新版教科書介紹-龍騰普高化學

Page 1

教學生態圈

普高化學 目次 教學生態圈

2

Power 教學講義

18

實驗活動手冊

24

教科書

Super 教學講義 素養活動手冊 習作簿

化學銜接教材 教學 PPT

教學動畫 & 影片 享備課 電子書

線上題測

數位領航員

8 22 26 28 29 30 32 34 36 38 40

1


章節順序最好教 課程 主

章節架構

GO!

新課綱 刪了哪些主題 108 課綱的必修化學,相當於基化(一)+基化(二)兩本合併,並刪 除部分內容,下表說明課程內容的異動。

刪除

降低計算複雜度

1. 有機化合物

1. 倍比定律、pH值,減少複雜計算

2. 常見的電池

2. 化學計量,不涉及產率及氣體體積計算

3. 纖維

3. 體積莫耳濃度,計算不討論稀釋

4. 石油分餾

GO!

概念順序鋪陳 最符合教學習慣 龍騰新課程章節,整體順序與過往雷同,是最佳的章節安排! 103 課綱微調

108 課綱

第 1 章 物質的組成與性質 基礎 化學 (一)

第 3 章 化學反應

第 1 章 常見的化學反應 化學 (二)

8

物質的組成

第 2 章 原子構造與元素週期表

第 4 章 化學與能源

基礎

第1章

第 2 章 物質的構造與特性

第2章 化學 (全)

物質間的反應 第3章 溶液與反應

第 3 章 有機化合物

第4章

第 4 章 化學與化工

生活中的化學


GO!

教科書

程 主題搶先看 龍騰高一課程 化學章節架構 從課本到講義及週邊教材配套,皆依此架構進行編寫! 此節介紹莫耳概念

物質的組成

物質間的反應

1-1物質的分類與分離

2-1化學式

1-2道耳頓的原子說

2-2化學反應的原理

1-3原子的結構與元素週期表

2-3化學計量

1-4化學鍵

2-4化學反應熱

溶液與反應

生活中的化學

3-1溶液的種類與特性

4-1生物體分子

3-2水溶液的濃度

4-2藥物與界面活性劑

3-3溶解度

4-3環境與化學

3-4氧化還原反應

4-4化學的現代應用

3-5水溶液中的酸鹼反應

課綱實驗 • 演示實驗:萃取、蒸餾和以 TLC 片進行色層分析 • 溶解度的測定 ( 溶解度曲線和結晶 ) • 酸鹼指示劑

掃描下載課綱

• 界面活性劑的效應

108 課綱新增!

9


龍騰教科書 內容扎實取 材

探究實驗

GO!

可愛伴讀公仔 陪學生快樂學習 每章都有一個可愛的伴讀公仔,陪伴學生度過高一化學課程

aNa 小雞 N

Cu

Sr

火怪 Sr

人魚 Cu

機器人

BaBa

公仔可以摺成紙模型 唷!有興趣的老師請 洽各校業務

當用外力敲擊金屬時,金屬陽離子可在電子海中滑動,不會 互相排斥而碎裂(圖 1-45),故具有延性及展性,可以被拉成細 絲或敲成薄片。當金屬兩端外加電壓時,自由電子會循特定方向 迅速移動而能導電,並利於傳導熱能,所以金屬是電與熱的良導 體。 金屬離子在電子海中移動

GO!

探究式活動 符合課綱素養精神 e-

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探過探究式活動,強化課程重要概念!(例如:莫耳) 金屬敲擊前

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金屬敲擊後

圖 1–45 金屬具有延性與展性

探究式活動

p.48

離子晶體與金屬晶體

試著提出至少 2 種區別離子晶體和金屬晶體的方法。 ●

事前準備

食鹽、銅片、鐵錘、測導電器具(電線、燈泡)等。 ●

探究過程 觀察方式

外觀 導電性 鐵錘敲打

補充事項

是否還有其他方法可以用來辨別?

48

10

離子晶體(食鹽)

e-

金屬晶體(銅片)

p.82


GO!

教科書

取 材生活化 實驗題材生活化 扣合課程主題 全書收錄不同類型的 13 個小實驗,適合教師在課堂中彈性操作。

p.13 趣味實作

10

第 1 章 物質的組成

mins

摩西分海- 碘酒中碘的萃取 傳說中摩西利用魔杖「分離」紅海,帶領以色列人出 走埃及。 而現實中,我們可以利用所學的知識和方法,來達到 物質的分離。試著實際操作,利用萃取的概念,使紫 紅色的優碘產生溶液分層的現象。

p.161 演示實驗

10

第 4 章 生活中的化學

mins

材料

真相解析- 胃藥的實驗

透明小玻璃瓶(含蓋子)、水、優碘、去漬油

步驟

胃藥可用於中和人體分泌的胃酸,胃藥是 怎麼樣在胃中作用的呢?讓我們來模擬胃

1

2

3

4

藥在胃中的情形吧!

開始動作

滴入優碘

加入去漬油

觀察

取一個小玻璃瓶加入

於玻璃瓶中滴入約 5 滴

在溶液中加入去漬油,

觀察上、下層溶液的顏

10 mL 的水。

的優碘溶液。

並蓋上瓶蓋搖一搖。

色,分別有何種變化?

材料

為什麼會這樣?

燒杯、玻棒、鹽酸、胃藥、廣用指示劑 因為優碘中的碘較不易溶於水,但易溶於有機溶劑,所以在優碘溶液中加入去漬油時,密度小 且和水不互溶的去漬油,會浮在上層,同時碘分子會慢慢溶解到去漬油中。下層優碘溶液的顏 色慢慢變淡,上層去漬油則逐漸變成紫色。

步驟 滴管

13

玻棒 pH=1 鹽酸 500mL

1

完全扣合課程!可作 為「探究實作」教材

攪拌

胃藥

pH=1 鹽酸加 指示劑

指示劑

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3

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開始動作

滴入指示劑

加入胃藥

觀察

取 一 個 大 燒 杯, 裝 入

並滴入數滴廣用指示

於 上 述 溶 液 中, 加 入

不 斷 攪 拌, 觀 察 溶 液

約 500 mL,pH = 1

劑。

一顆胃藥。

顏色的變化。

的鹽酸溶液。

POINT 此實驗請在通風處進行

161

11


跨科閱讀

GO!

科學素養第一步 閱讀融 入

從科學家小傳 了解科學發展脈絡 透過科學家故事,帶學生了解科學發展過程! p.133 第 3 章 溶液與反應

科學家小傳

永不放棄的科學鬥士 S. Arrhenius(1859 ∼ 1927)

阿瑞尼斯 阿瑞尼斯從小就展現了水瓶座的特質:聰 穎、理想及富有創造力,尤其在數學及物理上

校報告時,卻被評審們認為胡說八道,最後以 相當低的分數勉強通過了考試。

的天賦更是令人咋舌!他三歲就可以自學認字

阿瑞尼斯的研究之所以未受到評審們的青

讀書,八歲進入教會學校後,有了可以充分表

睞,其一是因之前法拉第研究電解質水溶液時

現天賦的舞臺。

並無重大發現;其二是當時依循道耳頓原子

因為天賦優異,阿瑞尼斯 16 歲時就考進

說──原子是不可分割的,怎麼可能解離呢?

了烏普沙拉大學,而且只花了 2 年時間就拿到

阿瑞尼斯當然知道這兩位巨擘提出的論述,但

大學學位。就讀大學期間常常抱怨物理和化學

他認為自己發現了前人不知道的科學新知識並

老師教得很爛,不過他還是很認真地念書自學,

勇於提出自己的想法,才得以讓「解離說」問

這種勇於挑戰權威的特質與勇氣,奠定了之後

世。1903 年,阿瑞尼斯獲頒諾貝爾化學獎,成

他在科學界的地位。

為了第一位獲得諾貝爾獎的瑞典人,肯定他改

19 歲時,阿瑞尼斯開始攻讀物理學博士學

p.49

變世界的重大發現!

第 1 章 物質的組成

位,但他對教授給他的研究方向不感興趣,由 於注意到食鹽水溶液與蔗糖水溶液在性質上有

科學家小傳

顯著的差異,他決定將電解質的導電現象作為 博士論文的研究方向,不過他的指導教授卻說

偉大的科學夢想家

他的發現沒什麼價值。因為阿瑞尼斯堅持不改 論文題目,只好轉學到瑞典皇家科學院繼續他

門得列夫 Mendeleev (1834~1907)

的研究。經過三年的努力,阿瑞尼斯信心滿滿 的帶著他的畢業論文〈電解質解離論〉回到母

門得列夫在 1869 年編製週期表時,已知 的元素約相當於現在元素個數的 60%,他堅信

5.94,果然落在門得列夫預言的範圍內。

自然界中各種元素彼此間應該是具有關聯性的

四年後,門得列夫所預言的「類硼」被瑞

系統。因此,他在表中留下了一些空位,並對

典化學家尼爾森在一種礦物中發現,被命名為

其中的 3 個未知元素預言了應具有的性質,分

鈧。其後,德國化學家溫克勒發現了新元素鍺,

別稱為「類鋁」、「類硼」、「類矽」。

與門得列夫的預言加以對照,發現鍺的性質和

1875 年法國化學家布瓦斯博德朗在分析閃

133

重新純化鎵之後再做測定,測定的結果比重為

「類矽」達到驚人的一致!

鋅礦時,發現了一種新的金屬元素,將其命名

1907 年門得列夫在書桌旁與世長辭,他一

為鎵,並在《巴黎科學院院報》上簡要地介紹

生留下的科學著作竟達五百多種。在月球上的

了鎵的性質。布瓦斯博德朗不久即收到了門得

門得列夫環形山,以及原子序 101 號放射性元

列夫的信。在信中寫道:「您發現的鎵,就是

素鍆 (Md),都是為了紀念門得列夫而以他的名

我預言的「類鋁」,它的比重應是 5.9 ∼ 6.0,

字來命名。

而不是您公布的 4.7。請您再重新查證。」布瓦 斯博德朗看信後感到十分驚訝!他想:「鎵在

每章都有科學家故事: • 門得列夫 • 貝吉里斯 • 阿瑞尼斯 • 費曼

我本人手裡,這位俄國化學家連見都沒見過, 怎能斷定我測的比重不對呢?」於是回信說, 自己的測定沒有錯,但門得列夫仍再次寫信請 他考慮是否鎵的純度不夠,於是布瓦斯博德朗

49

12


GO!

教科書

融 入跨科情境 跨科閱讀主題 生活應用最到位 全書四個章節融入各式跨科主題,全方位應用化學知識! p.92~93 科學不設限

生物中的化學反應:恆定現象 基本上生物體為一開放性

使得生物體內的反應機制達成

由體循環到達人體組織細胞,

系統,如何在短時間內達成生

平衡,但此現象並非真實的化

如圖 2-16A 所示。同一時刻

物本體與外界環境的平衡,便

學平衡。生物體中最重要的恆

細胞組織也因為呼吸作用而產

是生物體中重要的反應機制,

定現象就是氧氣與二氧化碳的

生的二氧化碳,在人體組織 (≥

如生物體內的酸鹼反應,便是

運輸現象,在肺泡中 (Alveolus)

46 mmHg) 中之分壓值高於肺

O2

一種可與外界環境快速達成平

經由呼吸作用吸取空氣中的氧

泡 (40 mmHg),故二氧化碳也

21%

衡的機制,而此種體內、外平

氣 分 子, 經 由 血 紅 蛋 白 (Hb)

會利用體循環到達肺泡,再經

衡現象,即可稱為生物的恆定

的攜帶,平衡所示如下:

性。

Hb(aq) + O2(g)

HbO2(aq)

生物恆定性之基本原理是

使 得 肺 泡 內 的 氧 氣 分 壓 (100

利用濃度差異,而造成物質的

mmHg) 高 於 人 體 組 織

移動現象,即勒沙特列原理,

(≤ 40 mmHg),因此氧氣可經

空氣組成成分 其他 1%

由 呼 吸 作 用 排 出 體 外, 如 圖

N2

2-16B, 以 維 持 身 體 的 恆 定

78%

性。

身體的恆定現象 過度換氣症候群 肺泡 Po2 =100 mmHg

A

引發

症狀

治療

情緒或壓力等引發,導致過度 換氣

氧氣過多,二氧化碳過少,產生 呼吸鹼中毒

放鬆心情,才能使呼吸恢復正常

O2

O2

Po2 =40

肺泡 Pco2 =40 mmHg

B

Po2 =100

Pco2 =46

循環系統

呼吸困難的

Po2 =40

Pco2 =40

循環系統

Po2 =100

Pco2 =46

Pco2 =40

Pco2 ≧ 46 mmHg

Po2 ≦ 40 mmHg 人體組織

人體組織

圖 2-16 身體的恆定現象 A 氧氣的循環機制 與 B 二氧化碳的 循環機制

92

93

p.190~191 第 4 章 生活中的化學

每章都有科普閱讀: • 元素週期表的新家族 • 生物中的化學反應 • 礦物的形成 • 渦輪潮汐發電

科學不設限

渦輪潮汐發電 英國將在蘇格蘭北部的板特蘭

渦輪轉動而發電(圖 4-32 )。

4-31)、溫差、洋流或波浪等

德峽灣、艾勒海灣,以及愛爾

利用海水的流動推動渦輪的運

深具發展潛力的發電機制來產

蘭安屯姆海岸三個地點,各設

轉為洋流發電的基本原理,海

生能量,幾乎不會造成環境汙

立二十座潮汐發電機(合計共

浪 發 電 是 利 用 波 浪 運 動( 圖

染,是非常值得開發的能源。

60 座)進行潮汐發電測試,

4-33),推動發電機內的空氣,

西 元 2008 年 3 月, 英 國 在 北

預估正式運作後,將可以提供

帶動渦輪的轉動而發電,是目

英格蘭斯川格福德灣,建立世

該區域內四萬家用戶的用電

前最成熟的海洋能技術。臺灣

界首座渦輪潮汐發電機

量。

四面環海,但海洋發電仍不是

海 洋 能 是 利 用 潮 汐( 圖

SeaGen,放置在水底,扇葉速

金門與馬祖的潮差可達 5

臺灣境內的主要供電來源,故

度 緩 慢( 約 每 分 鐘 旋 轉 十 二

公尺之多,因此適合潮汐發電

如何開發此項新興能源使其成

次),不會傷害到經過的海洋

的開發,做為國內替代能源之

為 永 續 的 能 源, 值 得 我 們 努

生物,加上沒有噪音且近零汙

用。溫差發電原理是利用深層

力。

染排放,不會影響自然生態。

與表層海水的溫度差異,帶動

圖 4-31 潮汐的由來 圖 4-32 溫差能發電

圖 4-33 波浪能發電

溫差能發電是利用表層與深層海水間的溫度差,經過 熱交換器及渦輪來發電。

波浪能發電是利用波浪運動產生的位能差、往復力或 浮力產生動力轉換成電能。

渦輪機

1 溫暖表層海水

淡化海水裝置 水輪發電機

2 電力產出

蒸發器

冷凝器

表層暖水注入 (~26 ℃ ) 深層冷水注入 (~5 ℃ )

190

方式

優勢

劣勢

洋流發電

有黑潮流經台灣

1. 設備成本高及維護困難 2. 黑潮的資訊不足

溫差發電

1. 南部夏季海水溫度高 2. 東部初步評估中

東部地區地層有滑動之疑慮

海浪發電

1. 東北部波浪大 2. 有多處適合的場址

1. 易受颱風破壞 2. 設備技術高

低壓海水回流 高壓海水

191

13


素養試題

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多元素養題型 完整涵蓋龍騰教材 素養題無所不在,所有教材配套都有!

課本 1. 素養模擬題

教師用書 提供素養試題/命題建議

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1. 素養題解析 2. 命題建議 3. 延伸試題

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初階素養題/融入生活情境

實驗題

習作簿 1. 科學閱讀題 2. 每章都有

初階素養題

素養活動/延伸試題

素養活動手冊 1. 素養試題 2. 每章都有

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Super講義 1. 素養試題 2. 每章8∼10題

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扣合考試趨勢 全新命題

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2.混合題型 3.每回都有

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教科書

解 題能力 素養試題搶先看 課本每章都有 108 課程,龍騰獨家設計的素養模擬題,是作者絞盡腦汁設計的題目! 第 1 章 物質的組成

p.63 素養模擬題 2015 年 12 月 30 日國際純化學與應用化學聯合會 (IUPAC) 確認了週期表 4 個新元素的存在: 原子序 113、115、117 和 118 號元素,元素符號分別為 Nh、Mc、Ts 與 Og,至此元素週期表已 從最初 1869 年門得列夫所創建的版本增加近兩倍至 118 個元素,也填滿了完整的第七週期。 元素週期表中同族元素因具有相同的價電子數而性質相似,前三週期的最後元素分別為氦、 氖、氬,而其對應原子序為 2、10、18,假設甲、乙、丙三元素在週期表的位置相接鄰,而且均

第 4 章 生活中的化學

在前三週期,其中有一元素與另一元素同週期,同時又與第三元素同族。附上週期表簡圖試回 答下列問題: 週期

p.203

一 二 三 四

氦 素養模擬題 氖 氬

空氣品質指標 (AQI) 為依據監測資料將當日空氣中臭氧 (O3)、細懸浮微粒 (PM2.5)、懸浮微 粒 (PM10)、一氧化碳 (CO)、二氧化硫 (SO2) 及二氧化氮 (NO2) 濃度等數值,以其對人體健康的影

響程度,分別換算出不同汙染物之副指標值,再以當日各副指標之最大值為該測站當日之空氣

品質指標值。下表為不同汙染物的副指標值換算表。

1. 已知該三元素的原子序為甲小於乙,乙小於丙。 試畫出甲、乙、丙在週期表上可能的四種相對位置圖。

汙染物

O3,8hr 平均 ppb

單位

O3

PM2.5

PM10

CO

SO2

NO2

ppb

μg/m3

μg/m3

ppm

ppb

ppb

AQI 值

0 ∼ 50 0 - 54 2. 設甲的原子序為 Z,其價電子數為 n,而該三元素的原子序總和是該三元素的各原子價電子數

總和的 2 倍加 1。寫出該三元素的元素符號。

51 ∼ 100

55 - 70

-

3. 元素甲可和氫元素形成多種化合物,寫出其中含有雙鍵且分子量最小的化學式。 101 ∼ 150 71 - 85 151 ∼ 200

86 - 105

201 ∼ 300

106 - 200

0.0 - 15.4

0 - 54

0 - 4.4

0 - 35

0 - 53

15.5 - 35.4

55 - 125

4.5 - 9.4

36 - 75

54 - 100

125 - 164

35.5 - 54.4

126 - 254

9.5 - 12.4

76 - 185

101 - 360

165 - 204

54.5 - 150.4

255 - 354

12.5 - 15.4

186 - 304

361 - 649

205 - 404

150.5 - 250.4

355 - 424

15.5 - 30.4

305 - 604

650 - 1249

301 ∼ 400

405 - 504

250.5 - 350.4

425 - 504

30.5 - 40.4

605 - 804

1250 - 1649

401 ∼ 500

505 - 604

350.5 - 500.4

505 - 604

40.5 - 50.4

805 -1004

1650 - 2049

例如,CO 濃度= 4.7 ppm 時,其 AQI 應介於 51~100 間。查詢環保署的即時空氣汙染指標,得

詳細的解題步驟皆收錄 在教師用書!

知 2017 年 7 月 5 日上午 11 時,麥寮工業區的即時統計結果如下表: 汙染物

O3,8hr 平均

O3

PM2.5

PM10

CO

SO2

NO2

麥寮工業區 即時統計結果

13 ppb

27 ppb

23 μg/m3

48 μg/m3

0.2 ppm

2.5 ppb

3.8 ppb

1. 試根據附表推算出麥寮工業區下列汙染物副指標值。

63

1 O3,8hr 平均的 AQI 值= 2 PM2.5 的 AQI 值= 3 PM10 的 AQI 值= 4 CO 的 AQI 值= 5 SO2 的 AQI 值=

6 NO2 的 AQI 值=

2. 目前的定義為當日各副指標之最大值,即為該測站當日之空氣品質指標值。由上題結果 可判斷 2017 年 7 月 5 日上午 11 時,麥寮工業區的空氣品質指標值為何種等級?(參考下表)   A 良好 B 普通 C 對敏感族群不健康 D 對所有族群不健康 E 非常不健康 良好

普通

對敏感族群 不健康

0 ∼ 50

51 ∼ 100

101 ∼ 150

F 危害。

對所有族群 不健康

非常 不健康

危害

151 ∼ 200

201 ∼ 300

301 ∼ 500

20315


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教師用書 小檔案 說明 定位

本書收錄所有老師可能遇到的問題!不論是對課綱、 教材、試題…,整合教科書作者多年的教學經驗, 內容紮實、精彩可期 (1) 教學 Q&A:說明新課程怎麼教、為什麼這樣編

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108 特色

(2) 素養教學建議:說明如何設計素養導向課程 (3) 教學叮嚀:在各小節的知識點,提醒教學要注意 的細節 (4) 題目設計核心:除了說明試題設計的想法,更提 供教師命題方向!

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2 備課用 • 國高中觀念銜接 • 高中教學目標 & 節數 • 備課資源 多媒體清單、參考書目

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學 工具書 備課教學最佳夥伴 龍騰陪您左右 針對不同的使用時機,提供多元類型資料! 第 1 章 物質的組成

p.3

3

課前說明

貳 編寫理念 教學 Q&A: Q1:為何原子理論發展史的編寫順序與以往不同? A: 因應 108 課綱精神,本節編寫的順序與過往的方式略有不同,以往教學的順序通常為 「質量守恆定律」→「定比定律」→「倍比定律」→「道耳頓原子說」。由於課綱特 別指出本節的精神,應在強調科學史的論述,因此本書以科學事件發生的年代為序,

每章另外補充「國中會考題」、「歷屆 試題」,讓您快速掌握考試趨勢!

將課文依「質量守恆定律」→「定比定律」→「道耳頓原子說」&「倍比定律」的順序 編寫,特此說明。 Q2:為何花不少篇幅介紹質量守恆定律? A: 為了清楚呈現科學家發現定律的探究過程,本書不採取過去直接論述定律內容的方式。 而改以忠實描述拉瓦節定量實驗的過程,讓學生瞭解透過嚴格與合乎邏輯的方式,才 能獲得足以使人信服的結論。

驗? A: 108 化學科課綱的說明文字中指出,原子結構發展史已於國中階段說明,因此原子的結 構此部分僅需簡單複習原子模型即可,故本書於 p.24 以流程圖的方式簡單呈現原子結

課中指南

Q3:為何在 1-3 節中無詳細介紹近代物理的重要發現實驗,如陰極射線、油滴實驗、散射實

60

化學 全 教師用書

p.60

1-3.3

教學說明 由於課綱已將能階概念歸於加深加廣選修課程中,因此本書將不以能階而僅以距離原子 核遠近的方式,介紹電子於各殼層中的排列。

是依距離原子核的遠

教學叮嚀

外依次稱為 K、L、M

本小節原子中電子的排列方式,對高一學生而言是全然陌生的課程,建議教學時配合週

素養教學建議、探究教學建議 本章教學時,希望著重在定律與學說內容的主要概念與精髓,而不需做過多複雜計算。 此外,亦希望學生在學習過程中,可以了解科學家提出定律與學說時,解決問題的思路, 以培養推論演繹的能力。故建議教師可以還原當時的學術情境或提供相關資料,讓學生 由原始資料中,嘗試推論並解決問題。

元素間的化學反

其電子的排列方式有

構的發展圖,目的僅是為了使學生知道這一段原子結構發現的科學史,其相關的原理 及實驗因已移入 108 課綱物理課程中,故授課教師可不需深入講解。

原子中電

期表,培養學生以電子組態的角度來重新看待週期表,對建立完整的化學概念有極大的幫 助!

4⋯⋯)(圖 1-29B)

原子序 20 以內的 規則來排列:

1. 每一殼層最多可容

教學延長線

核愈遠,範圍愈大

❶ 電子 快速環繞在原子核周圍的廣大空間之中,雖然無法精確地確認其位置與運轉的軌跡,但 卻擁有具體不同的能量狀態,電子能量由內層向外層階梯式遞增,這種能量狀態稱為能階。 ❷ 殼層

L 層 (n = 2) 及 M

及 18 個,但原子序 8 個電子。

元素的各級游離能數值可作為電子在不同能殼層中排列的證據,教圖 1-6 為從鉀原子上

2. 電子依序從最接近

逐次移走一個電子所需游離能 (kJ/mol) 的對數圖。用對數圖的目的可使圖形中的數據點較為

待填滿後,再依序

集中。圖中可見電子分為四組。游離能愈高,表電子愈難除去,即該電子愈接近原子核。

序 1 到 18 的原子,

殼層的排列情形。

龍騰真是太貼心了 原子

教圖 1-6 鉀原子的 log(游離能)vs 被游離的電子數圖

1 這個電子的游離能最低,最易被移除。它處在 N(n = 4) 殼層中 2 這 8 個電子在 M 殼層 3 這 8 個電子在 L 殼層 4 這 2 個電子的游離能最高,它們最接近原子核,形成 K 殼層

17


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p.78

2-3 化學計量

68

p.68

2-1.2 A. 結構式

小提醒 共價網狀晶體的化學式 一般以實驗式(最簡式)表示,亦 能以結構式表示其原子連接情形。

一 意義 表示分子中所含原子種類、實際個數及連接情形

2-3.1 原子量與分子量

例 石英

最簡式

二氧化碳 乙炔 乙烯

一 原子量與分子量

結構示意圖

二 結構式與分子模型

1 原子量 1 意義 西元 1961 年,國際純化學暨應用化學聯合會 (IUPAC) 將一個碳 -12(12C)原子的質量,訂為 12.0000amu,其他原子的原子量由其與碳-12(12C)原子的相對質量比求得。 2 求法 等數目某原子的質量 ×12.0000 某原子的原子量= 等數目 12C 原子的質量 例 氧-16(16O)原子的原子量= 1.332908×12.0000 = 15.9949(amu)

1 結構式未必能代表分子形狀。 2 分子模型可以更準確表達分子中原子於三度空間中的相對 位置。 例

SiO2

化合物

氨氣

甲烷

分子式

H 2O

NH3

CH4

結構式

2 平均原子量 1 意義 大部分原子存在有同位素,平均原子量等於各同位素原子量與其自然界中含量百分比乘積的 總和。 2 求法 M = ΣMiXi = M1X1 + M2X2 +⋯⋯ 小提醒 Mi:各同位素原子量 平均原子量 Xi:各同位素於自然界中的含量百分比(ΣXi = 1) 例 自然界中,氯有 35Cl 與 37Cl 兩種同位素 35

37

Cl

週期表中所標示的原子量為平均原子量

Cl

原子量

34.9689

36.9659

含量百分比

75.76%

24.24%

平均原子量 M = 34.9689×0.7576 + 36.9659×0.2424 = 35.4529

球-棍模型

空間填充模型

三 同分異構物 分子式相同,結構不同的化合物,其化性與物性均不相同。 例

化合物

乙醇

( 二 ) 甲醚

分子式

C2H6O

C2H6O

結構式

3 分子量 分子式中組成原子的原子量總和。

球-棍模型

4 平均分子量:一般用於混合氣體。 M = ΣMiXi = M1X1 + M2X2 +⋯⋯ Mi:某氣體的分子量 Xi:某氣體的含量百分比(ΣXi = 1)

空間填充模型

例 空氣中氮氣含量約為 80%,氧氣含量約為 20%

平均分子量 M ≒ 28×0.8 + 32×0.2 = 28.8

核心知識 同分異構物的同與異 相同的性質:實驗式、分子式、元素重量百分組成。 相異的性質:化合物種類、結構式、示性式、物性(如:熔點、沸點)與化性。

20


2

79

2-3.2 莫耳

暢 不卡關

一 莫耳

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物質間的反應

1 意義 1 西元 1961 年,國際純化學暨應用化學聯合會 (IUPAC) 定義: 1 莫耳的粒子個數為 12 克的碳-12(12C)原子所含的原子數量。 2 經由實驗證實: 23 1 莫耳數量約為 6.02×10 個,又稱為一個亞佛加厥數。 2 莫耳數求法

N 聰明學習 用核心知識抓重點 1 已知粒子數為 N 個 ⇒ 莫耳數= 6.02×10 23

W

40

2 已知重量為 W 克 ⇒ 莫耳數= 書中的「核心知識」Box,抓出每個段落的重點, 莫耳質量 3 已知溶液體積莫耳濃度為 C ⇒ 溶質莫耳數= C ×V 讓學生能快速掌握考試重點! M

M

(mol/L)

V (STP) 22.4 4 已知氣體體積為 V 升 ⇒ 莫耳數= V (NTP) 核心知識 24.5 STP(標準狀態)(0℃ , 1 atm):22.4 升 鍵結與未鍵結電子對 NTP(常溫常壓)(25℃ , 1 atm):24.5 升 1

(L)

例1

p.79

鍵結電子對、共用電子對(簡稱 bp):與其他原子共用的電子對, 2 核心知識

位於兩核間。 二 原子質量單位 2 未鍵結電子對、未共用電子對、孤電子對(簡稱 ℓp):不與其他原

(atomic mass unit,簡稱 amu)

子共用的電子對,位於核外。

1 1 一個碳-12( C)原子質量的 ,訂為 1amu 12 1 2 1amu = g ≒ 1.66×10-24 g 6.02×1023 12

原子質量單位(amu) 1 1 個中子質量≒ 1 個質子質量≒ 1 amu

例 1 個氧 -16(16O)質量 ≒ 8 個質子質量+ 8 個中子質量≒ 16 amu 2 若干莫耳粒子的質量,常以 g 為單位 若干個原子的質量,常以 amu 為單位

2 種類:依鍵結電子對的數目區分 單鍵

例 1 莫耳水分子質量≒ 18 g 多重鍵 1 個水分子質量≒ 18 amu 參鍵

2對

3對

1 莫耳數 章章都有素養題 從高一開始培養解題力 92

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雙鍵

1對

鍵結電子對

2

p.40

範例

B 8. 實例

定溫、定壓下,NO 和 O2 的體積比為 2:1 的混合氣體,使其部分反應生成 NO2,若反

應後總體積變為原來的 0.9 倍,則反應後混合氣體中 NO:O= 下列何者含有最多的原子數?(H 1、C = 12、O = 16、Na 2:NO 2 的莫耳數比為多少?

= 23、Mg = 24、Cl = 35.5) -22 A 10 莫耳的二氧化碳 B 58.5 amu 的氯化鈉 C 4.8×10 克的鎂 ABE 9. 下列有關反應熱的敘述,哪些正確?【應選 3 項】 -22 D 2.4×10 克的石墨 E 54 amu 的水。 共價分子的路易斯結構式畫法 A 白磷 P (s) 的莫耳生成熱為零 B CO (g) 的莫耳燃燒熱為零 14:7:6 C 2:1:3 D 1:1:1 E 18:9:2。 A 2:1:2 B-23

書中收錄各式素養題型,包含閱讀、實驗、圖表、情境…等題型。 C 反應熱與反應進行的途徑有關,與始、末狀態無關 4

步驟

2

1 答 範例 A CO=+ 34 kJ,氮氣的莫耳燃燒熱為 CO2 68 kJ N (g) + O2(g) → NO2(g) ∆H 2 2 23 -23 -23 解的莫耳生成熱為負值。 A 10 莫耳的 CO2 ⇒ 原子數= 10 ×6.02×10 ×3 E CO2(g) D

CO32

≒ 18(個)

p.92

的 6NaCl 原子數= ⇒ 1 對 NaCl = 10 = 16 2(個) 1 計算價電子總數 B 58.5 amu 4+ 4 +⇒ 6×2 4 + 6×3 + 2 = 24

科學素養題

4.8×10-22 ×6.02×1023 ≒ 12(個) C 4.8×10 g 的 Mg ⇒ 原子數= 24 2 將中心原子及外圍原 D 1. 聯胺( )與四氧化二氮的混合物可作為火箭推進劑的原料,此二化合物反應 2.4×10-22 子間以單鍵相連 D 原子數= ×6.02×1023 ≒ 12(個) 12 )、二甲聯胺 的生成物為水、氮氣。科學家進一步研究出,以甲聯胺( E 54 amu 的 H2O ⇒ 3 個 H2O 分子 ⇒ 原子數= 3×3 = 9(個)

SO2 6 + 6×2 = 18

-22

)取代聯胺與四氧化二氮混合反應,產物除了水與氮氣外,另有二氧化 ( 3 先使外圍原子滿足八 隅體(H碳,推進效果更好。試問以聯胺、甲聯胺與二甲聯胺分別和四氧化二氮反應時,若均 周圍僅 2 個 電子) 產生 1 莫耳的水,則產生氮氣各為多少莫耳? 1 5 2 4 3 3 3 3 1 A 1、1、1 B 、 、3 C 、 、 D 、 、 E 、2、5。

3 3 4 4 4 4 4 4 再將剩餘電子成對加2 3 × × D 2. 將酸與鹼混合反應,會導致水溶液溫度上升。小澄進行「酸鹼中和熱測定」的實驗: 在中心原子上 取 1.0 M 50 mL 的鹽酸溶液倒入保麗龍杯中,靜置數分鐘後,記錄溫度為 20℃,再取 1.0 M 50 mL 的氫氧化鈉溶液倒入保麗龍杯中,立即蓋上杯蓋,並以玻棒攪拌之,每隔 20 秒記錄一次溫度,結果如下表所示。

5 若中心原子無法滿足 時間 0秒 20 秒 40 秒 60 秒 80 秒 100 秒 120 秒 溫度 20 ℃ 25℃ 26℃ 27℃ 27℃ 27℃ 27℃ 八隅體,則將外圍原 子的 1 或假設保麗龍杯所吸收的熱量可忽略不計,鹽酸與氫氧化鈉混合時體積有加成性,混合 2 對 ℓp 挪 3 溶液密度為 1 g/cm ,比熱為 4.2 J/g℃,試求本實驗的酸鹼中和熱為若干 kJ/mol ? 為 bp,形成雙鍵或 A - 42.0 B - 50.4 C - 56.0 D - 58.8 E - 60.0。 參鍵 素養閱讀 ◎ 3 ∼ 4 題為題組 雷射印表機在列印時,會加熱碳粉,使碳粉微粒受熱與紙張附著,加熱的過程中易使氧氣分 解產生氧原子,而氧原子則進一步與氧氣結合產生臭氧,全反應為:3O2 → 2O3。長期吸入臭氧會 產生支氣管炎、肺水腫等慢性疾病,故雷射印表機應該放置在通風處,以免室內臭氧濃度過高。 1 一般以個數最少的原子當做中心原子,H 原子或個數較多的原子為外圍原子 試回答下列問題。 2BD路易斯結構式不一定代表分子的實際形狀 3. 上文所提及的化學變化包含下列哪些反應式?【應選 2 項】 2+ + A O2 → O + e B O2 → 2O C O → O + e

基礎題→進階題→素養 題,難度分級,學習有 信心!

21


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第 2 章 物質間的反應

p.69

2-3.2 莫耳

2-3 化學計量

p.70

一、莫耳定義及應用 1. 定 義: 國 際 純 粹 暨 應 用 化 學 聯 合 會 (IUPAC) 定 義 1 莫 耳 的 原 子 個 數 為 12.0000 公 克 的

2-3.1 原子量與分子量

碳 -12(12C) 所含的原子數量。經由實驗證實 1 莫耳數量為 6.02×1023 個,為紀念亞佛加厥, 因此將 1 莫耳數量稱為一個亞佛加厥數(如圖 2-5)。

一、原子量

1 莫耳的 12C = 12.0000 g,1 莫耳為 6.02×1023 個粒子。

1. 定義:原子量即為原子的質量,國際原子量的現行標準為碳 -12(12C),原子量為相對比較值, 故原子量不具單位。例:某金屬原子量與碳 -12(12C) 原子量的比值為 2 ⇒ 可推知金屬原子量= 24。

2. 數量和質量之間的橋樑:莫耳(mol)。

金屬原子量 = 2, 碳 12- 原子量

2. 平均原子量:自然界中的元素幾乎都有有同位素存在,因此週期表中所列各元素之原子量, 均為考慮各元素在自然界中所有同位素的含量所得的平均原子量。 平均原子量的計算方式:M = M1X1 + M2X2 +⋯⋯(M1、M2⋯⋯為個別同位素之原子量, X1、X2⋯⋯為個別同位素之含量) ◆表 2-4 常見元素之原子量 元素

H

C

O

F

Na

Fe

Cu

Cl

原子量

1.01

12.01

16.00

19.00

23.00

55.85

63.55

35.50

1

二、分子量

2

分子量即為分子式中組成原子的原子量總和。例:葡萄糖的分子式為 C6H12O6,分子量=

二、莫耳數的計算: 1. 莫耳質量:1 莫耳物質所含有的質量,稱為莫耳質量。

180。

1

例:1 莫耳葡萄糖 (C6H12O6) 其質量為 180 公克,有 6.02×1023 個葡萄糖分子;

3

原子量

針對等數目的 12C 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 g 與 54 g。則下

1 莫耳水 (H2O) 質量只有 18 公克,有 6.02×1023 個水分子。(C = 12、H = 1、O = 16) 2.

4

列何者可能為該未知原子的原子量? A 18 B 24 C 36 D 48 E 54。 解 C

等數目的原子中,其重量比等於原子量比,設該未知原子的原子量為 X 則:12:X = 18:54 X = 36

練習1 取等個數之金屬元素與碳 -12 同位素原子進行質量測量,得知兩原子的質量分別為 80 g 與 24 g, 則此金屬可能為附表中何種金屬原子?(設原子量為整數) 金屬

Mg

Al

Ca

Fe

Zn

原子量

24

27

40

56

65

A Mg B Al C Ca D Fe E Zn。

[ 出自龍騰課本練習 2 - 4]

解 待作者補

22

71

72

莫耳數=

物質質量 物質質量 = ,如圖 2-6。 1 莫耳物質質量 6.02×1023


三、色層分析法

配套資源

1. 原理:利用不同物質對濾紙纖維素(又稱固定相)附著力的差異來分離物質。例:從植物 色素中分離出葉綠素和葉黃素。 2. 裝置:色層分析實驗流程如圖 1-7。

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銜接國中概念 喚起記憶好親切 書中「國中時曾學過」的 Box,幫學生複習國中概念、提 醒學生這些以前學過,快速喚起記憶! p.8 國中曾學過

小提醒

1. 過濾法:利用物質粒徑大小差異,以多孔物質(如

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分離(純化)物質的方 法主要是利用各成分物 質彼此之間的物理性質 差異特性。

濾紙)僅讓顆粒小的物質通過。例:水中分離出砂。 2. 結晶法:將溶液加熱後,溶劑蒸發使其形成飽和 溶液,此時再降低飽和溶液的溫度,溶解度隨溫

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度下降而降低的溶質就會呈晶體析出。例:冷卻 熱糖水使糖結晶析出。

4

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混合物的分離

下列關於混合物分離與純化的方法,哪些組合完全正確?(應選 3 項)

大量情境試題 化學親切好有趣 選項

方法

A

蒸餾

舉 例

分離原理

製酒工廠中分離酒精與水 利用各成分沸點不同進行分離

生活情境融入試題,即時應用化學知識,學習有趣不枯燥 B 色層分析 分離彩色筆的顏料

利用各成分與固定相及移動相溶解度不同進行分離 2

2

C

p.51

蒸發結晶

臺南的七股鹽田利用日曬 利用各成分沸點不同進行分離 法從海水中得到粗鹽

p.53

第 1 章 物質的組成

利用熱水萃取咖啡豆中的 萃取 利用各成分溶解度的差異進行分離 D科學素養題 咖啡因

第 1 章 物質的組成

綜合評量

E

過濾

將糖水中的糖與水分離

利用各成分顆粒大小的差異進行分離

1-2 為題組

基礎題

在電影「侏羅紀公園」裡,小島上的恐龍為何能夠復活呢?一隻蚊子吸了恐龍血液,被樹脂包 裹並形成了琥珀,後來這塊琥珀被人發現,恐龍血液因此重現世人眼前,血液中的 DNA 也成為日 解 ACD

1-2 為題組

後恐龍復活的藍圖。事實上,這樣的作法隱藏著一個關鍵問題! DNA 這樣的有機物暴露在外界時,

在探索化學之前,我們必須先瞭解探索化學的藝術(1843.S.Brown)。「萬物皆由原子所組成」 D

B 色層分析是利用各成分與固定相及移動相附著力不同進行分離 C 利用太陽的熱使沸點較低的水蒸發,留下沸點較高的粗鹽晶體 無法以過濾法分離出糖與水,可改用蒸餾法。 E題: 請回答 1-2

構成 DNA 的化學鍵會斷裂,使 DNA 很快變成小分子,這個過程稱為「降解」。科學家計算了

就是這個過程中得到的最重要結論,我們也因此獲得了許多重要的啟示。請依序回答 1-2 題:

DNA 的降解速度約為 680 萬年,因此距今 6600 萬年前的恐龍 DNA 恐怕無法使用了。

1. 加熱物質 X,其溫度變化與加熱時間的關係如附圖。下列 a ∼ e 為 5 種物質的組成粒子之示意圖,則 X 可能是下列

8

何者?

D

1. 若要從恐龍的血液分離出牠的 DNA,應使用下列何種分離法? A 過濾 B 蒸餾 C 結晶 D 萃取 E 蒸發。 1. 利用高濃度食鹽水使 DNA 溶解在溶液中,因 DNA 不溶於酒精,但是細胞中某些物質(例如: 細胞膜、蛋白質等)可以溶於酒精。將乙醇與食鹽水混合,可以此萃取 DNA。

B A a B b C c D d E e。 1. 由加熱曲線可知 X 物質沒有固定的熔、沸點,故應為混合物。

C

可以說明倍比定律 C 同一種化合物其組成元素的比例恆為定值,此為定比定律 D 亞 佛加厥定律:同溫、同壓、同體積之各種物質含有同數的分子 E 原子說可以預測未知 元素的性質。 2. A 核反應不遵守質量守恆 B 倍比定律:二種元素可形成二種以上的化合物。如:CO、CO2 D 亞佛加厥定律只能使用於氣體 E 原子說不可預測未知元素的性質。

E

A 離子鍵 B 共價鍵 C 金屬鍵 D 氫鍵 E 以上皆是。

3. 化學課時,小華做樹葉色素層析的實驗,首先他在濾紙上 A 點 滴下一滴以丙酮為溶劑的色素萃取液,再以乾淨的丙酮/正己烷 混合液作為展開液,結果如圖。請根據層析結果判斷以下敘述何 者正確? A 純水也可作為沖提劑 B 甲色圈在內側,表示對濾紙附著力 較小 C 利用層析分析物質是屬於化學變化 D 甲、乙必為性質固定的純物質 E 層 析主要是依據物質對濾紙附著力不同來分離物質。 3. A 純水無法溶解樹葉中的色素,故不適合作為展開液 B 甲色圈在內側,表示對濾紙附著力較

2. DNA 分子皆為非金屬元素,應為共價鍵。氫鍵不是化學鍵,通常歸類在分子間作用力中。

1

2. 下列有關化學基本定律的敘述,何者正確? A 自然界中所有的反應都遵守質量守恆定律 B 氧氣、臭氧屬於同素異形體,這個例子

2. DNA 暴露在外界時,構成 DNA 的化學鍵會斷裂,文中所指的化學鍵可能是:

2

3-4 為題組 海底「甲烷冰」的形成原因是,幾百萬年前生存在海底海床的細菌,以動、植物的遺骸為食物,

2

進而產生出甲烷,隨著海底水壓的增強,經年累月後,甲烷又與海水發生化學反應,先從氣體液化, 進而結凍為固體。「甲烷冰」主要存在於溫度 0 ∼ 20 度之間,以及 30 個大氣壓以上之海底深處地

層或極區凍原;當溫度、壓力超出其穩定存在的範圍時,便會分解成水與天然氣。每 1 單位體積的 3 另外還有國中銜接試題,可以

作為課前練習、暖身! 具有此天然氣水合物特徵存在,初估蘊藏量有 1,000 億立方公尺,極可能成為未來海洋新能源。請

天然氣水合物約產生 170 單位體積的天然氣(其中甲烷占 98%),可作燃料使用。臺灣西南海域

4

1

依上述內文回答 3-4 題: C

3 . 「甲烷冰」並非一大塊一大塊的結晶固體,而是分散在岩層孔洞裡,所以開採、輸送困 難。如果開採時大量甲烷逸散在大氣中,則會造成以下哪種公害? A 臭氧層破洞 B 霾害 C 溫室效應 D 沙塵暴 E 酸雨。 3. 二氧化碳、甲烷等都是會造成溫室效應的氣體。

3

234


實驗活動手冊

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化學實驗都在這 概念延伸 再

實驗活動手冊 小檔案 說明 武陵高中 張明娟老師

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武陵高中 吳德鵬老師 本書收錄課綱規範的四個實驗,並設計完整的步 驟、問題與討論、習題。

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延伸探究

1. 萃取、蒸餾和以 TLC 片進行色層分析

1. 濾紙與粉筆色層分析法

2. 溶解度的測定(溶解度曲線和結晶)

2. 固定藥品重量求出溶解度曲線

3. 酸鹼指示劑

3. 動手做出夢幻分層

4. 界面活性劑的效應

4. 製作乳液


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伸 再探究 新課綱重要議題 探究實作怎麼上 龍騰從課綱實驗延伸,完整呈現探究教材的設計! p.8濾紙與粉筆色層分析法 實驗活動手冊 教師用本

延伸探究實驗 實驗設計.............. 濾紙及粉筆色層分析法原理與薄層層析類似,使用校園較易取得又較安全的濾紙及粉筆 為固定相,讓學生實際分組操作。濾紙內的主要成分纖維素及粉筆中的硫酸鈣對極性物質具 有相當的吸附作用。為達到液相均一性,色層分析須在密閉容器內進行。分離植物色素時, 通常選擇較細的毛細管來將試樣點到濾紙或粉筆上,樣品小點直徑約為 2∼4 mm。為得到較 佳分離效果,應儘量避免樣品在濾紙或粉筆上擴散。 濾紙 1 張 實驗器材.............. 

水性彩色筆 數支

 粉筆 1 支 塑膠滴管 2支

p.9

 燒杯 (250 mL) 1 個

實驗 1 萃取、蒸餾和以 TLC 片進行色層分析

迴紋針(大+小)各1 培養皿 1個

碎,用乙醇或丙酮溶解(稱之為萃取)其內的色素(葉綠素、葉黃素等),再以濾紙或粉 筆色層分析法分離這些色素。

實驗步驟.............. 四、濾紙與粉筆色層分析法 ❶ 在 8 cm×6 cm 的濾紙底部 0.8 cm 處以鉛筆 畫線。

❷ 取 3 種顏色不同的彩色筆,點在濾紙橫線上, 待其風乾,重複點 3 ∼ 6 次。

ह໼1.5 cm

୓‫ܕ‬።

實驗藥品..............  3% 食鹽水 10 mL

95% 乙醇 10 mL

❸ 在一支粉筆底部 0.8 cm 處沿圓周以鉛筆畫 線,並以與上述相同的彩色筆畫點。

❹ 將 3% 食鹽水小心地注入 250 mL 燒杯中, 水深略低於 0.5 cm,蓋上培養皿。

❺ 利用迴紋針將畫好的濾紙如圖固定在燒杯上 方,濾紙輕觸燒杯底部,同時將畫好的粉筆 也置入。

❻ 當沖提液上升至起點到頂端的一半時,取出 濾紙及粉筆,觀察並記錄各種顏色移動的距 離有何不同。

操作注意事項 ..... 1. 沖提液展開時間約 10 ∼ 20 分鐘,可以請同組兩位同學同時進行兩種不同展開液(水、酒 精)的準備與展開,一起觀察展開結果,以便在一節課時間內完成實驗。 2. 因植物的葉子、花朵、果實中有各種天然色素,亦可用其代替彩色筆的墨水。先將樹葉剪

8

POINT 調整位置使其平行燒杯, 避免濾紙和粉筆碰觸燒 杯。

TLC 片色層分析為教師示 範實驗,龍騰另外設計以 濾紙為器材的色層分析實 驗,適合同學親自操作!

❼ 更換沖提液為乙醇,重複上述步驟,將濾紙 黏貼於實驗紀錄與結果。

廢棄物處理 ......... 名稱

處理方法

名稱

處理方法

粉筆

烘乾後可繼續於黑板使用

95% 乙醇

回收給其他班級使用或 作為酒精燈燃料

9

25


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龍騰 108 獨家開發 素養教 學

素養教學新導向 課堂全面動起來 每個素養活動皆搭配教案及學習單,另外還有提供卡牌 可彈性使用!

遊戲式 學習

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指導 臺科大 侯惠澤教授

素養教案 學習單

編寫 暖暖高中 王嘉萍老師 大溪高中 巫昶昕老師 大溪高中 林芙蓉老師 林口康橋 沈秀君老師 樹林高中 陳佩琪老師

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探究 跨科議題

卡簡單

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教 學即上手 多元活動與評量 記錄珍貴學習歷程 龍騰為您準備完整的學習單資源,方便教師操作、好利用! p.2教案 2

化學素養活動手冊

破解原子密碼 卡簡單教學模式

每個活動還有搭配 素養試題!

教學環境 配合章節

第一章:物質的組成

教學時數

50 分鐘

操作時機

首次學習/複習

設計理念 透過情境故事還原當時的時代背景,讓學生可以從影片中湯姆森的三個實驗進行科學現象 的觀察,並協作討論、歸納出科學觀點,以了解陰極射線(即電子)的特性,進而開啟對原子 結構的認識。 本堂卡簡單活動設計,其認知設計特色有:

p.7學習單

1. 基本認知要素方面:符合情境脈絡、鷹架線索、協作討論、心流投入、即時診斷。

主題 1 破解原子密碼

2. 遊戲核心要素方面:自由度、不確定性、新奇感、控制感、成就感。

7

3. 額外認知方面: 獨立思考、資訊檢索、閱讀理解、創意發想。

主題 1 破解原子密碼

教學目標 1. 能讓學生認識陰極射線(電子)的三個特性。

學習單

班級: 座號: 姓名:

2. 藉由化學發展史引導學生認識原子模型的建立。 3. 培養學生發現、解決問題、推理論證與批判思辨等知能,建立科學思考的基本方法與態度。

A 觀看影片,寫出陰極射線 3 大性質 核心素養與學習重點

領域 學習重點

核心 素養

A 自主 行動 B 溝通 互動

湯姆森對於陰極射線管內的射線,進行一系列的實驗,導致於電子與原子內的次粒子

S-U-A2:能從一系列的觀察、實驗中取得自然科學數據,並依據科 學理論進行比較與判斷科學資料於方法及程序上的合理性,進而檢 核資料的真實性與可信性。 S-U-B2:能從網路媒體中,適 運用有助於探究、問題解決及預測 的資訊,進而能察覺問題,以培養求真求實的精神。

與其內部結構的發現,請依指示好好觀察以下三個實驗影片。 最早的陰極射線管的構造如下圖:兩金屬板置於密封的低氣壓玻璃管內,分別接高電 壓的直流電源,亦可在陰極後方接單獨電源的燈絲,可以將陰極金屬板加熱,當陰極溫度 上升到某一值後,陰極射線即產生。

1. 根據影片-1 描述陰極射線的性質。 1 【個人思考 1 min】看完影片後,請說明你看到的實驗結 果。

完整對應高一化學課程, 可作為多元選修教案

參考答案:陰極射線射出時,遇障礙物會產生陰影

2 【小組討論 3 mins】根據你們看到的現象,想一想陰極射線特性,並說明你們的推論。請寫下推 論並將答案填入 google 表單。 參考答案:陰極射線會直線前進

2. 根據影片-2 描述陰極射線的性質。 1 【個人思考 1 min】看完前 30 秒影片後,請說明轉輪為何 可以轉動? 參考答案:陰極射線本身具有質量,所以可以運動時推動其他物體

2 【小組討論 3 mins】想一想與陰極射線何種特性有關。請寫下推論原因,並將答案填入 google 表 單。 參考答案:陰極射線以直線高速運動前進,且有質量的極小粒子

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習作簿 GO!

搭配課本使用 演練基礎習題 依小節命題,扎實練習每個知識點,每章更有科學閱讀題!

p.1

第1回 1-1 物質的分類與分離 一、單一選擇題: (每題 4 分,共 40 分) ( C )1. 下列有關純物質與混合物的敘述,何者正確? (A)純物質只含一種原子

(B)混合物的熔點為定值

(C)化合物的沸點為定值

(D)化合物可經由物理變化分解為元素

(E)混合物中各成分的比例固定。1.(A)純物質包含元素及化合物,化合物含有兩種以 上原子 (B)(C)混合物的熔、沸點不固定,純物質的熔沸點為定值 (D)化合物可經由化學變化分

p.13

解為元素 (E)混合物中各成分的比例可改變,例如糖水中糖與水的比例不固定。

( C )2. 下列物質狀態變化的名稱配對,何者正確? (A) (g)→(l):凝固

(B) (s)→(l):溶解

(D) (l)→(s):凝結

(E) (s)→(g):沸騰。

(C) (g)→(s):凝華

2. (A) (g)→(l):凝結 (B) (s)→(l):熔化 (D) (l)→(s):凝固 (E) (s)→(g):昇華。

( D )3. 下列有關物質三態的比較,何者正確? (A)粒子間距離:(s)>(l)>(g) (B)粒子間束縛力:(s)<(l)<(g) (C)粒子間堆疊整齊程度:(s)<(l)<(g) (D)粒子自由移動程度:(s)<(l)<(g) (E)形狀固定程度:(s)<(l)<(g)。 3. (A)粒子間距離:(s)<(l)<(g) (B)粒子間束縛力:(s)>(l)>(g) (C)粒子間堆疊整齊程度:(s)>(l) >(g) (E)形狀固定程度:(s)>(l)>(g)。

( E )4. 附圖為水的三相圖,則下列敘述何者錯誤? (A) C 點為臨界點,超過臨界點溫度與臨界點壓力的狀 態,稱為超臨界流體 (B) A 點稱為三相點,在此溫度壓力下,冰、水、水蒸 氣可共存 (C) 冰的熔點隨壓力增加而降低 (D) 由 E 點到 F 點,粒子間的距離變大 (E) 水的沸點隨壓力增加而降低。

愛因斯坦曾盛讚居里夫人: 「在所有著名人物中,居里夫人是唯一不被榮譽所腐蝕的 人。」19 世紀 90 年代末期,科學家發現當時作為著色劑的鈾,會放射出一種類似 X 光具 有穿透性的射線,便開始著手嘗試從一種名為「瀝青鈾礦」的礦石中提取少量的鈾。鈾的 元素符號為 U,原子序為 92,其中鈾-235 與鈾-238 是最常見的兩種同位素。然而,居里夫 人採取了不同的研究路線,決定研究瀝青鈾礦中的其他放射性物質,他發現由瀝青鈾礦分 離出的含鉍(原子序為 83)物質中,有某種具高放射性的元素,加水使鉍鹽溶解後,在沉 澱物中找到此元素,居里夫人為了紀念祖國波蘭,將其命名為釙。釙的元素符號為 Po,原 子序為 84,其中釙-210 是最穩定的同位素。將沉澱物經過進一步的純化後,居里夫人發現 沉澱物的放射性在純化過程中愈來愈強,最終發現了放射性超過鈾近千倍的新元素:鐳。 鐳的元素符號為 Ra,原子序為 88,是一種天然放射性元素,鐳-226 是元素鐳最穩定的同 位素,此外,鐳-223、鐳-224、鐳-228 亦是自然界中存在的鐳同位素。鐳能放射出 α 和 γ 兩種射線,能破壞、殺死細胞和細菌,可用來治療癌症。居里夫人是獲得兩次諾貝爾獎(物 理獎、化學獎)的第一人,他致力於科學研究的精神與毅力值得我們學習。 ( C )1. 根據以上文章,下列敘述何者正確? (A)居里夫人先發現鐳、再發現釙

(B)釙最穩定的同位素含有 122 個中子

(C)鐳最穩定的同位素含有 138 個中子 (D)鐳-228 中含有 140 個質子 (E)鈾-235 比鈾-238 少 3 個質子。1. 解析見下方。

4. (E)由圖中 AC 曲線,可看出水的沸點隨壓力增加而升高。

( C )2. 已知第五週期第18族元素之原子序為54、第六週期第18族元素之原子序為86, 則釙元素在週期表中的位置為何?

1

(A)第五週期第 6 族 (D)第五週期第 16 族

(B)第六週期第 6 族

(C)第六週期第 16 族

(E)第六週期第 4 族。

2. 由第六週期第 18 族元素之原子序為 86,回推原子序為 84 的釙元素位置應為第六週期第 16 族。

每章都有科普閱讀題,分別為: • 居里夫人與鐳的發現 • 導電材料新突破-高溫超導體 • 溶液酸度的表示法 • 替代能源與再生能源

28

( A )3. 文中提到居里夫人對鉍鹽與含釙沉澱物進行分離,試推測其運用的原理為何? (A)鉍鹽與含釙沉澱物對水的溶解度不同 (B)鉍鹽與含釙沉澱物的熔點不同 (C)鉍鹽與含釙沉澱物的沸點不同 (D)鉍鹽與含釙沉澱物的放射性不同 (E)鉍鹽與含釙沉澱物的顏色不同。

3. 加水使鉍鹽溶解,有沉澱物產生, 表示此沉澱物難溶於水,因此是利 用對水溶解度不同來進行分離。

1. (A)依文章內容,居里夫人先發現釙、再發現鐳 (B)釙最穩定的同位素含有 210-84=126 個中子 (C)鐳最穩定的同位素含有 226-88=138 個中子 (D)原子序即為質子數,鐳-228 中含有 88 個質 子 (E)鈾-235 比鈾-238 少 3 個中子,質子數相同。

1


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1. 原子結構與科學史

1. 常用數學工具

2. 酸鹼度計與百萬分點濃度

2. 化學計量

3. 物質的分離-濾紙層析法

3. 溶液與常見的濃度表示法

4. 分辨有機物與無機物的差異

4. 溶液的酸鹼性

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自然界中的物質包羅萬象,小至看不到的氣體, 大至構成植物體的纖維素。當人類開始認真研究物質 世界時,花了很長的時間,將物質不斷的純化,希望 可以得知這些物質到底是什麼東西?科學家發現分離 到最後,得到的物質夠純粹時,熔點、沸點等性質 是穩定不變的。這個過程中,衍生出物理、化學

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性質,並發展出物理、化學變化等概念,更促 進了科學的發展歷程,得到了物質是由原子組 成的結論。 隨著科學進步,科學家累積了大量資料,

1-1 物質的分類與分離 1-2 道耳頓的原子說 1-3 原子的結構與元素週期表 1-4 化學鍵

並找出了元素性質的規則性,並將元素完整而有 秩序地排列在週期表中。而後,元素性質為何具有 週期性的謎題,也隨著原子結構和電子排列方式的發 現,而得到解釋,並為現代化學開啟了嶄新的一頁。

科學不設限—週期表的新家族

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5 14 24 37 50

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Na 黃 Sodium 22.99

小雞 NaNa 雞生蛋蛋生雞,萬物的起源是很深奧 的,到底是先有雞還是先有蛋呢 ?

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