粒子　(B)不同元素之原子，其質量與性質不同　(C)不同原子間以簡單整數比結合成化合物　(D)物質的性質由其所含之原子種類、

數目及排列方式決定　(E)當原子與原子結合成化合物時有電子得失現象 [答案] ＡＢＣ

[解析] (D)此為「分子說」的內容；(E)「原子說」中原子不可分割，故不能得失電子。

[類題] 道耳頓提出以下的原子學說內容，從現在的化學知識來看，下列何者仍然正確？

(A)一切物質都是由原子組成　(B)相同元素的原子，具有相同的質量及性質　(C)原子是基本粒子，不可分割　(D)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　(E)不同元素的原子，性質不同

█：　ＡＤＥ　。

1

（同一化合物來源雖不同，但組成元素的質量比必相同。）

2

（固定 A 元素重 B 元素重量比為　：＝1：2）

3

X Y 甲（XY） 1.4 1.6 乙（X?Y?） 7 20

A B

甲 40 % 60 % 乙 25 % 75 %

(12)

學習概念

1. 氣體化合體積定律：

(1) 提出者：西元 1809 年，法國科學家給呂薩克。

(2) 內容：同溫、同壓下，化學反應中用去或生成的各種氣體體積間，恆成簡單的整數比。

　　

^例

：氫氣＋氯氣 → 氯化氫氣體　　　 H

2

＋ Cl

2

→ 2 HCl 　　　－ 10 mL － 10 mL ＋ 20 mL 　　　－ 20 mL － 20 mL ＋ 40 mL 　　　



用去體積與生成體積比為 1：1：2 (3) 道耳頓原子說無法說明氣體化合體積定律。

　　

^例

：氫＋氯 → 氯化氫

　　　若同體積的氣體具有相同粒子數，則氯化氫就由半個氫原子和半個氯原子結合而成，顯然違背了原子說的內容。

2. 亞佛加厥定律：

(1) 提出者：西元 1811 年，義大利科學家亞佛加厥。

(2) 內容：在同溫、同壓下，同體積的任何氣體具有相同分子數。

(3) 解釋：可以合理解釋氣體化合體積定律。

　　

^例

：氫＋氯 → 氯化氫



H

x

＋Cl

y

→ 2 H

m

Cl

n

　∵ x、y≧2 　　　　　　 ∴ m，n≧1。

　　　　氫及氯都由分子組成，因此氯化氫可由整數個原子化合而成。

3. 分子說：

(1) 提出者：亞佛加厥。

(2) 內容：決定氣體化學性質之最小粒子為分子，分子是由原子所構成。

(3) 分子的種類：

　　分子

分子說的確立

2

(13)

　範例氣體化合體積定律　★★★ 《基礎題》

同狀況下，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 A

³

，則乙氣體的分子式可能是下列的哪一個？

(A) AB　 (B) AB

2

　 (C) A

2

B　 (D) A

2

B

2

[答案] Ｂ

[解析] 氣體間的反應體積比＝分子數比 1 甲＋3 乙 → 2 丙

A3＋3 AxBy → 2 AmBn，

由 A：3＋3x＝2m 偶數，B：3y＝2n 偶數，

故 x 為奇數，y 為偶數。

[類題] 1. 於同溫同壓下，20 mL 的甲氣體（分子式 A

2

）與 60 mL 的乙氣體（分子式 B

2

）完全作用後產生 40 mL 的新氣體，則新氣體的分子式以下列何者表示最為恰當？

(A) AB

2

　(B) A

2

B

2

　(C) A

2

B　(D) AB

3

█：　Ｄ　。

[類題] 2. 反應 N

2(g)

＋3 H

2(g)

─→2 NH

3(g)

的係數比 1：3：2，其中所代表的意義為下列何項？

(A)質量比　(B)分子數比　(C)原子數比　(D)莫耳數比　(E)同狀況下之體積比

█：　ＢＤＥ　。

**一、基礎題（*多重選擇題）**

( Ｄ ) 1. 倍比定律和下列哪一項觀念有密切關係？

(A)某元素原子具有兩種以上同位素　(B)某元素原子具有兩種以上物理狀態　(C)某元素原子具有兩種以上原子量　(D)某元素原子具有兩種以上原子價

( Ａ ) 2. 將 0.5 克氫和氧燃燒可生成水 4.5 克，1.60 克氧化銅用氫還原生成銅 1.28 克及水 0.36 克，

此敘述可說明：

（ 2. 生成化合物的方式雖有不同，但組成元素質量比恆為定值。）

(A)定比定律　(B)倍比定律　(C)質量守恆定律　(D)亞佛加厥定律

( Ａ ) 3. 某化合物之化學式為 A

2

B

3

，且 10 克之 A

2

B

3

中含有 3.33 克的 B 元素，另一僅含 A、B 兩種元素之化合物 X 中，B 之重量百分率為 25％，則 X 之化學式可能為：

(A) AB　 (B) A

2

B　(C) AB

2

　(D) AB

3

( Ｄ ) 4. 下列哪一項不是道耳頓原子學說的內容？

(A)一切物質都是由原子組成，原子是最基本粒子　(B)不同元素之原子其質量與性質不同　(C)原子能以簡單整數比給合成化合物　(D)當原子與原子結合成化合物，電子

有得失現象

（ 4. (D)原子說並未提及電子。）

( Ｃ ) 5. 道耳頓提出原子學說是依據：

(A)實驗的結果「看到」原子的存在　(B)大的物質「必定」是由小的粒子組成　(C)由各種物理及化學規律性「假設」物質是由原子組成　(D)拉瓦節的「燃素」觀念

( Ｃ ) 6. 已知一體積 X 氣體與一體積 Y 氣體化合成二體積 Z 氣體，若知 X 為 A

2

，則下列 Y 的分子

4

（1. 　　　甲　＋乙 → ？　　　－ 20 mL － 60 mL ＋ 40 mL 體積比　 1 　　 3 　　2 　　　A2 ＋ 3B2 → 2AxBy）

（2. 反應方程式的係數可代表用去或生成物間的分子數比、莫耳數比及同狀況下氣體間的體積比。）

由、

（ 1. 二種元素可以形成數種化合物，這與元素具有多種價數有關。）

（ 3. 固定 A 重則兩化合物 B 元素重量比為：＝3：2，

X＝A2B2，即 AB。）

A B

A2B3 6.67 3.33 A2B? 75 % 25 %

（ 6. 1X＋1Y → 2Z A2＋AxBy → 2 AmBn，2＋x＝2，y＝2n x，y 為偶數，故(C)不合。）

（ 5. 原子說是由實驗歸納推論所得。）

（13. 固定 M 重，則 X 重量比為：＝2：3  a＝。） M X MX2

MX3

(14)

式，何者較不合理？

(A) A

4

B

2

　(B) B

4

　(C) A

3

B

2

　(D) B

2

( Ｄ ) 7. 下列哪一敘述在現今的觀念上不完全正確？

（ 7. 同位素之原子量不同。）

(A)分子中所含原子數恆為整數　(B)不同元素之原子，其性質亦不同　(C)原子種類相同，數目亦相同，所形成之物質卻不一定是同一物質　(D)同元素之原子，其質量必相同

( Ｂ ) 8. 下列何組物質可用以說明倍比定律？

（8. 找兩種元素所形成的不同化合物。）

(A) O、O

2

、O

3

　(B) CH

4

、C

2

H

4

、C

2

H

2

　(C) NaCl、MgCl

2

、AlCl

3

　(D) Cl

2

、P

4

、S

8

( Ｄ )9. 關於質量守恆定律，下列何種解釋最恰當？

（9. 反應前後原子不滅才能遵守質量守恆。）

(A)反應中分子不生成或不消滅　(B)物質由原子組成　(C)同溫、同壓下，同體積的氣體含相同數目的分子　(D)普通反應中原子種類及個數不變　(E)能量不滅

(　

Ｂ　)10. 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？

（10. 找兩種元素所形成的不同化合物  (B)。）

【101.學測】

(A) C

60

、C

80

　(B) Pb

3

O

4

、PbO　(C) SiO

2

、CO

2

　(D) GaCl

3

、AlCl

3

　(E) Al(OH)

3

、Al

2

O

3

*( ＣＤ )11. 下列何組物質可用以說明倍比定律？

（11. 找兩種元素所組成的不同化合物。）

Ｅ

(A) O

2

與 O

3

　(B)

¹

H 與

²

H　(C) NH

3

與 N

2

H

4

　(D) PCl

3

與 PCl

5

　(E) CO 與 CO

2

*( ＢＣ )12. 道耳頓原子說可以解釋下列哪些定律？

Ｄ

(A)氣體化合體積定律　(B)定比定律　(C)倍比定律　(D)質量守恆定律　(E)亞佛加厥定律

13. 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；(B)的化學式為；

(C)的化學式為；(D)的化學式為；

X 應為；Y 應為　

3 　；Z 應為　 7 　。

**二、進階題（*多重選擇題）**

( Ｃ ) 1. 燃燒 0.25 克的 H

2

，可得水 2.25 克，又以過量的 H

2

還原 1.592 克的氧化銅，可得銅 1.272 克及水若干克？

(A) 0.25　(B) 0.32　(C) 0.36　(D) 0.72

( Ｄ ) 2. 若兩種元素 M 及 X 形成兩種化合物：MX

2

及 MX

3

，其中 X 之重量百分比分別為 a％及 b

％，則 a 與 b 之數學關係式為：

(A) 2a＝3b　(B) 3a＝2b　(C) a＝　(D) a＝

*

( ＢＥ ) 3. 若一體積的甲元素與三體積的乙元素化合生成二體積的化合物丙，甲、乙、丙均為氣體，

下列各敘述中，哪些是正確？

(A)甲元素分子含有奇數個原子　(B)乙元素分子必含偶數個原子　(C)化合物丙中含有偶數個乙元素原子　(D)甲、乙元素分子均含奇數個原子　(E)甲元素含偶數個原子 4. 由 A、B 兩元素構成的化合物 X 與 Y 中，A 與 B 之重量比如右表所示。

若 Y 的化學式為 A

2

B

4

，則 X 之化學式為何？

█：。

（13. 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＝：＝2：1 H2O。）

（ 4. 固定 A 重 B 重比為：

＝6：4 X 為 A2B6或 AB3。）

X Y A 14 28 B 3 4

（12. 道耳頓原子說也是根據定比、倍比及質量守恆定律所提出。）

（ 3. 甲＋3 乙→2 丙 Ax＋3By→2 AmBn

x＝2 m 偶數，3 y＝2 n 偶數，

(A)甲含偶數個原子；(C)丙中乙原子數為 3 的倍數。）

（ 1. 氧化銅中的氧重＝生成水中的氧重＝水重＝（1.592－1.272）×＝0.36 克。）

(15)

原子量與分子量

學習概念

　　因原子質量太小，無法直接測得，因此以各原子的質量相互比較所得的數值，來表示原子的質量，稱為原子量。

1. 比較標準：1961 年，國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）以碳-12（

¹²

C）原子的原子量為 12 作標準至今。

2. 求法：＝＝比值，待求原子量＝比值×12。

3. 單位：每莫耳原子質量以克當單位，而每個原子質量以 u（過去曾以 amu）或 Da 當單位。

如 1 莫耳

¹²

C 有 12 克，而 1 個

¹²

C 有 12u。

註：1 克（g）＝6.02×10²³ u

4. 平均原子量：因元素有同位素的存在，所以週期表上元素的原子量，乃由各同位素的原子量乘以其含量再相加所得的數值。

公式：平均原子量＝ΣX

i

A

i

，X

i

為某同位素的天然含量而 A

i

為其原子量。

例

：碳的平均原子量＝ 1 2 × 9 8 . 9 3 ％＋ 1 3 . 0 0 3 4 × 1 . 0 7 ％ ≒ 1 2 . 0 1

? ?

12

C

¹³

C

氕（H）氘（H）氚（H）

▲ 氕、氘和氚相同的質子數，但中子數不同（示意圖，未按比例繪製）。

　範例測定原子量　★★ 《基礎題》

針對等數目的

¹²

C 原子與某未知原子進行質量測定，得知兩者的質量分別為 18.0 克與 36.0 克。則下列何者可能為該未知原子的原子量？

(A) 18　　(B) 24　　(C) 36　　(D) 48 [答案] Ｂ　[解析]

^{＝ A＝24。}

　範例平均原子量　★★★ 《基礎題》

天然之 Ne 為含 Ne（原子量 19.99）及 Ne（原子量 21.99）其原子數比為 91.00：9.00 的混合氣體，則天然 Ne 之平均原子量應為：

(A) 21.00　(B) 22.00　(C) 20.99　(D) 20.17 [答案] Ｄ　[解析]

＝19.99×91％＋21.99×9％＝20.17。

[類題] 天然的氯有

³⁵

Cl 及

³⁷

Cl 兩種同位素，氯原子的平均原子量為 35.5，則兩種同位素在自然界中的含量比為何？

(A) 5：1　(B) 3：1　(C) 1：1　(D) 2：1

原子量

1 電子質子中子

2

（設含³⁵Cl：x，³⁷Cl：1－x

　＝35×x＋37 ×（1－x）＝35.5，x＝。）

1

(16)

█：　Ｂ　。

(17)

學習概念

1. 定義：

早期：以氫（H

2

）之分子重量為 2 或氧（O

2

）之重量為 32 為標準，經測定換算所得氣體分子的相對質量。

現今：分子式中所有原子的原子量總和，即為該分子的分子量。

2. 求法：同狀況下，同體積某氣體與氫或氧的重量比等於分子量比。

　　　＝＝

3. 平均分子量：均勻氣體混合物，其平均分子量等於 ΣX

i

M

i

，其中 X

i

為某氣體成分的莫耳百分率，M

i

為其分子量。

例

：水煤氣含 CO 與 H

2

體積比為 1：1，故＝28×＋2×＝15

　範例由分子式求分子量　★★★ 《基礎題》

某氣體在同溫、同壓下，其密度為甲烷（CH4）氣體的 1.75 倍，試問該氣體的分子量為何？

(A) 16　

(B)

28　(C) 32　(D) 56　

[答案] B　解析　氣體密度與分子量成正比（同 P、T 下） ＝1.75，M＝28。

學習概念

1. 莫耳為計數單位，其數目為 6.02×10

²³

個，此數目又稱為亞佛加厥數。

2. 莫耳的運算：

分子量

2

3 莫耳（mole，可記為 mol）

3 分子量或原子量

亞佛加厥數＝6.02×10

²³

氣體在某一狀況下的莫耳體積

標準狀況（S.T.P.，0 ℃，1 atm）＝22.4 L／mol 正常狀況（N.T.P.，25 ℃，1 atm）＝24.5 L／mol 1 莫耳電子電量＝1 法拉第（F）

＝96500 庫侖（C）

(18)

　範例計算莫耳數　★★ 《基礎題》

下列數值中何者為亞佛加厥數？（原子量：H＝1，O＝16）

(A) 0 ℃、1 大氣壓下 1 公升氧氣所含的分子數　(B) 18 公克的水所含的氫原子數　(C) 1 克的水所含的水分子數　(D) 1 克原子的氫所含的氫原子數　(E) 12 公克的 12C 所含的碳原子數 [答案] ＤＥ

[解析] 1 mol＝6.02×10²³個。

(A)有 mol O2；

(B) ＝1 mol H2O 有 2 mol H 原子；

(C) mol H2O；

(D) 1 克原子即 1 mol 原子；

(E) ＝1 mol ¹²C。

[類題] 下列關於「莫耳」的敘述，何者正確？（H＝1，Na＝23）

(甲) 1 克的氫原子約有 6×10

²³

個質子；

(乙) 23 克的鈉金屬約含 1 莫耳的原子；

(丙)全球人口總數大約是 1×10

^－14

莫耳的人（目前全球人口大約六十億）；

(丁)全球每年增加的電腦超過 1×10

^－4

莫耳臺電腦。

(A)甲與乙是正確的　(B)乙與丁是正確的　(C)甲、乙與丙是正確的　(D)四個敘述都是錯

誤的【92.研究試卷】

█：　Ｃ　。

　範例比較質量大小　★★★ 《進階題》

試將下列五種物質依照質量大至小的順序排列：（原子量：H＝1.0；O＝16；N＝14；S＝

32；Al＝27；Mg＝24.3）

(甲) 2.6×10

¹⁶

個鎂原子；(乙) 0.1 莫耳的硫酸；(丙) 3 個水分子；(丁) 2 莫耳的鋁；(戊) 0.5 莫耳原子的氮。

[答案] 丁＞乙＞戊＞甲＞丙

[解析] (甲) ×24＝1.04×10^－6克；(乙) 0.1×98＝9.8 克；

(丙) 3×18＝54 u＝克；(丁) 2×27＝54 克；(戊) 0.5×14＝7 克丁＞乙＞戊＞甲＞丙。

[類題] 比較以下四個例子中質量的大小，其質量大小順序為何？

(甲) 2 個乙烷（C

2

H

6

）分子；

(乙) 3 個水分子；

(丙) 10

^－21

克的水；

(丁) 10

^－23

莫耳的乙烷。

(A)甲＞丁＞丙＞乙　(B)丙＞丁＞甲＞乙　(C)乙＞甲＞丙＞丁　(D)甲＞乙＞丙＞丁

4

5

（(甲) 2×30＝60 u；(乙) 3×18＝54 u；(丙)：1 u＝克，

∴ 10^－21×6.02×10²³＝602 u；(丁) 10^－23×6.02×10²³×30＝180.6 u 丙＞丁＞甲＞乙）

(19)

█：　Ｂ　。

**一、基礎題（*多重選擇題）**

( Ｂ ) 1. 下列何狀況下所含氧原子數最多？

(A) 1.8 克的水　(B) S.T.P.下 22.4 升之二氧化碳　(C) 3.01×10

²²

個臭氧分子　(D) 25 ℃

，1 atm 下 1.12 升的氧氣

( Ｄ ) 2. 已知亞佛加厥數為 6.02×10

²³

，下列哪一項所含氫的原子數最多？

(A) 3.01×10

²³

個氫分子的氫原子　(B) 5.02×10

²³

個氫原子　(C) 8.5 克氨（NH

3

）所含的氫原子　(D) 8 克甲烷（CH

4

）所含的氫原子【95.學測】

( Ａ ) 3. 下表是一些元素的原子序及原子量：

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

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【86.推甄】

( Ｄ ) 4. 滅蚊是防止登革熱的治本方法，而二溴乙烷（C

2

H

4

Br

2

，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？【87.推甄】

(A) 6.02×10

²²

　(B) 6.02×10

²³

　(C) 1.20×10

²³

　(D) 1.20×10

²²

　(E) 1.88×10

²³

( Ｂ ) 5. 相同重量的下列各物質中，何者所含的原子數最多？（N＝14）

(A) C

6

H

12

O

6

　(B) NH

3

　(C) N

2

O　(D) C

3

H

6

( Ａ ) 6. 某定量的 NH

3

完全分解為 N

2

及 H

2

時，其混合氣體之平均分子量為何？

（原子量：N＝14，H＝1）

(A) 8.5　 (B) 15　(C) 17.5　(D) 21.5

( Ｄ ) 7. 鎂有

²⁴

Mg、

²⁵

Mg、

²⁶

Mg 三種同位素，已知

²⁵

Mg、

²⁶

Mg 之存率相等，而鎂的原子量為 24.3，則

²⁴

Mg 之存量約為若干？

(A) 50％　(B) 54％　(C) 72％　(D) 80％

( Ｃ ) 8. 取某元素 40 公克，其原子總數為 3.01×10

²³

個，則該元素的原子量為若干？

(A) 40　(B) 60　(C) 80　(D) 100

（ 1. (A) ×1 mol＝0.1 mol；(B) ×2 mol＝2 mol；

(C) ×3 mol＝0.15 mol；(D) ×2 mol＝0.09 mol。）

（ 2. (A) ×2 mol＝1 mol；(B) mol＝0.83 mol；(C) ×3 mol＝1.5 mol；(D) ×4 mol＝2 mol。）

（ 3. (A) ×2×1（mol）；

(B) ×（2＋8）（mol）；

(C) ×（11＋17）（mol）；

(D) ×29（mol）。）

（ 4. ×2×6.02×10²³＝1.2×10²²。）

（ 7. 設²⁵Mg、²⁶Mg 之存率各為 X％

25×X％＋26×X％＋24 ×（100－X－X）％＝24.3 X＝10％

100％－10％－10％＝80％。）

（ 8. ＝　∴ M＝80。）

（ 5. 解析見 p. 22。）

（ 6. 　 2 NH₃ → N₂＋ 3H₂ 質量初 2 　　 0 0 17×2 後 0 　 1 3 34

∴ ＝＝ 8.5 ）

(20)

( Ａ ) 9. x 公克的甲烷（CH

4

）中碳的原子數比氫原子數少 1.806×10

²³

個，則 x 之值為若干？

(A) 1.6　(B) 3.2　(C) 4.8　(D) 6.4

(　Ｃ　)10. 試比較下列四種物質的質量大小：(甲) 2 個乙烷分子（C

2

H

6

）；(乙) 54 amu 的水分子；

(丙)10

^－23

克氧氣；(丁)10

^－23

莫耳的乙烷。

(A)甲＞乙＞丙＞丁　

^(B)

丙＞甲＞丁＞乙　(C)丁＞甲＞乙＞丙　(D)乙＞甲＞丙＞丁

*( ＢＣ )11. 下列何種物質所含原子總數與 3.2 公克的 CH

4

相同？（原子量：N＝14，He＝4）

ＤＥ

(A) 2.3 公克的 NO

2

　(B) 0.5 莫耳的 H

2

　(C) 1.505×10

²³

個 NH

3

分子　(D) 12 公克的 C

60

(E) 4 公克的氦氣

*( ＡＣ )12. 已知 NH

3

之分子量為 17，則下列敘述何者正確？（N＝14）

Ｄ

(A)一個 NH

3

分子的質量為 17 u　(B)一個 NH

3

分子的質量為一個

¹²

C 原子質量的 17 倍 (C) NH

3

一分子質量為 2.82×10

^－23

克　(D) 1 克的 NH

3

相當於 6.02×10

²³

u

(E) 3.4 克的 NH

3

相當於 0.5 莫耳

*( ＢＣ )13. CH

2

FCF

3

是目前所使用的新冷媒，取代過去使用的氟氯碳化物，則有關這種新冷媒

Ｅ

的敘述，何者正確？（原子量：C＝12，H＝1，F＝19）

(A) 1 莫耳質量為 100 克　(B)一個分子重 1.69×10

^－22

克　(C)一個分子重 102 u (D) 153 克中含有 9.03×10

²³

個原子　(E) 153 克中含有 1.5 莫耳

*( ＣＤ )14. 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 6 時 02 分到下午 6 時 02 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？【100.學測】

(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 莫耳物質中所含的電子的總數等於亞佛加厥數

15. 在同溫同壓下，CO 與 CO

2

兩氣體中的原子數比為 3：2，回答下列問題：

（原子量：C＝12，O＝16）

(1) CO 與 CO

2

的分子數比為何？　(2) CO 與 CO

2

的莫耳數比為何？

(3) CO 與 CO

2

的體積比為何？　(4) CO 與 CO

2

的重量比為何？

█：　 (1) 9 ： 4 ； (2) 9 ： 4 ； (3) 9 ： 4 ； (4) 63 ： 44 　。

**二、進階題（*多重選擇題）**

( Ｄ ) 1. 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×

10

¹⁷

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 【93.學測】

( Ｄ ) 2. 已知溴以兩種同位素存在，平均原子量為 80。其中一種同位素之原子核含 35 個質子和 48 個中子，則另一種同位素所含粒子數可能為下列何者？

(A)質量數 81　(B)中子 32 個　(C)中子 49 個　(D)中子 44 個

（ 9. ×（4－1）× 6.02×10²³＝1.806×10²³，x＝1.6。）

（12. (B) NH3分子量＝17，C 原子量＝12，所以一個 NH3分子的質量是一個 C 原子質量的倍；(E) ＝0.2（莫耳）。）

（ 1. ×12×10^－3 kg＝14.4 kg。）

（ 2. Br 的其中一種同位素為 Br，因平均原子量為 80，故另一種同位素的質量數必小於 80，且質子數為 35 個。(A)質量數 81＞80，不合理；(B)中子數 32＜質子數 35，不合理（除 H 原子外，其餘原子中子數＞質子數）；(C)中子數 49，則質量數＝35＋49＝84＞80，不合理；(D)中子 44 個，質量數＝44＋35＝79＜80，合理。）

（14. (A)莫耳

（mole）為國際上慣用單位；

(B)莫耳為計數單位，1 mol 代表 6.02 × 10²³ 個數量；(E) 1 mol 物質所含的粒子數（如分子、原子等

）等於亞佛加厥數。）

（15. 分子數比為：＝9：4，氣體同狀況下體積比＝分子數比＝9：4

＝莫耳數比，

重量比為 9×28：4×44＝63：44。）

（10. (甲) 2 個 C2H6重＝30 × 2＝60 amu；(乙) 54 amu；(丙)（6.02 × 10²³）× 10^－23 ＝6.02 amu；(丁) 10^－23莫耳 C2H6 重＝（6.02 × 1023）× 10^－23 × 30＝180 amu，所以質量大小：丁＞甲＞乙＞丙。）

(21)

( Ａ ) 3. 由於 1 公克的氫可和 8 公克的氧形成 9 公克的水，所以道耳頓認為水分子的分子式為 HO，氧的原子量為 8。假若 11 公克的鈾的氧化物中含有 10 公克的鈾，則根據道耳頓的理論，下列哪一項敘述是正確的？

(A)鈾的氧化物應該是 UO，鈾的原子量為 80　(B)鈾的氧化物應該是 UO

2

，鈾的原子量為 240　(C)鈾的氧化物應該是 U

2

O

3

，鈾的原子量為 240　(D)鈾的氧化物應該是 U

3

O

8

，鈾的原子量為 80

( Ａ ) 4. (甲)一個銅原子；(乙) 1×10

^－21

莫耳的銅；(丙) 1×10

^－2

莫耳的水；(丁) 6 個水分子。依質量由大至小排列上述物質，何者正確？（原子量：Cu＝64）

(A)丙＞乙＞丁＞甲　(B)甲＞丁＞乙＞丙　(C)丁＞甲＞乙＞丙　(D)乙＞丙＞甲＞丁

*( ＢＣ ) 5. 相同莫耳數的 CH

4(g)

和 H

2

O

()

，有關二者的比（CH

4(g)

：H

2

O

()

）何者正確？

ＤＥ

(A)同溫同壓下體積比 1：1　(B)分子數比 1：1　(C)原子數比 5：3　(D)電子數比 1：1 (E)重量比 8：9

（一、 5. 設重量各有 1 克，其原子莫耳數分別如下：

(A) ×24＝；(B) ×4＝；(C) ×3＝；(D) ×9＝。）

（二、11. 3.2 公克 CH4中所含原子 mol 數：×5＝1 mol，(A) 2.3 公克的 NO2中所含原子 mol 數：×3＝0.15 mol；(B) 0.5 莫耳的 H2中所含原子 mol 數：0.5×2＝1 mol；(C) 1.505×10²³個 NH3分子中所含原子 mol 數：×4＝1 mol；(D) 12 公克的 C60中所含的原子 mol 數：×60＝1 mol；(E) 4 公克的氦氣中所含的原子 mol 數：×1＝1 mol。）

（ 3. 若氧化物為 UO 1：1＝： x＝80。）

（ 4. (甲) 64 u；(乙) 10^－21×6.02×10²³×64 u；

(丙) 10^－2×18 g；(丁) 6×18 u。）

（ 5. (A)相同莫耳數的 CH4(g)和 H2O_()，CH4是氣體，H2O 是液體，所以體積不相等；(B)莫耳數相同，所以分子數也相同；

(C)原子數 CH4：H2O＝1×5：1×3＝5：3；(D)電子數 CH4：H2O＝（6＋1×4）：（1×2＋8）＝1：1；

(E)重量 CH4：H2O＝1×16：1×18＝8：9。）

(22)

溶　　液

學習概念

1. 定義：由兩種或兩種以上的純物質均勻混合而成，無固定組成、熔點及沸點的混合物。

2. 組成：溶液包括溶劑（solvent）與溶質（solute），一般將形成溶液時，溶液中量多者稱為溶劑，其餘稱為溶質。若混合成分中有水時，無論水的成分多寡，均以水為溶劑。

3. 分類：

　(1) 依狀態來分：

氣態溶液

氣體溶於氣體空氣

液體溶於氣體雲霧

固體溶於氣體煙

液態溶液

氣體溶於液體二氧化碳溶於水

液體溶於液體乙醇溶於水

固體溶於液體糖溶於水

固態溶液

氣體溶於固體鈀（Pd）可吸附氫

液體溶於固體汞溶於鈉（俗稱鈉汞齊）

固體溶於固體黃銅（鋅＋銅）、K 金（金＋銅）

註：24K 金為純金

　(2) 依溶劑種類來分：水溶液、非水溶液。

　　水溶液：以水為溶劑，常記為（aq），如 NaCl

(aq)

。

　　非水溶液：常以其溶劑來稱呼，如以酒精為溶劑的碘酒（I

2(alc)

）。

　範例溶液的分類　★★ 《基礎題》

下列有關溶液的性質敘述，何者錯誤？

(A)濃度 98％的硫酸溶液中，水為溶劑　(B)碘酒是以酒精為溶劑所形成的溶液　(C) 18K 金可將其成分中的金視為溶質，銅視為溶劑　(D)乾燥空氣為氣態溶液，其溶劑為氮氣

[答案] Ｃ

[解析] (C) 24K 金為純金，18K 金中金含量較多，故金為溶劑。

[類題] 下列對溶液的敘述，何項正確？

(A)溶液為均勻的混合物　(B)溶液中溶質粒子極小，無法以肉眼辨識　(C)溶液在常溫、常壓下，一定為液態　(D)空氣為一種溶液　(E)兩物質形成溶液時，均能以任意比例混合

█：　ＡＢＤ　。

溶　　液

1

（(C)如合金為固態，空氣為氣態；(E)兩種物質未必以任意比例混合皆可均勻而形成溶液。）

(23)

學習概念

1. 定義：用來描述溶質和溶劑（或溶液）間的相對含量。

2. 常用的濃度表示法：

種類定義公　　　　　式

重量百分率濃度

（W％）

100 克溶液中所含溶

質的克數 W％＝×100％＝×100％

體積莫耳濃度

（M 或 mol/L）

1 升溶液中所含溶質

的莫耳數 C

M

＝＝×

百萬分點濃度

（ppm）

百萬克溶液中所含溶質的克數或每立方公尺溶液中所含溶質的毫升數

ppm＝×10

⁶

（ppm）

或 ppm＝×10

⁶

（ppm）

說明：百萬分點濃度常用於微量物質的濃度或微量元素的含量，如空氣汙染、海水中離子的濃度、河川中微量的重金屬汙染等。

　　　測定氣體汙染物時，百萬分點濃度可表示為體積比，即 1000 升空氣中汙染氣體占 1 毫升即為 1 ppm。

　　　當溫度改變時體積也會變化，因此與體積有關的濃度皆會受溫度影響。

3. 濃度換算：（記定義）

已知濃度表示假設溶質量溶劑量

重量百分率

＝W％溶液 100 克 W 克（100－W）克體積莫耳濃度(C

M

)

＝a M 溶液 1 升 a 莫耳（1000×溶液密度－

　溶質分子量×a）克百萬分點濃度

＝a ppm 溶液 1 公斤 a 毫克近似 1 公斤

註：不涉及體積者，換算不需溶液密度（d）。

　範例百分率濃度的計算　★★ 《基礎題》

硫酸銅晶體（CuSO

4

·5 H

2

O）150 克溶於 800 克水中，試求硫酸銅水溶液的重量百分比？

（Cu＝64、S＝32）

[答案] 10％

[解析] 溶劑為水，結晶水視為溶劑的一部分，

CuSO4 ％＝＝≒10％。

濃　　度

2

▲ 濃度的換算

2

(24)

[類題] 將 25.3 克的碳酸鈉溶於水後，調配成 250 mL 的水溶液，試問溶液中，鈉離子的體積莫耳濃度（M）為何？

(A) 0.26　(B) 0.47　(C) 0.96　(D) 1.56　(E) 1.91

█：　Ｅ　。

　範例濃度換算　★★ 《進階題》

水中的不純物常以 ppm 表示。今有一水樣品中，含 10.0 ppm 的 Ca

^2＋

，則此溶液中所含 Ca

^2＋

的下列濃度分別為若干？（Ca＝40）

(1) 重量百分率濃度。

(2) 體積莫耳濃度。

[答案] (1) 10

^－3 ％；(2) 2.5×10^－4 M

[解析] 設此水溶液有1 升即 1 kg Ca^2＋有1×10×10^－6＝10^－5 kg，

(1) W％＝×100 ％＝10^－3 ％；

(2) CM＝＝2.5×10^－4 M。

[類題] 實驗用濃硫酸的重量百分濃度為 98％，比重為 1.8，試求此溶液的體積莫耳濃度為若干？

█：　

18 M 　。

學習概念

1. 溶液的配製：配製前溶質質量（或莫耳數）＝配製後溶液所含溶質質量（或莫耳數），如配製 0.1 M、100 毫升的氯化鈉水溶液，步驟如下：

▲ 溶液配製的步驟

2. 溶液的稀釋：稀釋前後溶質質量或莫耳數不變，僅溶劑或溶液的量改變。

3. 溶液的混合：混合前後溶質質量或莫耳數不變。

4. 不論混合或稀釋，體積皆不可加成，但質量可加成。

（碳酸鈉化學式為 Na2CO3 [Na2CO3]＝＝0.955 [Na^＋]＝2×0.955＝1.91 M）

3 3 溶液的配製、稀釋與混合

（W ％ ^Comb i n CM，設溶液重有 100 克，則溶質重 98 克 CM＝＝18 M）

第 1 章 物 質 的 組 成

何謂物質：具有質量並占有空間

物質三態：物質常以固、液或氣態存在 H

O

熔化 H

O

熔化 H

O

元素：只由一種元素的原子組成，依導電性可分為 金屬、類金屬及非金屬等

化合物：兩種以上元素以一定比例化合所得的物質 溶液：均勻混合物稱之，依據狀態可分為固、液及 氣態等溶液

非勻系：如土壤、豆花等 過濾：以過濾器除去液體中的難溶物

蒸餾：利用物質沸點上的差異，以加熱收集方式分離物質 傾析：利用傾倒方式倒出上層澄清液，而留下固體於容器中 離心分離：利用離心機，分離液體中不易沉澱的固體微粒，使 其於短時間內落在管底

萃取：利用同一物質在不同溶劑中的溶解度差異，使其由其中 一相移入另一相

再結晶：利用物質在不同溫度下溶解度的差異，使其先溶解再 結晶得純質

層析：利用物質在固定相及移動相間附著力的不同，而有不同 移動速率而分離物質

質量守恆定律：1789 年，由拉瓦節所提出

定比定律（1799 年，普魯斯特）：說明化合物中的組成元素 有一定的質量比

倍比定律（1803 年，道耳頓）：兩元素所形成的不同化合物 間，若有一元素重量固定，則另一元素的重量會 成簡單整數比

原子說：1803 年，由道耳頓所提出，認為物質有組成上的 最小粒子，稱為原子

氣體化合體積定律（1809 年，給呂薩克）：同狀況下，氣體 間的反應，用去或生成氣體的體積恆為簡單整數比 亞佛加厥定律（1811 年，亞佛加厥）：同狀況下，同體積的 任何氣體具有相同分子數

分子說（亞佛加厥）：說明具有氣體性質的最小粒子為分子 ，而分子可由原子所構成

比較標準：1961 年，IUPAC 定

C＝12 求法：＝

第 1 章 物 質 的 組 成

物質與其狀 態

物質的種類

純物質

混合物

物質的分離

原子說的確立

分子說的確立

物質的分類

原子與分子

原子 量

單位：amu／個（u／個）或 g／mol

定義：各同位素原子量乘以其天然含量之總和 公式：＝ΣX

A

，X

為各同位素之天然含量 分子量：分子式中所有原子的原子量總和

意義：為一種計數單位，1 mol＝6.02×10

（N

）個

運算：

莫耳體積：

S.T.P.（0 ℃，1 atm）＝22.4 L/mol N.T.P.（25 ℃，1 atm）＝24.5 L/mol 定義：兩種以上純物質所混合得到的均勻物質

組成：可分為溶劑與溶質兩大部分，通常量多者當溶劑，但若溶液中含有水，則習慣 上以水當溶劑

重量百分率濃度（％）：％＝×100％＝×100％

體積莫耳濃度（M）：C

＝（mol/L）

百萬分點濃度（ppm）：ppm＝×10

ppm 濃度換算：％ 需比重 C

需比重 ppm

混合或稀釋：混合或稀釋前後，溶質克數一定

定義：定溫下，每百克溶劑所溶解溶質之最大克數 界定：

本質：同類互溶

溫度：若 ΔH＞0，則 T↑，S↑

若 ΔH＜0，則 T↑，S↓

壓力：對氣體影響較顯著；P↑，S↑

原子量與分子量

平均原子量

莫耳

溶液

溶解度（S）──

影響因素

濃度表示法

物 質 的 分 類

1. 何謂物質：凡占有空間（具體積）、具有質量，可由我們察覺其存在的事實者。

2. 物質三態：

狀態 表示法 體積 形狀 以水為例

固態 (s) 固定 固定 H

O

液態 () 固定 不固定 H

O

氣態 (g) 不固定 不固定 H

O

3. 物質的三態變化：

範例 狀態變化 ★★ 《基礎題》

下列有關物質發生相變化時的敘述，何者正確？

(A)原子排列方式改變 (B)分子的種類改變 (C)分子間的距離改變 (D)分子的平均動能改變 [答案] Ｃ

[類題] 常壓下，1 克 100 ℃的水蒸氣比 1 克 100 ℃的水多了下列哪種能量？

第 1 章物質的組成

元素：只由一種元素的原子組成，依導電性可分為　　　金屬、類金屬及非金屬等

化合物：兩種以上元素以一定比例化合所得的物質溶液：均勻混合物稱之，依據狀態可分為固、液及　　　氣態等溶液

非勻系：如土壤、豆花等過濾：以過濾器除去液體中的難溶物

蒸餾：利用物質沸點上的差異，以加熱收集方式分離物質傾析：利用傾倒方式倒出上層澄清液，而留下固體於容器中離心分離：利用離心機，分離液體中不易沉澱的固體微粒，使　　　　　其於短時間內落在管底

萃取：利用同一物質在不同溶劑中的溶解度差異，使其由其中　　　一相移入另一相

再結晶：利用物質在不同溫度下溶解度的差異，使其先溶解再　　　　結晶得純質

層析：利用物質在固定相及移動相間附著力的不同，而有不同　　　移動速率而分離物質

定比定律（1799 年，普魯斯特）：說明化合物中的組成元素　　　　　有一定的質量比

倍比定律（1803 年，道耳頓）：兩元素所形成的不同化合物　　　　　間，若有一元素重量固定，則另一元素的重量會　　　　　成簡單整數比

原子說：1803 年，由道耳頓所提出，認為物質有組成上的　　　　最小粒子，稱為原子

氣體化合體積定律（1809 年，給呂薩克）：同狀況下，氣體　　　　間的反應，用去或生成氣體的體積恆為簡單整數比亞佛加厥定律（1811 年，亞佛加厥）：同狀況下，同體積的　　　　任何氣體具有相同分子數

分子說（亞佛加厥）：說明具有氣體性質的最小粒子為分子　　　　，而分子可由原子所構成

第 1 章物質的組成

物質與其狀態

原子量

定義：各同位素原子量乘以其天然含量之總和公式：＝ΣX

為各同位素之天然含量分子量：分子式中所有原子的原子量總和

組成：可分為溶劑與溶質兩大部分，通常量多者當溶劑，但若溶液中含有水，則習慣　　　上以水當溶劑

ppm 濃度換算：％需比重 C

定義：定溫下，每百克溶劑所溶解溶質之最大克數界定：

　　　若 ΔH＜0，則 T↑，S↓

物質的分類

狀態表示法體積形狀以水為例

固態 (s) 固定固定 H

液態 () 固定不固定 H

氣態 (g) 不固定不固定 H

3. 物質的三態變化：　

　範例狀態變化　★★ 《基礎題》

(A)原子排列方式改變　(B)分子的種類改變　(C)分子間的距離改變　(D)分子的平均動能改變 [答案] Ｃ

(A)位能　(B)動能　(C)位能及動能　(D)無法判斷

█：　Ａ　。

　　例如：石墨（C）、鑽石（C）、氧（O

　　目前已知元素有一百多種，可依導電性分為金屬、非金屬及類金屬元素三大類。

　　　元素

　　同素異形體：由同一種元素所形成的不同物質。

碳元素石墨（C）、鑽石（C）、芙（或巴克球，富勒烯，C

）氧元素氧氣（O

磷元素黃磷（或白磷，P

）硫元素斜方硫（S

　　　 2 H

　溶液　　　　　

依狀態

　範例物質分類　★★ 《基礎題》

試將下列物質作分類： 24K 金；玻璃；碘酒；黃銅；汽水；自來水；鹽酸；貝殼；汽油；白金；乾冰；酒精；冰醋酸；瓦斯；麵粉；金剛石；

奶油；雙氧水

(1) 哪些為純物質？　(2) 哪些為元素？　(3) 哪些為化合物？　(4) 哪些為混合物？

(1) 代表混合物的有哪些？　　(2) 代表化合物的有哪些？

(3) 代表元素的有哪些？　　　(4) 代表純物質的有哪些？

█：　

　範例物質性質　★★ 《基礎題》

(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)具有物質特性之最小單元是原子　(C)由兩種元素組成的多種化合物，它們的性質必相同　(D)乾淨空氣是一種純化合物

(A)水是純物質；但可電解成氫氣和氧氣　(B)葡萄糖水是由葡萄糖和水組成的純物質 (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

█：　ＡＤ　。

　範例純物質與混合物的區分　★★ 《基礎題》

(A)甲　　(B)乙　　(C)甲乙　　(D)甲丁　　(E)乙丁　 [答案] Ｄ

　　常用來分離混合物的技術有過濾、蒸餾、傾析、離心分離、萃取、再結晶、層析等，此一過程稱為純化。

純化方法原　　　　　　　理裝　　　　　　置

過　　濾利用合適的過濾器，如濾紙、濾網等，來分離固、液物質