1
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物質的基本組成
焦點1：物質的性質、組成與變化 ● 物質的性質： 凡物質在沒有發生化學變化下，能由觀察或用設備度量的方式測 物理性質 量到的性質。 如：物質的狀態、顏色、熔點、沸點、硬度、密度、溶解度…等。 化學性質
凡物質發生化學變化時，所表現出來的性質。 如：可燃性、助燃性、氧化力、還原力…等。
● 物質的變化： 物理變化 僅物質狀態改變而組成性質不變。例如：運動、形變、溶解。 化學變化 物質的組成性質改變，且產生新的物質。例如：電解水吸收電能。 ※化學變化就是物質中的原子重新排列結合，反應前後原子的種類、質量、 數目不變。 ● 物質的組成：
純物質
由單一分子或原子所組合而成，可分為元素及化合物兩大類： (1) 元素：僅由單一原子所組成，一般化學方法無法分割。依其延 展性可分為金屬、類金屬和非金屬。 (2) 化合物：由兩種以上元素依一定比例組合而成，可用一般化學 方法分離。依其導電性可分為離子化合物與分子化合物。
混合物
由兩種或兩種以上純物質所組成且沒有依照一定的重量比例混合 的物質。依其均勻度可分為均勻混合物與不均勻混合物： (1) 均勻混合物：一般為溶液，如糖水、空氣、合金。 (2) 不均勻混合物：有明顯的紋路或顆粒不同者，如礦石、土壤、 牛奶、砂石等。
● 物質的三態：
氣態
1. 物質由固態轉變為液態的相變方式稱為熔化；由 液態轉變為固態稱為凝固。 2. 物質由液態轉變為氣態的相變方式稱為汽化；由
昇華
氣態轉變為液態稱為液化。
2
液化
凝固
3. 物質由固態轉變為氣態的相變方式稱為昇華；由 氣態轉變為固態稱為凝華。
汽化 凝華
固態
熔化
液態
● amu(原子質量單位)：
定義
amu為原子的質量單位（atomic mass unit，記為amu）： 1 1 amu＝1個12Ｃ原子質量的 12 每一原子或分子或離子使用amu為質量單位，其數值代表每一莫 耳的物質之質量克數數值相同。
● 莫耳：
Ⅰ 速成焦點
1 amu＝1.66×10-24 克 ；1克＝6.02×1023 amu 原子質量 1莫耳碳原子＝6.02×1023 個碳原子 單位換算 6.02×1023 個(1 mole)碳原子的質量為12克
1. 莫耳是由亞佛加厥發明的，所以又稱為「亞佛加厥數」。 1 mol＝6.02×1023個粒子 2. g/mol的意義：每莫耳的原子質量，如1 mol 12C原子的質量為12克；1 mol H2O分子的質量為18克。 3. 氣體的莫耳體積：一莫耳氣體所占有的體積。 (1) STP（0℃、1 atm，稱為標準狀態）下，氣體的莫耳體積為22.4 L； NTP（25℃、1 atm，稱為正常狀態）下，氣體的莫耳體積為24.5 L。 (2) STP下，22.4升的任何氣體皆含有6.02×1023個分子。 (3) 分子量g/mol = 莫耳體積(L/mol)×密度(g/L) ● 莫耳的計算： 固態 液態 氣態
粒子數 6×10
23
＝
質量 克分子量或克原子量
體積莫耳濃度(mol/L) × 溶液體積(L) 氣體體積 22.4
(STP)＝
氣體體積 24.5
(NTP)
9
焦點2：原子軌域與軌域能階 ● 軌域的定義：原子核外的電子不一定繞著原子核做圓周運動，某些狀況像行星 繞太陽一般有固定的軌道(orbit)且無法預測電子的運動軌跡，只能知道電子在 空間中某點出現的機率有多大，將電子出現機率較大的區域勾勒成一區域。 以量子力學為例，清楚的描述軌域的形狀及性質，就必須引進三組量子數： 主量子數 (n)
此量子數可表示電子所具有的能量(n＝1,2,3…)，當n值愈 大、電子所具有的能量增加與相對應軌域的體積變大，代表 電子可以出現的空間愈廣，主量子數愈大的殼層表示電子距 離原子核的平均半徑愈大。
此量子數主要用來區別主量子數(n)相同而形狀不同的軌域。 角動量量子數 對於同一個n值，l可以介於0到(n-1)的任何整數值，所以具 (l) 有相同n值的軌域會有n種不同的形狀。 磁量子數 (ml)
此量子數用來區分相同n及 l 值，但在空間有不同方位的軌 域，亦即能量、形狀相同的軌域，在空間上有不同的排列方 式。
● 軌域的名稱： 軌域
特性
s軌域
圍繞原子核旋轉的電子軌道中最靠近原子核 或內殼層的一層軌道，包含兩個電子，具有 最低的能量，其電子出現密度的形狀是球狀 對稱的。
p軌域
(1) 兩個氣球以原子核為中心綁在一起，且 有90%的機率會在這包裹的地方中發現特 定的電子。 (2) p軌域有指向性：指出或指入紙面。在任 何一個能量層級當中都會有著三種可能 的等效p軌域存在。
除了s和p軌域以外，還有另外兩種軌域可以 允許電子居留於更高的能階中，在第三能階 中有五種d軌域，且和3s、3p軌域一樣有著 d與f軌域 類似3px、3py、3pz的樣式，因此在第三能階 中將會有9種組合。在第四能階中，則會有 著7種f軌域以及16種不同的變化。而s、p、 d、f在更高的能階中則全部都會存在。
22
圖示
Py Pz Px
即學即測 1
Ti(NH3)63+的結晶場分裂(crystal field splitting）能量為203 kJ/mol，此錯合物的最 大吸收光的波長為何？(h=6.626×10-34 J•s，c=2.998x 108s) (A)9.80×10-31nm (B)9.80×10-28nm (C)4.32×102nm (D)5.90×l02nm
2
宇宙中充滿各式各樣之電磁波(Electromagnetic radiation)，能使分子及原子軌道 中之電子產生激發(excitation)的現象為下列何種電磁波？ (A)紅外線 (B)微波 (C)紫外線 (D) 無線電波
3
在白天，正常人看見一個物體為紅色，從光譜的角度來說下列何者正確？ (A) 物質吸收紅色的可見光，反射出其他顏色範圍的光 (B) 物質反射出紅色的光，吸收其他顏色範圍的可見光 (C) 物質反射出紅外光，吸收各種顏色的可見光 (D) 物質吸收紅外光，反射出各種顏色的可見光
4
氫分子可吸收300nm的紫外光而解離成氫原子，請問該解離反應所需之能量為 多少kJ/mol? [ h=6.62×10-34J•see] (A) 200 (B) 400 (C) 600 (D) 800
28
5
下列是氫原子電子能階變化所產生的光線，哪一項的頻率最大？(n 代表能階）
6
氫原子光譜中，各系列譜線中何者波長最短？
(A) n：2→1 (B) n：3→2 (C) n：4→2 (D) n：6→3
(A)帕申系第一條 (B)巴耳末系第二條 (C)來曼系第一條 (D)來曼系第二條
快速理解!!
1 因為E=hν、c=λν，所以
E=h(c/λ)＝203×1000=(6.626×10－34)×(6×1023)×(3×108)/ λ，可求出
λ=5.9×102nm。
正解 D
正解 C
Ⅰ 速成焦點
2 紫外線能量大於可見光所提供的能量，因此可激發電子造成鍵結斷裂等。 3 看見物體為紅色代表物質反射出的紅光被眼睛所接收，而其他顏色的可見光 被物質所吸收了，因此為(B)。
正解 B
4
； (B)400最接近。 1
1
1
2
正解 B
5 頻率v=R( n － n )，R相同，將n代入即可得知頻率大小。 1 1 1 (A) ν=( － )= 1 2 2
(B)
1 1 1 ν=( － )= 2 3 6
1 1 1 (C) ν=( － )= 2 4 4
(D)
1 1 1 ν=( － )= 3 6 6
正解 A
6 波長最短意味能量最強，要知道氫原子光譜：來曼系是電子從n ＝x跳到n ＝ 1，巴耳末系是n ＝x跳到n ＝2，帕申系是n ＝x到n ＝3。而能量強度與 正解 D (1/n -1/n )成正比，因此選(D)。 2
2
2 1
1
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2 2
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3
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化學反應 焦點1：化學式
● 定義：用元素符號來表示物質組成的式子稱之。 ● 種類：分為實驗式(簡式)、分子式、結構式、示性式、電子式共五種。 (1) 以乙酸為例： 實驗式 表 示 法
CH2O
分子式
結構式
示性式
電子點式
C2H4O2
H O │ ║ H─C─C─O─H │ H
CH3COOH
HO H C C O H H
(1) 原子種類 (1) 原子種類 (1) 原子種類 (1) 原子種類 (1) 原子種類 顯 (2) 原子最簡 (2) 原子確實 (2) 原子確實 (2) 原子確實 (2) 原子確實 示 整數比 數目 數目 數目 數目 特 (3) 原子結合 (3) 官能基特性 (3) 電子分布 性 方式 情形 (2) 實驗式： ① 定義：物質組成的原子種類和原子數簡單整數比的化學式。各元素的 原子量和稱為式量。 ② 尚未確定分子量的分子化合物如金屬、離子化合物、網狀共價固體。
共價鍵 碳原子
碳原子 共價鍵
凡德瓦力 鑽石
62
石墨
焦點4：反應熱(ΔH) ● 熱含量與反應熱： 定義
性質
在恆溫、恆壓下，物質生 (1) 溫度、壓力及狀態和熱含量有關。 成 時 所 儲 存 於 物 質 的 能 (2) 僅能測其變化值。 熱含量 量，簡稱為「焓」。 (3) 各種元素在最穩定狀態時之熱含量定 為零。 反應熱
化學反應前後熱含量的變 反應熱(ΔH) ＝ 生成物的總熱含量 － 反 化量。 應物的總熱含量
● 熱化學方程式： 1. 定義：表反應物狀態(固態、液態、氣態、溶液)及反應熱(ΔH)之化學方程式。 放熱反應 反應式
圖示
H2(g)+
1 2
O2(g) → H2O(l)+286 kJ
䆘 ␒ ⎴ㆰ䉐䳢 憶 H<0 㔥䆘
䔆ㇷ䉐䳢
吸熱反應 HgO(s)+91 kJ →Hg(l)+ 䆘 ␒ 憶
1 2
O2(g)
䔆ㇷ䉐䳢 H>0 ␟䆘
⎴ㆰ䉐䳢
⎴ㆰ怙堳㖠⏸
⎴ㆰ怙堳㖠⏸ o
2. 25℃、1 atm下，此時之反應熱稱為標準反應熱(ΔH )。 3. 如果熱化學方程式並未特別標明溫度、壓力時，表示為標準反應熱。 ● 反應熱的種類： 1. 標準莫耳生成熱： (1) 定義：為25℃、1 atm下，1莫耳化合物元素成分化合而成產生的能量 變化。 (2) 以最常見或最重要的同素異形體(allotropes)之莫耳生成熱定為零。 ① 含碳的同素異形體有鑽石。 ② 含氧的同素異形體有臭氧。 ③ 含硫的同素異形體有斜方硫、單斜硫、彈性硫。 ④ 含磷的同素異形體有白磷(黃磷)、紅磷。 (3) 莫耳生成熱可能為吸熱或放熱。
72
即學即測 1
苯及甲苯兩液體混合形成溶液，已知在攝氏20ºC時，其蒸氣壓為50mmHg，若 攝氏20ºC時苯及甲苯兩純液體之飽和蒸汽壓，分別為75及20 mmHg。請問上述 溶液中苯之莫耳分率為何？［假設在攝氏20ºC時混合溶液為理想溶液］ (A) 0.545 (B) 0.454 (C) 0.747 (D)0.474
2
某氣體樣品0.3 g在24ºC，735mmHg的水面收集，占到130 ml，24ºC時之水蒸 氣壓為22mmHg，則該氣體分子量約為： (A) 30 (B) 40 (C) 60 (D) 80
3
已知純水在60ºC的飽和蒸氣壓為149. 4mmHg，則準備10g的非揮發性溶質溶於 90g的水中，該溶液的蒸氣壓為135. 8mmHg，則該溶質的分子量為？ (A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 60
4
在100℃時，取CH4與C3H6二氣體混合，測得氣體總壓為80 mmHg，如果通入足 量的純氧氣並完全燃燒後，維持在與原混合氣體相同的溫度與體積下，測得所生 成的二氧化碳分壓為120 mmHg，則原混合氣體中C3H6的莫耳分率為多少？ (A)0.25 (B) 0.50 (C) 0.75 (D) 0.90
5
一混合氣體由a莫耳A氣體，b莫耳B氣體所組成。設總壓為P t，各氣體的分壓為 PA、PB，各氣體的莫耳分率為XA、XB，則下列何者錯誤？ (A)當a＝b時，PA=PB=1/2 (B) Pt＝aPA＋bPB (C) PA：PB＝XA：XB (D) XA＋XB＝1
92
107
年
台灣中油股份有限公司僱用人員甄 試試題－化學
類別：化學
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□
2
下列有關石油的敘述，何者錯誤？ (A) 石化工業上熱裂煉的目的，在將石油中較大的分子轉變成經濟價值高的小分子 (B) 原油是黑而黏稠的混合物，汽油是化合物 (C) 汽油的辛烷值愈低，表示此類油品作燃料在引擎內燃燒時的抗震爆性愈差 (D)汽油的辛烷值為95，此表示在試驗引擎中產生的震爆與體積百分率5％的正庚 烷加上95％異辛烷的混合物相當
3
下列有關膠體溶液性質的敘述，何者錯誤？ (A)廷得耳效應是膠體粒子散射光線所造成的 (B)膠體粒子間互相碰撞產生布朗運動 (C)雲和霧均屬於膠體溶液 (D)將膠體溶液通直流電，可促使膠體粒子凝聚
4
分別取相同體積的0.1M HCl和0.1M CH3COOH，用0.1M NaOH來做滴定實驗。 在這兩個滴定實驗中下列哪一個情形是相同的？ (A)一開始的pH值 (B)達當量點的pH值 (C)達中和點時，所加入NaOH的量 (D)達當量點時，所加入NaOH的量
5
有關（Cu(s)∣CuSO4(aq)∥ AgNO3(aq)∣Ag(s)）電池實驗的敘述，何者錯誤？ (A)放電時，Ag＋濃度逐漸減少 (B)放電時，Cu極質量減少 (C)陽極溶液藍色逐漸轉深 (D)鹽橋之陰離子移向Ag極
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6
以0.1020克的鄰苯二甲酸氫鉀標定NaOH溶液，用去25.00mL，利用此NaOH滴 定未知濃 度的硫酸20.00mL，則消耗氫氧化鈉30.00mL達終點，請問此未知硫 酸的濃度是多少？（ K=39，C=12，S=32，O=16，H=1 ） (A) 0.015M (B) 0.030M (C) 0.060M (D) 0.120M
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7
下列何者含碳原子的個數最少？（原子量：H＝1，C＝12，O＝16，Ca＝40） (A) 0.2莫耳乙醇 (B) 150克碳酸鈣 (C) 0.8M葡萄糖溶液100毫升 (D) STP下，5.6升甲烷
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8
依布-洛學說的觀念，下列哪一個物質不屬於兩性物質？ (A) H2O (B) NH4＋ (C) HS－ (D) HSO3－
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Ⅱ 歷屆試題
1
有關氧化還原的敘述，下列何者錯誤？ (A) 氧化劑是獲得電子，還原劑是失去電子 (B) 氧化所放出的電子數必等於還原所獲得的電子數 (C)強氧化劑者，氧化力大，氧化電位小 (D)氧化還原都是自然發生
107:13
12. （D） 波長最短意味能量最強，要知道氫原子光譜：來曼系是電子從n 2＝x跳到n1＝1，巴耳末系
是n2＝x跳到n1＝2，帕申系是n2＝x到n1＝3。而能量強度與(1/n12-1/n22)成正比，因此選 (D)。
13. （B） 物2-丙醇經高溫硫酸脫水後會變成丙烯C＝C-C，加入過量的HCl，HCl會加成在雙鍵的部分， 而且根據「氫會加成在氫多的碳上」的原則，較多的產物會是C-CCl-C，所以選(B)最好。
14. （B） CuSO4的莫耳數會是一樣的，設後來剩x的水(CuSO4‧xH2O)，因此
5/(64+32+16×4+18×5)＝3.92/(64+32+16×4+18×x)，得出x＝2。
15. （B） 0.02mol的CH3COO 。Ka＝[H ][CH3COO ]/[CH3COOH]＝[H ]0.12/0.08＝1.8×10 得 -
+
-
+
-5
出[H+]＝1.2×10-5。
Ⅱ 歷屆試題
由於NaOH是強鹼，所以會完全解離，而0.02mol的OH - 會跟CH 3 COOH反應，生成
16. （C） (C)路易士酸鹼理論指的是：可接受外來的電子對的是酸；提供電子對的是鹼。
17. （D） 當非揮發性溶質濃度上升會造成凝固點下降、沸點上升、蒸氣壓下降(與溶質莫耳分率成正 比)。
18. （D） (A) 實驗式又稱最簡式，分子的原子組成只以比例來表示，C2H2與C6H6實驗式都是CH。 (B) 由於C與H所佔分子的重量比例兩者都一樣，算出來的重量百分組成也會一樣。
(C) (D) C6H6是C2H2的3倍，因此同重量時，C6H6莫耳數是C2H2的三分之一倍，莫耳數就是 分子數。但由於分子的種類與比例一樣，因此同重量下不管是C或H的原子數都是一樣多 的。
19. （B） 氧化還原反應，Cr2O72-的Cr氧化數是6+，被還原成Cr3+，而Fe2+被氧化成Fe3+，在氧化還 原反應中最優先的是平衡氧化當量數，然後先假設a＝1，而Cr原子不滅所以d＝2，O原子 不滅所以f＝7，知道f＝7後由於H原子不滅，所以知道c＝14，因此1×2(兩個Cr)×3(Cr被 還原的氧化數)＝b×1(Fe被氧化的氧化數)，所以b＝6，且Fe原子不滅，所以e＝6。因此選 (B)。
107:19