編輯大意 本書係依據教育部民國九十七年修正發布之「普通高級中學必修科目基礎化學課程綱要」,針 對學測考試範圍的基礎化學 ( 一 ) 與基礎化學 ( 二 ) 編輯而成。 如何使用本書: 1 先閱讀章頭頁,了解本章重點與歷屆學測題分布,並留心來年的命題重點。 2 左邊的觀念頁連同例題完全理解後,馬上演練右邊的強化頁試題,確定所有題目都能輕鬆 做對後,再繼續前進到下一個觀念,直到該單元結束。 3 該單元結束後,建議數日內做該單元的隨堂測驗,並注意解題速度與答對率,若不甚理想, 則應找出不理想的原因,並回到本書的觀念頁與強化頁標上習慣的強化記號。 4 全書複習完一次後,在學測前至少應再針對標上強化記號的觀念與題目,再複習一次。
叮嚀與感謝 對於參加 104 學測的同學,有幾點提醒: 1 學測自然科請好好把握 只要答對一半的題目就有均標,錯 9 題還可拿到滿級分,因此只要準備方向正確並掌控好 解題速度,拿到高分絕非難事。 2 注意計算與記憶 基礎化學 ( 一 ) 的計算題要小心,而基礎化學 ( 二 ) 屬觀念理解偏記憶的非計算題,因此對 社會組的同學除了要掌握基礎化學 ( 一 ) 之外,基礎化學 ( 二 ) 第 1 章與第 2 章的分數也應 好好把握。 3 讀十本不熟的書,不如將一本書讀熟 本書在內容與試題的取材方向上完全針對學測,超過範圍或舊課綱的部分絕不納入,且內 容的完整度與精細度媲美高一高二單冊講義,頁數的分量適中,平均一天讀 2 頁,不到 3 個月就可唸完,建議讀者將本書讀熟、讀精,逆轉勝就在眼前。 最後要感謝參與本書讀校與編製的先進同仁,更要感謝採用本書的老師與同學,也祈望各位老 師與同學對於本書如有未盡妥善之處能不吝指教,感謝您!
1
學測的認識與應對 一、學測基本認識 1. 考試時間:高三上結束後寒假期間(每年約 1 月中∼ 2 月初,選兩天考試)。 2. 命題機構:大學入學考試中心 (www.ceec.edu.tw),簡稱大考中心。 3. 命題方式:過去到目前為止是以闈外命題為主+大考中心題庫為輔。 4. 學測自然科的測驗範圍:高一 + 高二的物、化、生、地四科。 5. 升學方式:利用學測成績上大學(包含繁星推薦+個人申請)的比例已經超過 50%。 應對 學測難度較指考簡單,一般同學宜把握之。 應對 學測的考試範圍以 99 課綱高一+高二為準,舊課綱或高三課程不在命題範圍內,故同學應針對學 測範圍、方向正確地準備,最忌諱準備方向偏失(讀到已刪去的舊課綱單元或高三課程)、造成浪 費時間、打擊信心、沒有效率的慘況發生。
二 . 學測自然科的試卷型態與配分 1. 全部選擇題,只分單選、多選題(會告知應選幾項)兩種題型,答錯不倒扣。 2. 學測試卷的試題分兩大部分,其中第一部分為高一課程,占總分比例的 62.5%;第二部分為高二 課程,占總分比例的 37.5%。 應對 高一占分比重較高二多且相對簡單,故高一自然科要優先用力準備。
3. 自然科共 68 題,每題 2 分,作答時間 100 分鐘,滿分 128 分。第一部分有 40 題,合計 80 分; 第二部分有 28 題,答對 24 題以上,仍取 24 題分數,合計 48 分,故自然科滿分滿分 80 + 48 = 128 分。 應對 自然科平均一題的解題時間只有約 89 秒,是學測五科中公認最可能寫不完的科目,故加快解題速度是 贏得自然科高分的關鍵。 應對 第一部分的每道題應審慎把握住;第二部分應挑選有把握的題目先做。
三、103 年學測自然科原始分數與級分對照表 自然科原始分數
對應自然科級分與可錯題數
117.47~128
68 題可答題中,答錯 9 題以內,可得 15 級分
109.08~117.46
68 題可答題中,答錯 13 題以內,可得 14 級分
100.69~109.07
68 題可答題中,答錯 17 題以內,可得 13 級分【頂標】
92.30~100.68
68 題可答題中,答錯 21 題以內,可得 12 級分
83.91~92.29
68 題可答題中,答錯 26 題以內,可得 11 級分【前標】
75.52~83.90
68 題可答題中,答錯 30 題以內,可得 10 級分
67.13~75.51
68 題可答題中,答錯 34 題以內,可得 9 級分【均標】
應對 自然科可答題 68 題中答錯一半,還有均標,故自然科不應放棄。 應對 學測成績採級分制,答錯若干題,仍可拿到頂標,故遇到難題(尤其是第二部分試題)不宜纏鬥太 久,應挑有把握的題目先做。
2
化學逆轉勝在內容上的特色 本書在內容與試題取材上除了達到方向正確(已刪去的舊教材和高三課程絕不納入,完全只針對學 測範圍)、講述精準完整、題目能與觀念準確呼應等基本要求外,並針對「如何考好學測」這個目 標設計了以下特色。
第
2 單元
原子構造與元素週期表
一、將學測趨勢分析落實在章、節與節底下的各觀念
本章概念複習
原子結構
原子構造與元素週期表 44
2-1
表 99 課綱新增單元 □表該年度學測題
原子結構的發展 元素、原子與離子
!
1. 章首趨勢分析與來年預測,快速掌 握複習重點
表 104 年學測預測重點
元素符號表示法 92 101 同位素 VS 同素異形體 96
97
原子 VS 離子 99
原子能階與原子光譜 102
原子中的電子排列
原子核外電子的排列
2-2
99 課綱新增單元特別標註,提醒學生對 新單元要多加留意。
103
電子殼層 98 價殼層 VS 價電子 99
104 學測預測命題重點明確標示,倒數 衝刺特別留意。
路易斯電子點式 96
元素週期表 第 3 單元 化學反應 2-3
元素週期表與元素分類 97
103
週期性與原子大小 91補 93補
101
2. 各觀念對應的歷屆學測試題分布與 試題演練
酸性、鹼性與兩性元素
3-1 化 學 式
歷年試題分布
觀念焦點
年度 試題
1 化學式的種類與同分異構物
99 1
100 0
101 0
102 0
103 0
104 學測放大鏡
1 化學式的種類 連結 P44 例 1、P45 強 1.2.4.6 第 3 單元 化學反應
分子式 實驗式(又稱簡式) 結構式 示性式 1 本章出題頻率極高,且多屬於較易拿分的觀念題,同學應把握之。 表示一分子內所包 將分子中原子與原子 將較具化學特性的 2 同學應熟悉原子結構的相關實驗之實驗者、實驗結果與該實驗的價值。 表示物質中各種原 間 的 鍵 結 以 化 學 鍵 原 子 團 表 示 出 來, 定義 含 之 原 子 種 類 和 數 目
觀念強化 題 子的最簡單整數比
「」表示
45
各觀念標註近 5 年出題頻率,幫助判斷 該觀念的重要性與準備的用力度
以強調其化學性質
( D )1 氧的元素符號是 O,水的分子式是 H2O。下列哪一個是雙氧水(過氧化氫)的分子式? O 2 、P 4 、S 8 、CO 2 、 Ag、Fe、Cu、Si、C、 乙醇:C2H5OH 實例𡂈𡂈 O2-H2O 𡂖𡂖 H2O3 㙇 HO2 𡂿𡂿 H2O2 𡃓𡃓 H3O2二氧化碳:OCO 。 99 學測 80易 CH4、H2O
由
SiO2、NaCl
乙酸:CH3COOH 誘答選項𡂖𡂖
key 由中文命名寫出分子式
1 由 分 子 式 可 算 出 1 最簡單的化學式 解 析 過氧化氫的分子式為 H2O2。 分子量 2 分子式
只能表示原子間的鍵
結 構 式 的 簡 化, 對
結關係,並不能充分 有機物而言常用示 特性 2 由 分 子 式 可 寫 出 ( 實 驗 式 )n, 其 中 表達分子形狀 性式表示其官能基 * ( ACE )2 下列有關化學式的敘述,哪些正確? n1、2、… 實驗式 𡂈𡂈 結構式可以表示化合物中原子間的排列情形 𡂖𡂖 網狀固體因為沒有分子的單位,所以 無法以結構式表示 㙇 使用示性式的主要目的是補足分子式未能表示的官能基結構特性 2 同素異形體 VS 同分異構物 連結 P45 強 5 𡂿𡂿 從分子式可以得知分子中組成原子的種類、數目與原子連結順序 𡃓𡃓 分子化合物的簡式 同素異形體 同分異構物 (實驗式)可以從其元素分析數據及組成原子的原子量求得。
第 4 單元 常見的化學反應 二、試題選題邏輯精準,創新題絕對有感 key 各種化學式的特性 同一元素因排列方式不同而產生不同的物
定義
75
分子式相同而結構式不同的物質 𡂖𡂖 網狀固體多以簡式(實驗式)表示,但若欲呈現出各原子的鍵結情形,則需以結構 解析 性與化性
觀念強化題
式表示。𡂿𡂿 分子式無法得知分子中各組成原子間的連結順序。
( D )3 將碳酸鈉晶體 0.572 克加熱除去結晶水,可得到 0.212 克的無水碳酸鈉粉末。碳酸鈉晶體 1 C 的 同 素 異 形 體 有: 鑽 石、 石 墨、 碳 ( B )1的化學式為 一般的胃痛大都與胃酸過多有關。在 NaOH、KOH、Ca(OH) Na2CO3.xH2O,則 x 為下列何值? (H1,C12,O16,Na23) 2、Mg(OH)2 四種物質中,只 60、奈米碳管等。 實例 有一種物質不會傷害口腔、食道,因而適合用於胃藥。關於這一種物質的性質描述,下列 𡂈𡂈 2 𡂖𡂖 3 㙇 8 𡂿𡂿 10 𡃓𡃓 12。 2 O 的同素異形體有:O2、O3、O8 等。 哪一項正確? 𡂈𡂈 是兩性物質,可以當作鹼或酸 𡂖𡂖 在水中的溶解度是四種物質中最小 key 由化學式看出分子組成 㙇 為共價化合物 𡂿𡂿 1 莫耳物質可中和 1 莫耳鹽酸 𡃓𡃓 可作氧化劑。 95 學測 29難 特性 解析 Na2CO3:H2O 0.212 : 0.5720.212 1:x ∴ x10 物性或化性均不同 物性或化性均不同 誘答選項㙇 key Mg(OH)2 為弱鹼性物質 106 18 C )4 下列何項物質的化學式屬於示性式? 𡂈𡂈 解 析 𡂈𡂈 Mg(OH)2 是弱鹼性物質。㙇 Mg(OH) ( H2O 𡂖𡂖 Al 㙇 C2H5OH 𡂿𡂿 NaCl。 2 為離子化合物。
觀念是非辨正 𡂿𡂿 1 莫耳 Mg(OH)2 可中和 2 莫耳鹽酸。 key 示性式的定義
概念釐清
和平高中 A )2 大氣中的水蒸氣與下列何種氣體作用不會產生酸性物質? ( ( )1 㙇 C2H5OH 中之 OH 表示該物質含有羥基;若以分子式 C2H6O 表示,則無法得知該物 解分子式相同的樣品,表示它們必定是同一種物質。 析 𡂈𡂈 一氧化碳 (CO) 𡂖𡂖 二氧化碳 (CO2) 㙇 一氧化氮 (NO) 𡂿𡂿 二氧化硫 (SO2)。 質是否含有羥基。 1 ×;有可能是同分異構物 ( )2 同素異形體必定有相同的分子式。
key CO 不溶於水,且不和水反應 ( C 下列有關化學式的敘述,何者錯誤? 𡂈𡂈 CH3COOH 與 C6H2 12O 6 的簡式相同,而 CH3OCH3 ( )5)3 金屬固體、離子固體、共價網狀固體三者都是可在空 ×;O、O 2 3 4 單元 常見的化學反應 87 與解 析 𡂈𡂈 CO 不溶於水,且不和水反應。𡂖𡂖 CO2H2O → H2CO第 3(碳酸)H O 是過氧化氫的 C 2H5OH 的分子式相同 𡂖𡂖 石墨、鑽石、富勒烯為同素異形體 㙇 2 2 間中延伸的物質,不具有特定的原子數,故僅能用實 3○ 㙇 2NOO2 → 2NO2,2NO2H2O → HNO2HNO3 𡂿𡂿 SO2H2O → H2SO3(亞硫酸) 實驗式 𡂿𡂿 分子式的原子總數可能多於或等於實驗式的原子總數。 南湖高中 驗式表示其組成原子的種類及個數比。 普新 鮮試 ( B 科)3 下列哪一種酸的解離式可以用 key 各種化學式的定義與特性 HA(aq) → H (aq)A (aq) 的通式表示? 𡂈𡂈 硫酸 𡂖𡂖 硝酸 碳酸 𡂿𡂿 㙇 𡂈𡂈 CH磷酸。 解析 3COOH 與 C6H12O6 的 簡 式 都 是 CH2O;CH3OCH3 與 C2H5OH 的 分 子 式 都 是 ( D )1 2014 年 1 月 2 日報載:「嘉義市在元旦下午傳出一則使用熱水器時,可能因燃燒不完全加 key C單質子強酸的定義 n,n 為 2H6O。㙇 H2O2 是過氧化氫的分子式,其實驗式為 HO。𡂿𡂿 分子式=(實驗式) 上窗戶緊閉以致空氣不流通,導致屋內五人吸入過多的一氧化碳,最後造成二人死亡、三 為二質子弱酸 𡂿𡂿 為三質子弱酸 解 析 選擇單質子強酸 𡂈𡂈 為二質子酸 㙇 □了解 □普通 □再加強 $ 實驗式的原子總數。 正整數;故分子式的原子總數 例 題 人受傷之不幸慘劇」。 key 各種化學式的定義 ( D )6 下列各物質的化學式,何者為分子式? 𡂈𡂈 Na 𡂖𡂖 PbI2 㙇 SiO2 𡂿𡂿 H2S。 一氧化碳是含碳物質不完全燃燒的產物,由於一氧化碳與體內血紅蛋白的親和力比氧與 ( D )4 下列哪一個化合物的水溶液呈鹼性? 𡂈𡂈 NO2 𡂖𡂖 H3POCH CH3OH 𡂿𡂿 Mg(OH)2。 4 㙇 下列敘述,何者錯誤? 𡂈𡂈 CH3COOH 與 C6H12O6 的簡式相同,而 3OCH3 與 C2H5OH 的分子式相同 key 分子式的限制 華江高中 血紅蛋白的親和力大 200 ∼ 300 倍,它會結合血紅蛋白生成碳氧血紅蛋白,碳氧血紅蛋白 key 判別化合物的酸鹼性 90 學測 H22O C2H5OH 與 CH3OCH3 為同分異構物。 𡂖𡂖 石墨、鑽石、C 解 析 60 為同素異形體 㙇 Na 是金屬固體,PbI 為離子固體,SiO 2 是過氧化氫的簡式 𡂿𡂿 2 為共價網狀固體,三者都是重複堆疊可在空間 不能提供氧氣給身體組織,這種情況被稱為血缺氧,當濃度低至 𡂈𡂈 NO2 溶於水呈酸性。𡂖𡂖 H3PO4 溶於水呈酸性。㙇 CH3OH 為甲醇,溶於水不解離,呈 解 析 667ppm 可能會造成高達 答案 㙇 中延伸的物質,不具有特定的原子數,故僅能用實驗式表示其組成原子的種類及個數比。 中性。𡂿𡂿 大多數的金屬氧化物或金屬氫氧化物都是鹼性物質,Mg(OH)2 溶於水會解離 50%人體的血紅蛋白轉換為碳氧血紅蛋白,最後會導致昏迷或死亡。 過氧化氫的分子式為 H2O2,實驗式為 HO。 析 )7 ( 解C 下列關於化學式的敘述,何者正確? 產生 OH,水溶液呈鹼性。 𡂈𡂈看完上述短文,下列敘述何者錯誤? 𡂈𡂈文中出現的燃燒不完全的反應屬於氧化還原反應 示性式相同的化合物,其分子式未必相同 𡂖𡂖 實驗式相同的聚合物,其分子量也相同 ( B )5 下列有關酸鹼的敘述,何者正確? 𡂈𡂈 去離子水不含任何離子,所以完全不導電 𡂖𡂖 檸 㙇𡂖𡂖由於一氧化碳無色無味無臭的特性,所以人吸入時常不自覺 㙇吸入過多的一氧化碳會 結構式可表示分子中原子之間的結合情形,但未必能顯示分子的立體形狀 𡂿𡂿 分子式可 檬汁與石灰水混合時會發生質子轉移的反應 㙇 檸檬汁太酸,可以藉加入糖分予以中和並 造成血缺氧 𡂿𡂿文中出現的熱水器可能是電熱水器或太陽能熱水器。 時事應用 表示組成該分子的原子種類和數目,但未必能據以獲知其分子量。 虎尾高中 減低酸度 𡂿𡂿 稀釋後的檸檬汁中,其氫氧離子濃度大於氫離子濃度。 91 學測補考
1
一氧化碳中毒的機制 key key 各種化學式的定義與特性 key 酸與鹼的性質
解解析析 𡂈𡂈 𡂿𡂿不可能是電熱水器或太陽能熱水器,而應該是使用桶裝或天然瓦斯的熱水器。 示性式用以表明分子中所含官能基的種類及個數,是由結構式轉化而來,而結構式 解 析 𡂈𡂈 仍有水會解離出微量的 H 及 OH,微微導電。𡂖𡂖 檸檬是酸性物質,石灰是鹼性物 是由該分子實際的鍵結情況簡化繪製而來,故示性式相同的化合物,其分子式必相同。 質,混合時 H(質子)由檸檬酸轉移給石灰水的 OH 而生成 H2O。㙇 糖是中性物質, 𡂖𡂖 由同一種單體聚合形成的聚合物,雖都有相同的實驗式,但每個聚合物聚合度不同, ( C )2 鹼金屬在常溫常壓下,為銀白色、低硬度的金屬固體。由於反應活性相當高,在空氣中暴露 不會改變水溶液的酸鹼性。𡂿𡂿 酸性溶液稀釋後仍為酸性,故其 [H][OH]。 分子的鏈長不一定相等,故彼此的分子式及分子量都不一定相同。𡂿𡂿 分子式表示分子 即會迅速氧化變色,因此必須儲存於石油當中。因鹼金屬的價殼層上只有一顆電子,根據八 ( C )6 阿司匹靈是脂溶性的,人體非常容易經由胃壁吸收。當服用過量的阿司匹靈而中毒時,可 內原子的種類和數目,由原子的種類、數目及原子量即可計算該物質的重量百分組成 隅體法則,鹼金屬在進行化學反應時容易失去一顆電子而形成單一正電荷的陽離子 (M), 以利用酸鹼中和的原理,立即灌入大量稀釋的小蘇打(碳酸氫鈉)水急救。那麼阿司匹靈 和分子量。
3
至於鹼金屬的命名則與鹼金屬與水反應有關:2M 2H2O(l) → 2M(aq) □ OH(aq)H2(g) ↑。 應該是下列哪一種酸鹼? 𡂈𡂈 強酸 𡂖𡂖 強鹼 㙇(s)弱酸 𡂿𡂿 弱鹼。 鹼金屬氧化形成一價陽離子,而在水中的氫則被還原,產生氫氣逸出。反應相當容易發 key 碳酸氫鈉是弱鹼,阿司匹靈是弱酸 生,即便在室溫下也會劇烈反應且大量放熱,具有發生爆炸的危險,又因為在反應當中產 解 析 酸性藥物中毒時,因其在酸性尿液下以非解離形式存在居多,容易被腎小管再吸收而 生了氫氧根離子,反應後溶液為鹼性,故稱此類金屬為鹼金屬。 回到體內,再度增加其血中濃度,故阿司匹靈中毒,應服用碳酸氫鈉(NaHCO3)來鹼 化尿液,使阿司匹靈等酸性藥物在鹼性尿液中以解離型式(水溶性較大)存在,以加 看完上述短文,下列敘述何者錯誤? 𡂈𡂈鹼金屬的反應活性相當高與其電子的排列方式有 速其被鹼性尿液排出體外。 關 𡂖𡂖鹼金屬只有 1 個價電子,在週期表屬於 1A 族的主族元素 㙇鹼金屬與水的反應式 ( A )7 近年來臺灣某些地區雨水的 pH 值偏低,稱為酸雨。下列有關酸雨的敘述,何者正確? 2 𡃓𡃓根據阿瑞 中鹼金屬作為氧化劑,水則作為還原劑 𡂿𡂿文中反應式中平衡係數□應為 𡂈𡂈 酸雨主要是大氣中硫的氧化物溶解於雨水中所致 𡂖𡂖 酸雨主要是大氣中的 觀念計算 CO2 溶解 尼斯的酸鹼定義,鹼金屬屬於鹼性物質。 於雨水中形成碳酸所致 㙇 酸雨主要是和工廠排放廢氣有關,與汽、機車排放廢氣無關
1. 學測題註記大考中心公布的答對率 來區分難度,幫助判斷自己程度與 弱點在哪 95 學 測 29 難 表 示 該 題 的 答 對 率 只 有 29%,屬於偏難的題目
2. 針對答對率較低的長題幹題型做補 強 3. 收錄 2014 年最新時事題,符合學 測命題趨勢
化學逆轉勝在編排上的特色 整齊舒適的編排除了閱讀上較無壓力外,還可提高讀書效率,本書編排特色如下: 1. 觀念全面表格化,至少 70 個 VS 對照表格幫助釐清觀念 2. 採「左重點、右試題」方式編排,左右對照使用超便利,版面乾淨、有節奏感 10
觀念強化題
1-2 原 子 與 分 子
( A )1 有一反應,由 X 與 Y 化合生成 Z。其反應為 2X3Y → 2Z,而反應物 X 與生成物 Z 的質量關係圖如右。試問: 當有 4 克的 Z 生成時,需要多少克的 Y ? 𡂈𡂈 1 𡂖𡂖 3 㙇 2 𡂿𡂿 3 𡃓𡃓 3 4。 93 學測 23難 2 2
歷年試題分布
1 原子說可以解釋的化學定律
觀念焦點
年度 試題
99 0
100 0
101 1
102 1
103 0
1 道耳頓的原子說 VS 二十世紀的原子說 連結 P23 段 1 理論
道耳頓的原子說(1803 年)
11
第 1 單元 物質的組成與性質
大量 V S 表格
第 1 單元 物質的組成與性質
key 反應物與產物質量關係圖的解讀
二十世紀的現代原子說
解析
誘答選項𡂖𡂖
由 圖可知消耗 15 克 X 可生成 20 克 Z,利用質量守 恆定律,可得 Y20 - 155 克,再利用比例關係
1
任何物質皆由原子組成,原子不能分 原子由電子與原子核組成,而原子核又由質子和 割,原子是組成物質的基本粒子。 中子組成,而中子和質子又是由夸克組成。
2
相同元素的原子,質量與性質相同; 同位素如 11H(氫)、21H(氘)、31H(氚)是同 不同元素的原子,質量與性質不同。 一種元素,但有不同的質量。
3
不同元素的原子可以簡單的整數比結 合成化合物。
左述觀念可以解釋「定比定律」和「倍比定律」, 該要點時至今日仍正確!
4
化學反應是原子重新排列,在化學反 應中原子的種類與數目並未改變。
左述觀念可以解釋「質量守恆定律」,該要點時 至今日仍正確!
( 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,而氧的原子量為 8。假若 11 公克鈾的氧化物中含有 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? 𡂈𡂈 鈾的氧化物應該是 UO,鈾的原子量為 80 𡂖𡂖 鈾 的氧化物應該是 UO2,鈾的原子量為 240 㙇 鈾的氧化物應該是 U2O3,鈾的原子量為 240 𡂿𡂿 鈾的氧化物應該是 U3O8,鈾的原子量為 80。 92 學測補考 中
可知:生成 4 克 Z 需消耗 1 克 Y。
( A )2 下列哪一組的化合物,其組成不能以倍比定律說明? 𡂈𡂈 氧及臭氧 𡂖𡂖 一氧化碳及二氧 化碳 㙇 水及過氧化氫 𡂿𡂿 一氧化二氮及二氧化氮。
key 倍比定律的意義
2 同位素 VS 同素異形體(99 課綱新增) 同位素 連結 P11 強 5
同素異形體 連結 P2 例 2
定義
有相同質子數,但不同中子數的元素 由同一種元素所組成但外觀、性質及結構不同 稱為同位素。 者,稱為同素異形體。
實例
氫、氘、氚三者為同位素。
差異
同位素的化學性質相同,但物理性質 同素異形體的化學性質與物理性質皆不同。 (如熔沸點)不同。
內容
組成同一種化合物之各元素的質量比 甲、乙元素組成多種化合物,若固定甲元素的質 恆 為 定 值, 與 其 來 源 及 配 製 方 式 無 量,則乙元素的質量間成簡單的整數比。 連結 P11 強 2.4.6 關。 連結 P10 例 1
實例
二氧化碳 (CO2) 中 C 質量:O 質量 12:1623:8
概念釐清
key 定比定律的計算
𡂈𡂈
解析
設需氧 x 克,由定比定律可知
誘答選項㙇
若使 Pb3O4、PbO 這兩種化合物中的鉛質量相同,則氧的質量在此兩種化合物中會成簡 單的整數比,即符合倍比定律,使用倍比定律時,兩種化合物必須由兩種相同的元素 組成才可。
key 同位素的意義與性質
解析
氫在自然界有三種同位素氫、氘、氚。
( D )6 今有二種不同元素 X 及 Y,化合為兩個含此二種元素的化合物。第一個化合物是由 9.34 克的 X 和 2.00 克的 Y 化合而成;而第二個化合物是由 4.67 克的 X 和 3.00 克的 Y 化合 而成。如果第一個化合物的分子式是 XY,那麼第二個化合物的分子式為下列何者? 𡂈𡂈 X2Y 𡂖𡂖 XY2 㙇 X3Y 𡂿𡂿 XY3 𡃓𡃓 X2Y2。 96 學測 45中
□了解 □普通 □再加強
key 倍比定律的應用
已知 22 克二氧化碳 (CO2) 中含碳重 6 克,試問 4.8 克碳欲完全反應生成二氧化碳,共需氧若干克? 𡂈𡂈 12.8 𡂖𡂖 25.6 㙇 28.4 𡂿𡂿 30.2 𡃓𡃓 34.4。 答案
解析
* ( AE )5 有關同一元素的同位素,下列敘述何者正確? 𡂈𡂈 因質子數相同,化學性質相同 𡂖𡂖 原 子核內的質量數相同,電子數不同 㙇 原子核內的中子數相同,質子數不同 𡂿𡂿 在自然界 中,氫只有兩種元素存在 𡃓𡃓 在自然界中,鈾 -235 及鈾 -238 為鈾元素的主要同位素,但 鈾 -235 僅占極少量。
CO 和 CO2 兩化合物,若 C 質量固定,則 O 所需 質量比為 1:2
)1 同位素所形成之化合物(如 12CO2 及 13CO2)在相 1 ;同位素及其形成之化合物 同條件下之熔點、沸點、密度亦相同。 化性相同,但物性不同
例題 1
11 公克鈾的氧化物中含有 10 公克的鈾、1 公克的氧,化合物中鈾與氧的質量比為 80: 810:1,𡂈𡂈 正確。
key 倍比定律的意義
倍比定律(1803 年,道耳頓提出)
觀念是非辨正
解析
( B )4 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? 𡂈𡂈 C60、C80 𡂖𡂖 Pb3O4、PbO 㙇 SiO2、CO2 𡂿𡂿 GaCl3、AlCl3 𡃓𡃓 Al(OH)3、Al2O3。 101 學測 52中
3 定比定律 VS 倍比定律
(
氧及臭氧都是元素態的分子,其組成不能以倍比定律說明。
key 道耳頓的原子說的應用
氧 (O2) 和臭氧 (O3) 為同素異形體。
定比定律(1779 年,普魯斯特提出)
解析
解析
誘答選項㙇
Y 固定,則ⅠX:ⅡX 9.34 : 4.67 3:1。因為Ⅰ分子式為 XY,所以Ⅱ分子式為 X 1 Y 3 3 2 XY3。
6 4.8 ∴ x12.8 克 226 x
左重點、右試題
3. 觀念與題目連結,重點立即對應例題、學測題或強化題,觀念題目知行合一 4. 強化實驗的分量,將各單元實驗與觀念緊密聯繫,觀念讀完立即搭配實驗 第 3 單元 化學反應
重點連結試題 54
觀念強化題
第 3 單元 化學反應
歷年試題分布
99 課綱新增
年度 試題
2 實驗 3 化學反應熱
觀念焦點
99 0
100 0
101 1
102 0
( C )1 甲、乙、丙為三種不同濃度的鹽酸溶液,將不同體積的 甲、乙、丙溶液分別和過量的強鹼水溶液混合,反應後之 總體積皆為 10 毫升。在反應完全後,所測得溶液之溫度 變化 (ΔT) 如圖所示,根據圖中,約多少毫升的甲溶液與 過量的強鹼水溶液反應後,其所產生之溫度變化,相當於 5 毫升的乙溶液與過量的強鹼水溶液反應,所產生的溫度 變化? 𡂈𡂈 1 𡂖𡂖 2 㙇 3 𡂿𡂿 4 𡃓𡃓 5。
103 0
1 莫耳中和熱 VS 莫耳溶解熱 莫耳中和熱 連結 P54 例 2.3 酸和鹼中和產生 1mol 水時,所放出的熱。
定義
單位:千焦/莫耳水
酸和鹼中和必為放熱反應
性質
H
(aq)
55
OH
(aq)
→ H2O(l),∆ H56.0kJ
莫耳溶解熱 連結 P54 例 4 1mol 的溶質溶於大量溶劑時,所吸收或放出 的熱量。
key 函數圖形的解讀與活用
單位:千焦/莫耳溶質
解析
大部分固體溶解為吸熱反應 H2SO4(l) → H2SO4(aq),∆ H71.1kJ
101 學測 65中 誘答選項𡂖𡂖
在圖的鹽酸體積 5 毫升處劃一條垂直線,交乙曲線 於 N 點,在 N 點處劃一條水平線交甲曲線於 Q 點, 其所對應的橫座標為鹽酸體積 3 毫升,如圖。此即
NH4NO3(s) → NH4NO3(aq),∆ H25.0kJ
表示甲溶液需 3 毫升和過量的強鹼水溶液反應,才 會產生和乙溶液 5 毫升與過量的強鹼水溶液反應得 到相同的溫度變化
例題 2
key 莫耳中和熱的意義與計算
( A )2 錐形瓶重 150g,裝入 0.25M HCl(aq)200mL,此水溶液的溫度為 22.0℃,當投入 2.00gNaOH(s) 後,該溶液溫度上升至 27.6℃,則 NaOH(s)H(aq) → Na(aq)H2O(l)Q kJ 中,Q 值為若 干?(玻璃的比熱為 0.84J/g℃,該溶液的比熱為 4.2J/g℃,該溶液重量為 202g,Na23) 𡂈𡂈 109.1 𡂖𡂖 92.1 㙇 47.8 𡂿𡂿 35.7 𡃓𡃓 1.36。
□了解 □普通 □再加強
1.0M 鹽 酸 50mL 與 1.0M 氫 氧 化 鈉 溶 液 60mL 完 全 中 和, 放 出 2.72kJ 熱 量, 則 HCl(aq)NaOH(aq) → NaCl(aq)H2O(l) 之反應熱為若干 kJ/mol ? 𡂈𡂈 54.4 𡂖𡂖 47.2 㙇 58.1 𡂿𡂿 139 𡃓𡃓 66.0。
5.𡂈𡂈本書內容完整、清楚,雖為總複習講義,但完整度媲美高一二單冊講義 key 莫耳中和熱的計算
答案 解析
1×
2.72 50 0.05(mol), 54.4(kJ/mol) 1000 0.05
例題 3
key 莫耳中和熱的意義∆ Hms ∆ T
4 □了解 □普通 □再加強
已 知 鹽 酸 與 氫 氧 化 鈉 反 應 生 成 2mol 水, 可 放 出 熱 量 112kJ, 若 將 0.5M 氫 氧 化 鈉 溶 液 20mL 加 入 0.2M 鹽酸 50mL 中,充分反應後,溫度可升高若干℃?(假設這些溶液的比熱與比重皆和水相同, 1cal4.2J) 𡂈𡂈 1.6 𡂖𡂖 1.9 㙇 2.2 𡂿𡂿 2.5 𡃓𡃓 2.7。 答案
𡂖𡂖
解析
由∆ Hms ∆ T,則: 20 0.5× ×56×1000(2050)×1× ∆ T×4.2 ∆ T1.9 (℃ )
解析
2 (1500.842024.2)(27.622) 0.05(mol), 109.1×103 ∴ 109.1kJ 40 0.05
( C )3 已 知:MgO(s)H2O(l) → Mg(OH)2(s) 之 ΔH8.8 千 卡。 將 80 克 氧 化 鎂 加 入 30 ℃、 1 升水中。若盛水之容器不傳熱,且 Mg(OH)2(s) 之溶解度甚小,可忽略不計。又 1 莫耳 Mg(OH)2(s) 升高 1℃所需之熱量恰與 18 克水升高 1℃所需之熱量相同,則反應後之水溫約 為何? (Mg24,O16,H1) 𡂈𡂈 7 𡂖𡂖 12 㙇 48 𡂿𡂿 60 ℃。
key 莫耳溶解熱的意義 Hms ∆ T
解析
80 克 氧 化 鎂 相 當 於 2 莫 耳,2 莫 耳 MgO 溶 於 水, 會 用 掉 2 莫 耳 水, 生 成 2 莫 耳 Mg(OH)2,放出熱量 17.6 千卡。由∆ Hms ∆ T,則: 17.6×1000(10002×18)×1× ∆ T18×2× ∆ T
化學逆轉勝在貼心上的特色
第 7 單元 化學與能源
167
觀念強化題 ( A )1 科學家積極開發可以永續經營的生物能源,作為替代能源的方案之一。生物能源有沼氣、 考量學生在使用上的便利性,本書設計了以下特色: 生物製氫、生物柴油和燃料乙醇等,其中燃料乙醇是目前世界上生產規模最大者。生質燃
料的生產以微生物及綠色植物為主,其生產需考慮材料的培養與製備、燃料的生產、分離 1. 無論試題難易,題題有詳解,不怕問題卡住無人問 與儲存、製備成本與效應等因素,技術層次需注意能源的加入與釋放量,方能為功。例如 為了供應汽車燃料所需,有些國家配合其國情積極開發合適的生質燃料,其中以巴西開發
酒精做為汽車燃料最成功。根據上文回答問題:下列所敘述的特性,哪些是作為生物能源 2. 學測題的詳解註記誘答選項,提醒學生最需小心的選項或觀念 材料所應具備的條件? z 能源零消耗;x 能永續經營;c 整體的能源成本低;v 零汙
染;b 利用基因改造生物 𡂈𡂈 xc 𡂖𡂖 zv 㙇 xcb 𡂿𡂿 zxv 𡃓𡃓 zvb。 3. 題前加註*該題為多選題 key 生質能的特性
解析
誘答選項𡂿𡂿 96 學測 49中 根據文章的敘述,有提到:可以永續經營,需考慮製備成本等,而 z 能源零消耗(丁)
零汙染及(戊)利用基因改造生物並未提及,故選𡂈𡂈 。
* ( CE )2 使用生質能源,將有可能減緩下列哪些環境問題? 𡂈𡂈 水質優養化 𡂖𡂖 土石流 㙇 溫室 第 1 單元 物質的組成與性質 10 效應 𡂿𡂿 地層下陷 𡃓𡃓 酸雨。 100 學測 84易
key 生質能的特性
誘答選項𡂈𡂈 使 用生質能源,例如酒精汽油,在燃燒過程中比汽油燃燒排放出較少的 CO、CO2 及
1-2 原 子 與 分 子 解析
SO2(g),因此可以減緩溫室效應與酸雨等環境問題,可謂為一種綠色能源。
( E
題題詳解
)3 下列能源之利用,何者不屬於生質能的利用? 𡂈𡂈 燃燒薪柴 𡂖𡂖 農作物殘渣 㙇 能源作 歷年試題分布 左營高中 物 𡂿𡂿 垃圾生化作用產生的沼氣 𡃓𡃓 煤。
觀念 焦 key 點
表示為多選題
提示易錯觀念
解析
年度 試題
1 原子說可以解釋的化學定律
生質能的特性
99 0
100 0
101 1
102 1
103 0
𡃓𡃓 煤為化石燃料,不是生質能。
1 道耳頓的原子說 VS 二十世紀的原子說 連結 P23 段 1 ( B )4 利用海洋能發電有下列各種方式:z 潮汐發電 x 波浪發電 c 溫差發電 v 洋流發 理論 道耳頓的原子說(1803 年) 二十世紀的現代原子說 電。其中臺灣適合開發的有哪些? 𡂈𡂈 甲乙丙丁 𡂖𡂖 乙丙丁 㙇 甲丙丁 𡂿𡂿 甲乙丙。
key 臺灣適合開發的能源 臺中二中 任何物質皆由原子組成,原子不能分 原子由電子與原子核組成,而原子核又由質子和 4. 搭配單元測驗卷,輕鬆掌握複習進度 1 割,原子是組成物質的基本粒子。 解 析 臺灣不適合開發潮汐發電。
中子組成,而中子和質子又是由夸克組成。
相同元素的原子,質量與性質相同; 同位素如 11H(氫)、21H(氘)、31H(氚)是同 2 * ( ABE )5 下列有關海洋能的敘述,何者正確? 𡂈𡂈 潮汐的發電原理是將位能差轉換成電能 𡂖𡂖 目 一種元素,但有不同的質量。 不同元素的原子,質量與性質不同。 前具有經濟價值的潮汐發電,所需的平均潮差約為 8 公尺以上 㙇 基隆的潮差大,具有開 不同元素的原子可以簡單的整數比結 左述觀念可以解釋「定比定律」和「倍比定律」, 3 發的經濟價值 𡂿𡂿 臺灣的海岸線長,適合開發波浪發電,已經開始商業運轉 𡃓𡃓 合成化合物。 該要點時至今日仍正確! 化學學測逆轉勝總複習講義 隨堂測驗 班級: 座號: 海洋溫差 需達 20℃以上才適合用來發電。 化學反應是原子重新排列,在化學反 左述觀念可以解釋「質量守恆定律」,該要點時 第 1 回:基礎化學(一)全 第 1 章 姓名: 4 key 海洋能的特性 應中原子的種類與數目並未改變。 至今日仍正確! 尊重著作權,請勿翻印
解 析 㙇 基隆並無適合潮汐發電的條件。 一、單選題(每題 6 分) (99 課綱新增) 2 同位素 VS 同素異形體 D 1. 2013 年 12 月 3 日報載:「主婦聯盟環境保護基金會從今年六月共收集三十五款標榜抗 * ( ACD )6 地球上能源的敘述,下列何者正確? 𡂈𡂈 太陽能是未來最值得開發也最具潛力的能源 同位素 連結 P11 強 5 同素異形體 連結 P2 例 2 菌防蟎的洗衣精 ,檢驗結果驚見妙管家防蟎抗敏洗衣精,含有農藥與環境用藥百滅寧 (分 𡂖𡂖 生質能泛指可利用的薪柴、煤、牲畜糞便、汽油、石油之燃料能源 㙇 地熱開發常伴 有相同質子數,但不同中子數的元素 由同一種元素所組成但外觀、性質及結構不同 定義 子式 C21H20Cl2O3),為求周延,他們再購買不同批號的同商品,分別檢測出數值 76.3 隨著二氧化硫外洩,危害生態環境 𡂿𡂿 水力發電須興建水庫,可能造成生態環境的破壞 稱為同位素。 者,稱為同素異形體。 ppm、37.8 ppm、44.6 ppm 的百滅寧成分,而農委會對百滅寧在水稻上殘留的許可量僅 𡃓𡃓 潮汐發電係利用波浪上下運動產生的壓力來壓縮空氣而發電。 臺中女中 實例 氫、氘、氚三者為同位素。 氧 (O2) 和臭氧 (O3) 為同素異形體。 0.05 ppm。臺大教授吳焜裕表示,如果皮膚不小心接觸到百滅寧,可能會引發過敏反應, key 各種能源的特性 同位素的化學性質相同,但物理性質 同素異形體的化學性質與物理性質皆不同。 差異 嚴重者甚至對發育中的小孩將造成內分泌失調等影響,因此美國環保署強調不建議將百 𡂖𡂖 煤、汽油、石油等化石燃料不是生質能。 解析 (如熔沸點)不同。 𡃓𡃓 波浪發電才對。(經媒體揭露後,目前該產品已全面下架。)閱讀上述報載 滅寧使用於貼身衣物上。」
目次
CONTENTS
VS 倍比定律 (3 A定比定律 )7 關於地熱能,何者錯誤? 𡂈𡂈 部分來自太陽能的照射 𡂖𡂖 部分來自地殼中放射性同位素 短文後,試判斷下列敘述何者錯誤? (A)文中妙管家防蟎抗敏洗衣精含百滅寧的濃度 衰變釋出的能量 㙇 部分來自地球內部的熔岩漿 𡂿𡂿 地熱噴氣及溫泉屬於地熱能 𡃓𡃓 目前 約為農委會水稻允許殘留量的 700~1500 倍 倍比定律(1803 (B)文中 76.3 ppm 的百滅寧成分是指 定比定律(1779 年,普魯斯特提出) 年,道耳頓提出)1 公 地熱發電在臺灣尚未達商業化的要求。 斤的洗衣精中含有 76.3 毫克的百滅寧 甲、乙元素組成多種化合物,若固定甲元素的質 (C)由文中可猜測出百滅寧在農業上可能可作為 組成同一種化合物之各元素的質量比
基礎化學(一) key 地熱能的特性
恆防範農作物害蟲之用 為 定 值, 與 其 來 源 及(D)百滅寧的分子量約為 配 製 方 式 無 量,則乙元素的質量間成簡單的整數比。 150 (E)百滅寧的分子量約為 180。 解析 地熱能的來源:1 地殼中放射性同位素衰變釋出的能量, 連結 P11 強 2.4.6 2 部分來自地球內部的熔岩漿。 連結 P10 例 1 D 2.關。 小美做實驗時,不慎將硫粉、碘、鐵粉打翻,下列哪種方法能幫助小美分離? (A)先
內容
質量 CO 和 CO 兩化合物,若 C試 題 連 結 質量固定,則 O(D) 所需 二氧化碳 (CO ) 中 C 質量:O 第1 單元 物質的組成與性質 加水過濾,再加熱 (B)先加熱,再加水過濾 (C)加熱至 100℃以上,再使用磁鐵 1 實例 2
2
質量比為 1:2
12:1623:8
先使用磁鐵,再緩緩加熱 (E)先用磁鐵,再加水過濾。 現代科技 P24 1-1 物質的分類 2 A 3. 甲、乙、丙、丁四種碳氫化合物,分析其組成元素的 1-2 原子與分子 10 概念釐清 觀念是非辨正 時事應用 化合物 甲 乙 丙 P24 丁 質量比,得結果如右表,則甲、乙、丙、丁中是否可 1-3 原子量與分子量 14 12 24 24 36 ;同位素及其形成之化合物 ( )1 同位素所形成之化合物(如 12CO2 及 13CO2)在相 16 1碳元素重(g) 1-4 溶液 能為相同的化合物?這是根據何種化學定律所做的
5. 例題設計自我紀錄了解、普通、再加強,增加第二次複習的效率 氫元素重(g) 4 4 6 化性相同,但物性不同
同條件下之熔點、沸點、密度亦相同。 推論? (A)是,定比定律 (B)是,倍比定律 (C)否,定比定律
(D)否,倍比定律
6
(E)以上皆非。
第 2A 單元 原子構造與元素週期表 25 4. 附圖為蒸餾裝置,試指出裝置中需要修正之處
試 題 連 結 □了解 □普通 □再加強 key 定比定律的計算 經典實驗 P41 為何? (A)溫度計位置 (B)加熱裝置 2-1 原子構造 26 30 2-2 原子中電子的排列 (C)冷水入口 (D)收集瓶位置 (E)圓底燒瓶。 已知 22 克二氧化碳 (CO2) 中含碳重 6 克,試問 4.8 克碳欲完全反應生成二氧化碳,共需氧若干克? 現代科技 P42 34 2-3 元素性質的規律性及元素週期表 B 5. A、B、C 三種化合物皆含元素 Q,其分析數
例題 1
𡂈𡂈 12.8 𡂖𡂖 25.6 㙇 28.4 𡂿𡂿 30.2 𡃓𡃓 34.4。 答 案 𡂈𡂈 據如下表,求 Q 的可能原子量為何? 解析
第 3 單元
化學反應 分子量
P42
觀念計算
6 4.8 (A)3 (B)19 (C)40 (D)12 設需氧 x 克,由定比定律可知 (E)2。 ∴ x12.8 克 226 x 化合物 A B C
43
152 100 190
自我了解紀錄
試 題 連 結
經典實驗 P64 3-1 化學式 44 Q% 50 38 30 48 3-2 化學反應式與平衡 時事應用 P64 A 6. 據報導,科學家已合成了少量的 N4(g)。下列有關 N4 的敘述,何者正確? (A)N4 是 N 2 50 3-3 化學計量 的同素異形體 (B)N4 是 N2 的同分異構物 (C)總質量相同的 N4(g)與 N2(g),其所含的總 觀念計算 P64 52 3-4 化學反應中的能量變化
6. 針對較新型態的題目做頁數註記,提高面對新題目的臨場解題感 原子個數比為 1:2
(D)在 STP 下,相同體積的 N4(g)與 N2(g)所含的分子數比為 2:1
(E)N4
是 N2 的同系物。
M? 7. 某自來水廠提供以 1 ppm 臭氧(O )殺菌的飲用水,則臭氧的濃度約為多少 第 4D 單元 常見的化學反應 65 試 題 連 結 3
-4
(A)1×10
(B)2×10
-4
-4
(C)5×10
(D)2×10
-5
(E)4×10 5。 -
時事應用 P87、88 4-1 化學反應的基本類型 66 B 8. 在同溫、同壓下,甲氣體 1 升恰好能與乙氣體 3 升完全反應化合成丙氣體 2 升。若甲的 68 4-2 電解質與阿瑞尼斯的解離理論 觀念計算 P87、88 分子式為 A ,則乙的分子式可能為下列何者? (A)AB (B)AB (C)A B (D)A 3 2 2 2B2 71 4-3 沉澱反應 經典實驗 P87、88 74 4-4 酸鹼反應 72 4-5 氧化還原反應 現代科技 P88
6454-SR
A
(背面尚有試題)
6
5
1-1
目次
CONTENTS
基礎化學(一) 第 1 單元
物質的組成與性質
1-1 物質的分類 1-2 原子與分子 1-3 原子量與分子量 1-4 溶液
第 2 單元
2 10 14 16
原子構造與元素週期表
2-1 原子構造 2-2 原子中電子的排列 2-3 元素性質的規律性及元素週期表
第 3 單元
25 26 30 34
化學反應
43
3-1 化學式 3-2 化學反應式與平衡 3-3 化學計量 3-4 化學反應中的能量變化
第 4 單元
1
44 48 50 52
常見的化學反應
65
4-1 化學反應的基本類型 4-2 電解質與阿瑞尼斯的解離理論 4-3 沉澱反應 4-4 酸鹼反應 4-5 氧化還原反應
66 68 71 74 72
6
試 題 連 結 現代科技
P24
時事應用
P24
試 題 連 結 經典實驗
P41
現代科技
P42
觀念計算
P42
試 題 連 結 經典實驗
P64
時事應用
P64
觀念計算
P64
試 題 連 結 時事應用
P87、88
觀念計算
P87、88
經典實驗
P87、88
現代科技
P88
化學學測
逆轉勝
基礎化學(二) 第 5 單元
物質的構造與特性
89
5-1 八隅體法則與路易斯結構式 5-2 離子鍵與離子晶體 5-3 共價鍵與分子 5-4 共價網狀固體 5-5 金屬固體
第 6 單元
90 94 96 101 104
有機化合物
109
6-1 烴的分類與命名 6-2 異構物與烴的應用 6-3 芳香烴 6-4 官能基 6-5 生物體中的重要有機化合物
第 7 單元
110 116 120 124 137
化學與能源
151
7-1 化石燃料 7-2 化學電池 7-3 其他能源
第 8 單元
152 156 164
化學與化工
171
8-1 化學、化工與社會 8-2 化學與永續發展 8-3 化學與先進科技
172 179 182
試 題 連 結 經典實驗
P108
觀念計算
P108
現代科技
P108
試 題 連 結 經典實驗
P149
時事應用
P149
觀念計算
P150
現代科技
P150
試 題 連 結 觀念計算
P170
現代科技
P170
時事應用
P170
試 題 連 結 現代科技
P189、190
觀念計算
P189
時事應用
P189
學科能力測驗模擬試題 1
191
學科能力測驗模擬試題 2
195 7
化 學 複習計畫表 單 元 第 1 單元 物質的組成與性質
基礎化學 (一)
第 2 單元 原子構造與元素週期表
第 3 單元 化學反應
第 4 單元 常見的化學反應
第 5 單元 物質的構造與特性
基礎化學
第 6 單元 有機化合物
(二) 第 7 單元 化學與能源 第 8 單元 化學與化工
觀念焦點
時間
預計進度
1-1 物質的分類
第1週
月
日
1-2 原子與分子
第1週
月
日
1-3 原子量與分子量
第2週
月
日
1-4 溶液
第2週
月
日
2-1 原子構造
第3週
月
日
2-2 原子中電子的排列
第3週
月
日
2-3 元素性質的規律性及 元素週期表
第4週
月
日
3-1 化學式
第5週
月
日
3-2 化學反應式與平衡
第5週
月
日
3-3 化學計量
第6週
月
日
3-4 化學反應中的能量變 化
第7週
月
日
4-1 化學反應的基本類型
第8週
月
日
4-2 電解質與阿瑞尼斯解 離理論
第8週
月
日
4-3 沉澱反應
第9週
月
日
4-4 酸鹼反應
第 10 週
月
日
4-5 氧化還原反應
第 11 週
月
日
5-1 八隅體法則與路易斯 第 12 週 結構式
月
日
5-2 離子鍵與離子晶體
第 12 週
月
日
5-3 共價鍵與分子
第 12 週
月
日
5-4 共價網狀固體
第 13 週
月
日
5-5 金屬固體
第 13 週
月
日
6-1 烴的分類與命名
第 14 週
月
日
6-2 異構物與烴的應用
第 14 週
月
日
6-3 芳香烴
第 15 週
月
日
6-4 官能基
第 15 週
月
日
6-5 生物體中的重要有機 第 16 週 化合物
月
日
7-1 化石燃料
第 17 週
月
日
7-2 化學電池
第 18 週
月
日
7-3 其他能源
第 19 週
月
日
8-1 化學、化工與社會
第 19 週
月
日
8-2 化學與永續發展
第 20 週
月
日
8-3 化學與先進科技
第 20 週
月
日
:良好
8 8
自我評量
:普通
:待加強
第
1 單元
本章概念複習 物質的分類 1-1
物質的組成與性質
表 99 課綱新增單元 □表該年度學測題 物質分類關係圖 91
!
表 104 年學測預測重點
99
實驗 1 物質的分離 102
道耳頓的原子說 VS 二十世紀的原子說 原子說可以解釋的化學定律
同位素 VS 同素異形體
物質的組成與性質
質量守恆、定比、倍比定律 92
原子與分子 1-2
分子說可以解釋的化學定律
101 102
道耳頓的原子說 VS 亞佛加厥的分子說 氣體化合體積定律 VS 亞佛加厥定律 91
原子量 VS 分子量
原子量與分子量
平均原子量公式 94
1-3
質量、莫耳數、分子數的轉換 96
溶液濃度的算法
103
溶液、溶劑、溶質的定義 重量百分濃度、百萬分點濃度、體積莫耳濃度公式 95
97 98 100
飽和、未飽和、過飽和溶液定義
溶液
溶解度的算法
1-4
溶解度定義 103 影響溶解度的三大因素 94
96
實驗 2 硝酸鉀的溶解與結晶
104 學測放大鏡 1 本章屬於每年學測必考單元,除 11 之外,其餘各節都有計算題,同學應理解並熟悉之。 2 實驗 2 屬於 99 課綱新增實驗,需理解實驗的原理、操作步驟與結果。
2
第 1 單元 物質的組成與性質
1-1 物質的分 類 歷年試題分布
1 物質分類關係圖
觀念焦點
年度 試題
99 1
100 0
101 0
102 0
103 0
1 物質的分類 連結 P2 例 1、P3 強 2.3.6 純物質 (有固定的熔、沸點)
物質 混合物 (沒有固定的熔、沸點)
元素:無法再以化學方法將其分解 例 週期表上的元素、O2、O3、C60 化合物:兩種以上的元素以一定比例化合 例 小蘇打、酒精、CO、食鹽、純水、乾冰、果糖 均勻混合物:兩種以上純物質,混合成單一相的均勻系 例 食鹽水、鹽酸、空氣、沙拉油、蜂蜜、合金 不均勻混合物:兩種以上純物質,混合成非單一相的非均勻系 例 豆瓣醬、火鍋、有食鹽沉澱的食鹽水
2 同素異形體 連結 P2 例 2 定義
由同一種元素所組成但外觀、性質及結構不同者,稱為同素異形體。
實例
碳元素形成鑽石 (C)、石墨 (C) 和巴克球 (C60);氧元素形成氧 (O2) 和臭氧 (O3);磷元 素形成白磷(或黃磷 P4)和紅磷 (Pn);硫元素形成斜方硫 (S8) 和單斜硫 (S8)。
觀念是非辨正
( (
概念釐清
1 ;還是混合物 )1 空氣經活性碳過濾之後變成純物質。 )2 純物質 A 受熱分解產生一種固體 B 及氣體 C,則 B、 2 ;只 能 確 定 B、C 必 為 C 必為元素。 純物質
例題 1
key 物質的分類樹狀圖
□了解 □普通 □再加強
物質的分類方式如右圖所示,下列敘述何者正確? 𡂈 甲為混合 物 𡂖 乙為純物質 㙇 丙可能為臭氧 𡂿 丁可能是鹽酸。 答案
㙇
解析
𡂈 甲為純物質。𡂖 乙為混合物。 𡂿 鹽酸是氯化氫的水溶液,為混合物而非化合物。
例題 2
key 常見的同素異形體
□了解 □普通 □再加強
以下各組物質中,何者為同素異形體? 𡂈 蔗糖與麥芽糖 𡂖 紅磷與黃磷 㙇 鎢鋼與鉻鋼 𡂿 氫與氘。 答案
𡂖
解析
𡂈 分子式相同,但結構不同,為同分異構物。 不同的混合物。 𡂿 同位素。
第 1 單元 物質的組成與性質
3
觀念強化題 ( C )1 下 列哪一選項的廣告語最不科學? 𡂈 本牙膏含有氟,可預防蛀牙 𡂖 本飲料含有鹽, 適合運動後飲用 㙇 本飲料純由天然物質配製,不含化學物質 𡂿 本食鹽是特製品,含有 碘,食用可預防甲狀腺腫大 𡃓 本礦泉水經衛生當局檢驗合格,含有少量礦物質,有益健 康。
key 化學物質的定義
解析
93 學測 55中 誘答選項𡂖
㙇 天然物質與合成物質均為化學物質。
( A )2 下 列 有 關 常 見 物 質 分 類 的 敘 述, 何 者 正 確? 𡂈 食 鹽 由 氯 化 鈉 組 成, 所 以 是 純 物 質 𡂖 純水可經由電解生成氫氣及氧氣,所以不是純物質 㙇 糖水為純糖溶於純水組成,所以 是純物質 𡂿 不鏽鋼不易生鏽,所以是純物質。
key 純物質的定義
解析
𡂈 食鹽由氯化鈉組成,為化合物,故屬於純物質。𡂖 純水是化合物,為純物質。 㙇 糖水為混合物。𡂿 不鏽鋼是含鐵、鉻、鎳的合金,為混合物。
( B )3 下 列何種液體在一大氣壓時,沒有固定的沸點? 𡂈 液態氨 𡂖 92 無鉛汽油 㙇 酒精 𡂿 重水 𡃓 醋酸。
key 純物質與混合物的熔沸點的差異
解析
混合物沒有固定的熔沸點,只有𡂖 是混合物,其他是純物質。
( A )4 下 面有關元素及原子的概念,哪一項敘述正確? 𡂈 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 𡂖 具有物質特性之最小單元是原子 㙇 由兩種相同元素 組成的多種化合物,性質必相同 𡂿 乾淨的空氣是化合物。
key 區別元素與化合物
解析
𡂖 具有物質特性之最小微粒是分子。㙇 不一定相同,如 CO、CO2。 𡂿 空氣裡含有氮氣、氧氣等,故空氣為混合物。
( D )5 許多人喜歡在夏天到海邊戲水,也會在沙灘玩砂。試問在臺灣沿海的沙灘隨意抓取的一把 砂是屬於下列哪一類的物質? 𡂈 元素 𡂖 純物質 㙇 化合物 𡂿 混合物 𡃓 聚合物。 99 學測 41中 誘答選項㙇 要成分為二氧化矽,但也包含了氧化鐵、氧化鋁的物質,故砂為混合物。 主
key 混合物的定義
解析
( D )6 下圖中分別以大灰球與小白球代表兩種不同的原子,試問下列有關甲、乙、丙、丁四個圖 中所含物質之敘述,何者最合理? 𡂈 甲圖中是化合物 𡂖 乙圖中是混合物 㙇 丙圖中 是純物質 𡂿 丁圖中是元素。 91 學測補考
key 以原子分子表示物質
解析
𡂈 混合物。𡂖 化合物。㙇 混合物。
4
第 1 單元 物質的組成與性質
99 課綱新增
觀念焦點
歷年試題分布
2 實驗 1 物質的分離
年度 試題
99 0
100 0
101 0
102 1
1 傾析 原理
利用固體物質的密度比液體物質大,且固體物質不溶於液體的特性,將裝有固體與液 體的容器微傾,使液體流出而固體不倒出,達到分離固體與液體的方法。
圖示
實驗 技巧
1 懸浮液應先靜置,或使用離心機加速不溶性固體的沉澱,使其沉澱更完全。 2 玻璃棒的下端緊貼盛接容器的器壁上以避免傾倒出的液體濺出容器外。 3 燒杯的杯口緊貼玻璃棒,藉著玻璃棒的導引使液體緩慢地沿玻璃棒流入。
2 過濾 連結 P7 例 3 原理
利用物質顆粒大小的差異,使顆粒較濾紙孔洞小的物質流過形成濾液,而顆粒較濾紙 孔洞大的物質截留在濾紙上,達到分離的目的。
圖示
結果 解釋
細沙的顆粒較濾紙孔洞大故被截留在濾紙上,而水與被水包圍的氯離子和鈉離子的顆 粒較濾紙孔洞小,故食鹽水可通過濾紙形成濾液。
實驗 技巧
過濾時,將摺好的濾紙撕去一角,且置入漏斗後,用水溼潤濾紙使濾紙能緊貼在玻璃 漏斗的內壁以趕走濾紙與漏斗之間的氣泡,使過濾順利。
103 0
第 1 單元 物質的組成與性質
3 濾紙層析 連結 P8 例 4 原理
各物質因對固定相(濾紙)與移動相(帶著各物質在固定相中移動的溶劑)的作用力 間的差異不同,造成各物質隨溶劑在濾紙上的移動速率也不同,而將物質分離的方法。
圖示
結果 解釋
移動速率較快的色素,表示該色素與固定相(濾紙)的作用力 F1 愈小,而與移動相(溶 劑)的作用力 F2 愈大;即兩力差異(F2 - F1)愈大的色素,移動速率愈快。
4 蒸餾 連結 P8 例 5 原理
利用物質沸點的差異,使沸點較低者先汽化,經冷凝後收集之。
圖示
實驗 技巧
1 加熱完後,應先關熱源,再關水龍頭。 2 溫度計底端應靠近冷凝管接口的分叉處(燒瓶側管附近),且溫度計不可用來攪拌。
5 結晶 原理
圖示
當溶液中的溶劑減少,或溫度下降,可使溶液中的溶質結晶析出。
5
6
第 1 單元 物質的組成與性質
6 萃取 原理
操作 方法
利用某物質對兩種互不相溶溶劑之溶解度差異,而將此物質由溶解度較小的溶劑中, 移至溶解度較大的溶劑中。 混合 溶質 A 對 A 較易溶解的溶劑 S 靜置 對 A 較難溶解的溶劑 C
萃取物 SA 萃取物 CA
7 排水集氣法收集氧氣 連結 P9 強 4 原理
適用於難溶或微溶於水的氣體,例如氧氣、氮氣(或二氧化碳)。
圖示
實驗 技巧
若收集的氣體比空氣重,則氣體收集到集氣瓶後,要蓋上玻璃片,正立於桌面上,使 之不易逸出;若收集的氣體比空氣輕,則要倒放集氣瓶,以避免氣體向上逸出。
8 向下排空氣法收集氨氣 連結 P8 例 7
原理
適用於易溶於水的氣體且該氣體的密度小於空氣,例如氨氣。 4 1 說明:空氣之平均分子量 28 3228.8,NH3 之分子量 1728.8 5 5 ↑ ↑ O2 N2
圖示
實驗 技巧
由於臺灣空氣溼度較大,藥品中常含有水氣,加熱時常有水滴凝結於試管壁,此時將 試管口稍微往下傾斜,可避免凝結在試管壁與試管口的水珠回流至灼熱的試管底,而 使加熱的試管因受熱不均而爆裂。
第 1 單元 物質的組成與性質
7
9 向上排空氣法收集二氧化碳 連結 P8 例 6 原理
適用於易溶於水的氣體且該氣體的密度大於空氣,例如二氧化碳、氯化氫、二氧化硫、 二氧化氮、臭氧、氯氣。
圖示
實驗 技巧
1 控制分液漏斗的開關,使濃鹽酸緩慢滴入錐形瓶內。 2 廣用試紙也可用點燃的蠟燭視其熄滅情況來取代。 3 因 CO2 對水溶解度不大,故以排水集氣法可以集得較純的 CO2。
觀念是非辨正
概念釐清
下列由混合物分離出純物質的各種純化方法,何者敘述正確? ( )1 色層分析:欲由硝酸鉀和食鹽混合物分離出硝酸鉀。 ( )2 過濾:利用正己烷從碘化鉀溶液中分離出碘。 ( )3 結晶:緩慢加熱甘蔗汁,使水分蒸發可得蔗糖。 ( )4 蒸餾:將泡軟的黃豆加水磨碎,再以紗布包住磨碎後的混合物, 將豆漿擰出以製作豆漿。 ( )5 萃取:由摻雜泥沙的食鹽水中,將泥沙分離。
例題 3
key 過濾的實驗技巧
1 ;應為再結晶 2 ;應為萃取 3○ 4 ;應為過濾 5 ;應為過濾
□了解 □普通 □再加強
在含有矽砂雜質的食鹽水中,若要將矽砂與食鹽水分離,選用下列哪一種實驗裝置最正確? 𡂈 𡂖 㙇 𡂿
答案
㙇
解析
要使矽砂與食鹽水分離可利用過濾法,而𡂈 𡂖 易使液體濺出,故選㙇 。
8
第 1 單元 物質的組成與性質
例題 4
key 色層分析的原理
□了解 □普通 □再加強
一混合物經濾紙色層分析後,結果如右圖。若各成分與濾紙間的作用力為 F1,各成分與 展開液間的作用力為 F2,則混合物中的哪一種成分之 (F2F1) 值最大? 𡂈 甲 𡂖 乙 㙇 丙 𡂿 丁 𡃓 戊。 答案
𡃓
解析
分離物和濾紙間作用力 (F1) 和展開液的作用力 (F2),兩者差異 (F2F1) 愈大,則展開移 動距離較大。
例題 5
key 蒸餾法的原理與裝置
□了解 □普通 □再加強
如右圖裝置,以蒸餾法分離食鹽水。下列敘述何者正 確? 𡂈 蒸餾法是利用各成分物質間沸點差異來分離 混合物 𡂖 成分物質中,沸點高者先蒸餾出 㙇 冷卻 水由甲處流入,由乙處流出 𡂿 蒸餾過程中,溶液的 沸點固定 𡃓 丙處所流出的液體為水。 答案
𡂈𡃓
解析
𡂖 沸點低者先蒸餾出。 㙇 冷卻水由乙處流入,甲處流出。 𡂿 食鹽水是混合物,故沒有固定的沸點。
例題 6
key 使用向上排空氣法收集氣體的條件
□了解 □普通 □再加強
下列哪些氣體不適合用向上排空氣法收集? 𡂈 氯氣 𡂖 二氧化碳 㙇 氯化氫 𡂿 臭氧 𡃓 氮氣 𡄯 氨氣。 答案
𡃓𡄯
解析
向上排空氣法適用於易溶於水的氣體且該氣體的密度大於空氣者,而𡃓 氮氣不易溶於水,密度略小 於空氣,應使用排水集氣法收集;𡄯 氨氣易溶於水且密度小於空氣,應使用向下排空氣法收集。
例題 7
key 使用向下排空氣法收集氣體的條件
□了解 □普通 □再加強
下 列 反 應 所 產 生 之 氣 體, 何 者 應 使 用 向 下 排 空 氣 法 收 集? 𡂈 N2(g)3H2(g) → 2NH3(g) 𡂖 2NaCl(l) 電解
Cl2(g)2Na(s) 㙇 2KClO3(s) MnO2(催化劑) 3O2(g)2KCl(s) 𡂿 H2SO4(l)2NaCl(s) → 2HCl(g)Na2S
O4(s) 𡃓 Na2CO3(s)SiO2(s) → CO2(g)Na2SiO3(s)。
94 學測 35難 誘答選項㙇
答案
𡂈
解析
向下排空氣法適用於易溶於水的氣體且該氣體的密度小於空氣者,而只有 NH3 之分子量=1728.8
第 1 單元 物質的組成與性質
9
觀念強化題 *( ACDF )1 關 於各項分離原理的敘述,何者正確? 𡂈 蒸餾是利用成分物質沸點高低不同 𡂖 再結 晶是利用成分物質在常溫常壓下狀態不同 㙇 萃取是利用成分物質在兩互不溶溶劑間的溶 解度不同 𡂿 離心是利用各成分密度不同 𡃓 過濾是利用各成分對濾紙的吸附能力不同 𡄯 色層分析是依色素附著力不同。
key 實驗常見分離物質的原理
解析
𡂖 再結晶是利用各固體成分在高、低溫時對溶劑的溶解度差異。 𡃓 過濾是利用顆粒大小及溶解度不同。
( A )2 下 列何種純化方法,最適合用來分離食鹽水溶液? 𡂈 蒸餾法 𡂖 過濾法 㙇 傾析法 𡂿 離心法 𡃓 濾紙色層分析法。
key 分離食鹽水溶液的方法
解析
利 用 1 大氣壓下,NaCl(沸點 1465℃)與 H2O(沸點 100℃)沸點明顯差異的特性, 適合以蒸餾法純化分離。
*( BC )3 關 於一些實驗室使用的玻璃器材及裝置,下列敘述何者正確? 𡂈 濾紙色層分析法所使 用的展層液必為水溶液 𡂖 在濾紙色層分析法中,墨水中的色素與濾紙作用力小,與溶劑 作用力大者移動較遠 㙇 碳酸鈣 (CaCO3) 水溶液,呈現混濁狀,欲分離沉澱物與水,可使 用離心機 𡂿 氨氣與氧氣皆可用排水集氣法收集 𡃓 正確的蒸餾裝置如下圖所示。
key 實驗常見分離物質的原理與裝置
解析
𡂈 不一定。𡂿 NH3 要用向下排空氣法收集。 𡃓 冷卻水的進水與出水位置相反,錐形瓶口不可用橡皮塞封住。
( C )4 下列所示的裝置中,利用氯化銨與氫氧化鈣混合粉末共熱以製備氮氣,何者最適合用來收 集氮氣? 𡂈 𡂖 㙇 𡂿
key 製備與收集氮氣的方法
解析
因為氮氣難溶於水,因此採用「排水集氣法」收集。由於臺灣空氣溼度大,藥品中常 含有水氣,因此加熱時常有水滴凝結於試管壁,將試管口稍微往下傾斜,可避免凝結 在試管壁與試管口的水珠回流至灼熱的試管底,而使加熱的試管爆裂。
10
第 1 單元 物質的組成與性質
1-2 原子與分 子 歷年試題分布
1 原子說可以解釋的化學定律
觀念焦點
年度 試題
99 0
100 0
101 1
102 1
103 0
1 道耳頓的原子說 VS 二十世紀的原子說 連結 P23 段 1 理論
道耳頓的原子說(1803 年)
二十世紀的現代原子說
1
任何物質皆由原子組成,原子不能分 割,原子是組成物質的基本粒子。
原子由電子與原子核組成,而原子核又由質子和 中子組成,而中子和質子又是由夸克組成。
2
相同元素的原子,質量與性質相同; 同位素如 11H(氫)、21H(氘)、31H(氚)是同 不同元素的原子,質量與性質不同。 一種元素,但有不同的質量。
3
不同元素的原子可以簡單的整數比結 合成化合物。
左述觀念可以解釋「定比定律」和「倍比定律」, 該要點時至今日仍正確!
4
化學反應是原子重新排列,在化學反 應中原子的種類與數目並未改變。
左述觀念可以解釋「質量守恆定律」,該要點時 至今日仍正確!
2 同位素 VS 同素異形體(99 課綱新增) 同位素 連結 P11 強 5
同素異形體 連結 P2 例 2
定義
有相同質子數,但不同中子數的元素 由同一種元素所組成但外觀、性質及結構不同 稱為同位素。 者,稱為同素異形體。
實例
氫、氘、氚三者為同位素。
氧 (O2) 和臭氧 (O3) 為同素異形體。
差異
同位素的化學性質相同,但物理性質 (如熔沸點)不同。
同素異形體的化學性質與物理性質皆不同。
3 定比定律 VS 倍比定律 定比定律(1779 年,普魯斯特提出)
倍比定律(1803 年,道耳頓提出)
內容
組成同一種化合物之各元素的質量比 甲、乙元素組成多種化合物,若固定甲元素的質 恆 為 定 值, 與 其 來 源 及 配 製 方 式 無 量,則乙元素的質量間成簡單的整數比。 連結 P11 強 2.4.6 關。 連結 P10 例 1
實例
二氧化碳 (CO2) 中 C 質量:O 質量 12:1623:8
觀念是非辨正
(
CO 和 CO2 兩化合物,若 C 質量固定,則 O 所需 質量比為 1:2 概念釐清
)1 同位素所形成之化合物(如 12CO2 及 13CO2)在相 1 ;同位素及其形成之化合物 同條件下之熔點、沸點、密度亦相同。 化性相同,但物性不同
例題 1
key 定比定律的計算
□了解 □普通 □再加強
已知 22 克二氧化碳 (CO2) 中含碳重 6 克,試問 4.8 克碳欲完全反應生成二氧化碳,共需氧若干克? 𡂈 12.8 𡂖 25.6 㙇 28.4 𡂿 30.2 𡃓 34.4。 答案
𡂈
解析
設需氧 x 克,由定比定律可知 @
6 4.8 ∴ x12.8 克 226 x
第 1 單元 物質的組成與性質
11
觀念強化題 ( A )1 有 一反應,由 X 與 Y 化合生成 Z。其反應為 2X3Y → 2Z,而反應物 X 與生成物 Z 的質量關係圖如右。試問: 當有 4 克的 Z 生成時,需要多少克的 Y ? 𡂈 1 𡂖 3 㙇 2 𡂿 3 𡃓 3 4。 93 學測 23難 2 2
key 反應物與產物質量關係圖的解讀
解析
誘答選項𡂖
由 圖可知消耗 15 克 X 可生成 20 克 Z,利用質量守 恆定律,可得 Y20 - 155 克,再利用比例關係 可知:生成 4 克 Z 需消耗 1 克 Y。
( A )2 下 列哪一組的化合物,其組成不能以倍比定律說明? 𡂈 氧及臭氧 𡂖 一氧化碳及二氧 化碳 㙇 水及過氧化氫 𡂿 一氧化二氮及二氧化氮。
key 倍比定律的意義
解析
氧及臭氧都是元素態的分子,其組成不能以倍比定律說明。
( 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,而氧的原子量為 8。假若 11 公克鈾的氧化物中含有 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? 𡂈 鈾的氧化物應該是 UO,鈾的原子量為 80 𡂖 鈾 的氧化物應該是 UO2,鈾的原子量為 240 㙇 鈾的氧化物應該是 U2O3,鈾的原子量為 240 𡂿 鈾的氧化物應該是 U3O8,鈾的原子量為 80。 92 學測補考 中
key 道耳頓的原子說的應用
解析
11 公克鈾的氧化物中含有 10 公克的鈾、1 公克的氧,化合物中鈾與氧的質量比為 80: 810:1,𡂈 正確。
( B )4 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? 𡂈 C60、C80 𡂖 Pb3O4、PbO 㙇 SiO2、CO2 𡂿 GaCl3、AlCl3 𡃓 Al(OH)3、Al2O3。 101 學測 52中
key 倍比定律的意義
解析
誘答選項㙇
若使 Pb3O4、PbO 這兩種化合物中的鉛質量相同,則氧的質量在此兩種化合物中會成簡 單的整數比,即符合倍比定律,使用倍比定律時,兩種化合物必須由兩種相同的元素 組成才可。
* ( AE )5 有 關同一元素的同位素,下列敘述何者正確? 𡂈 因質子數相同,化學性質相同 𡂖 原 子核內的質量數相同,電子數不同 㙇 原子核內的中子數相同,質子數不同 𡂿 在自然界 中,氫只有兩種元素存在 𡃓 在自然界中,鈾 -235 及鈾 -238 為鈾元素的主要同位素,但 鈾 -235 僅占極少量。
key 同位素的意義與性質
解析
氫在自然界有三種同位素氫、氘、氚。
( D )6 今 有二種不同元素 X 及 Y,化合為兩個含此二種元素的化合物。第一個化合物是由 9.34 克的 X 和 2.00 克的 Y 化合而成;而第二個化合物是由 4.67 克的 X 和 3.00 克的 Y 化合 而成。如果第一個化合物的分子式是 XY,那麼第二個化合物的分子式為下列何者? 𡂈 X2Y 𡂖 XY2 㙇 X3Y 𡂿 XY3 𡃓 X2Y2。 96 學測 45中
key 倍比定律的應用
解析
誘答選項㙇
9.34 4.67 Y 固定,則ⅠX:ⅡX 3:1。因為Ⅰ分子式為 XY,所以Ⅱ分子式為 X 13 Y : 3 2 @XY3。
12
第 1 單元 物質的組成與性質
觀念焦點
歷年試題分布
2 分子說可以解釋的化學定律
年度 試題
99 0
100 0
101 0
102 0
103 0
1 道耳頓的原子說 VS 亞佛加厥的分子說 連結 P12 例 2 1803 年道耳頓的原子說
1811 年亞佛加厥的分子說
要點
1 原子不可分割。 2 原子是參與化學反應的最小單位。 3 化學反應前後,原子總數不變。
1 分子由原子結合而成。 2 分子是具有物質特性的最小單位。 3 化學反應前後,分子總數可變。
可以 解釋
1 質量守恆定律。 2 定比定律。 3 倍比定律。
1 氣體化合體積定律。 2 亞佛加厥定律。 3 布朗運動。
2 氣體化合體積定律 VS 亞佛加厥定律 氣體化合體積定律(1808 年給呂薩克提出)
亞佛加厥定律(1811 年亞佛加厥提出)
內容
同溫同壓下,氣體反應物與產物之體積間 同溫同壓下,氣體體積與氣體分子數成正 恆為簡單整數比。 比 @ 同溫同壓下,同體積的氣體有相同 連結 P12 例 3、P13 強 3 數目的分子。 連結 P13 強 1.4
實例
在定溫、定壓下,氫與氧化合成水蒸氣的 在 0℃,1atm 條件下 (STP),1mol 的任何 體積比為 2:1:2。 氣體的體積都是 22.4 公升。
關係
化學反應式 2H2(g)O2(g) → 2H2O(g) 能闡明 1 氣體化合體積定律:每消耗 2 體積 H2(g)、1 體積 O2(g) 時,可生成 2 體積 H2O(g)。 2 亞佛加厥定律:每消耗 2 分子 H2、1 分子 O2 時,可生成 2 分子 H2O
觀念是非辨正
( ( ( (
)1 一個分子至少包含有兩顆原子。 )2 道耳頓的原子說可解釋氣體化合體積定律。 )3 化學反應前後的原子總數守恆。 )4 化學反應前後的分子總數守恆。
例題 2
概念釐清
1 ;鈍氣為單原子分子 2 ;必須用分子概念來解釋 3 ○ 4 ;分子總數不一定守恆
key 原子與分子的差異與關係
□了解 □普通 □再加強
下列有關原子與分子的敘述,何者不適當? 𡂈 分子由原子所構成 𡂖 在分子內之原子數必為整數 㙇 同種原子組成的物質其性質必相同 𡂿 不同原子組成的物質其性質不同 𡃓 化合物中各組成的原子 種類相同,原子數目相同,則化學性質相同。 答案
㙇𡃓
解析
𡂖 分子內之原子數為整數。 𡃓 同種原子,但原子數目或排列不同,其性質也不同, 如 O2、O3,𡃓 如 H2O,H2O2。 𡂿 物質性質相同,必須符合原子種類、數目及排列方式皆相同,換言之,原子種類、數目及排列方式 都會影響物質的性質。
例題 3
key 氣體化合體積定律與亞佛加厥定律的應用
□了解 □普通 □再加強
甲、乙、丙均為氣體,在同溫同壓下,2 體積甲和 1 體積乙化合成 2 體積丙,若甲的化學式為 A2,則乙 的化學式可能為何? 𡂈 A2B 𡂖 AB2 㙇 A2B2 𡂿 A2B3 𡃓 AB。 答案
㙇
解析
同溫同壓下,體積比 分子數比,2A2AxBy → 2AmBn; A 原子不滅,4x2m,x 必為偶數;B 原子不滅,y2n,y 必為偶數。
第 1 單元 物質的組成與性質
13
觀念強化題 ( C )1 同溫同壓下,若 10 毫升的甲烷分子含 x 個原子,則多少毫升的氮氣亦含有 x 個原子? 𡂈 5 𡂖 10 㙇 25 𡂿 50 𡃓 56。
key 亞佛加厥定律的計算
解析
同溫同壓下,分子數比 mol 數比 氣體體積比 x 個 CH4 分子 10mL 5 ∴ V25mL x VmL 個 N2 分子 2
( A )2 下列四圖中,小白球代表氦原子,大灰球代表氮原子。哪一圖最適合表示標準狀態 (STP) 時,氦氣與氮氣混合氣體的狀態? 91 學測 40中 誘答選項㙇 𡂈 𡂖 㙇 𡂿
key 亞佛加厥定律的應用與氣體混合的特性
解析
氮氣是雙原子分子,而氦氣是單原子分子,且氣體需均勻混合。
( B )3 同 溫、同壓下,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 A3(即三原子分子),則乙氣體的分子式可能是下列的哪一個? 𡂈 AB 𡂖 AB2 㙇 A2B 𡂿 A2B2 𡃓 A2B3。
key 氣體化合體積定律的應用
解析
A33AxBy → 2AaBb,利用反應式中各原子不滅 33x2a ∴ x 必為奇數,3y2b ∴ y 必為偶數,故選𡂖 。
( B )4 某氣體在 27℃、1atm 下,0.6 升重 0.7 克;氧於同溫、同壓下,1.2 升重 1.6 克。此氣體可 能為下列何者? (C12,N14,O16) 𡂈 NO 𡂖 CO 㙇 NO2 𡂿 CO2。 臺南女中
key 亞佛加厥定律的計算
解析
0.7 1.6 由亞佛加厥定律 @0.6:1.2 @x28(分子量) : x 32
( A )5 同 溫、同壓下,A2(g)10mL 與 B(g)60mL 完全反應生成新氣體,若欲以 A、B 表此新氣體, 則此新氣體可能寫為下列何者? 𡂈 AB3 𡂖 AB2 㙇 A2B 𡂿 A3B。 臺南女中
key 氣體化合體積定律的應用
解析
原子數 A:B210:1601:3,故此新氣體的實驗式為 AB3。
( B )6 兩體積的 A 氣體與一體積的 B 氣體化合成二體積的 C 氣體,若 B 的分子中含 X、Y 兩種 原子,則下列何者不能表示 B 可能的化學式? 𡂈 X2Y4 𡂖 X3Y3 㙇 X4Y2 𡂿 X6Y2。 彰化高中
key 氣體化合體積定律的應用
解析
同溫同壓下,體積比 分子數比,2A1B → 2C;故 B 分子含 X 與 Y 必皆為偶數個。
( B )7 下 列 科 學 家 與 其 提 出 之 理 論( 或 定 律 ) 配 對, 何 者 錯 誤? 𡂈 普 魯 斯 特 — 定 比 定 律 𡂖 拉瓦節—倍比定律 㙇 道耳頓—原子說 𡂿 給呂薩克—氣體化合體積定律 𡃓 亞佛加厥—分子說。
key 科學家的人名與貢獻
解析
𡂖 道耳頓提出倍比定律,拉瓦節提出質量守恆定律。
14
第 1 單元 物質的組成與性質
1-3 原子量與分子量 歷年試題分布 年度 試題
1 原子量與分子量的定義與求法
觀念焦點
99 0
100 0
101 0
102 0
103 1
1 原子量 VS 分子量 原子量 連結 P15 強 1.4
分子量
定義
1 個 12C 原子的質量定為 12amu,其他元 素的原子以此可比較而得。
分子中各原子量的總和。 例:CH4 的分子量 12416
性質
1mol 的 12C 的質量為 12 公克
1mol 的 CH4 的質量為 16 公克
換算
1amu1.661024 公克
1mol6.021023(個)
2 週期表中元素的原子量 連結 P14 例 1、P15 強 3 定義
若某元素在自然界存在若干種同位素,則週期表中該元素的原子量為其同位素的平均 原子量。 平均原子量 各同位素之原子量乘以其在自然界相對存量莫耳數百分率之和。
公式
n
MRMiXiM1X1M2X2…,其中 M 為平均原子量,Mi 及 Xi 分別為同位素之原子量 i1
及其相對存量莫耳數百分率。 3 物質質量、莫耳數及分子(原子)數目的關係 連結 P15 強 2.5 物質的質量 (g)
÷ 分子量
原子量
× 分子量
原子量
莫耳數 (mol)
×6.02×1023 ÷6.02×1023
觀念是非辨正
( (
)1 元素的原子量會等於該元素的質量數。 )2 週期表中只有少部分元素有同位素。
例題 1
key 平均原子量的計算
分子
原子的數目(個)
概念釐清
1 ;接近而非等於 2 ;大部分都有同位素
□了解 □普通 □再加強
自然界中存在氖 -20 和氖 -22 兩同位素,而氖的原子量為 20.2,由此推知氖 -22 在自然界中存量百分率 約為多少? 𡂈 5 𡂖 10 㙇 20 𡂿 25 𡃓 30%。 答案
𡂖
解析
設氖 -22 在自然界中存量莫耳數百分率為 x, 依平均原子量的公式:20(1x)22x20.2@x0.110%
第 1 單元 物質的組成與性質
15
觀念強化題 ( C )1 小 華進行了一個簡單的實驗,以測定金屬 M 之原子量。他將該金屬之氧化物(化學式 M2O3)1.6 克在高溫下分解,剩下的金屬質量為 1.12 克,則 M 之原子量為多少? 𡂈 28 𡂖 42 㙇 56 𡂿 70 𡃓 84。 92 學測 54中 誘答選項𡂖
key 求原子量的方法
解析
1.12 1.61.12 M2O3 中 M 與 O 原子數比 : 2:3,m56 m 16
( D )2 滅 蚊 是 防 止 登 革 熱 的 治 本 方 法, 而 二 溴 乙 烷(C2H4Br2, 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? 𡂈 6.021022 𡂖 6.021023 㙇 1.201023 𡂿 1.201022 𡃓 1.881023。
key 已知質量求原子 分子個數
解析
1.88 6.02102321.201022 188
( D )3 溴的原子序為 35,已知溴存在兩個同位素,其百分率幾近相同,而溴的原子量為 80,則 溴的兩個同位素中的中子數分別為何? 𡂈 43 和 45 𡂖 79 和 81 㙇 42 和 44 𡂿 44 和 46 𡃓 45 和 47。 94 學測 50中 誘答選項𡂈
key 同位素百分率的應用
解析
令兩同位素的中子數分別為 X 及 Y,則其原子量近似值為(35X)及(35Y), (35X)(35Y) 且其含量比 1:1 ∴ 80 ∴ XY90 2
( C )4 1 莫耳 12C 原子的質量為多少 amu ? 𡂈 12 𡂖 𡂿 6.021023 𡃓 1。
6.021023 㙇 126.021023 12
key 1g6.021023amu
解析
1g6.021023amu,1 莫耳 12C12g126.021023amu
( B )5 下列何項物質的量為 1 莫耳? (S32) 𡂈 12amu 的碳 𡂖 6.021023 個氖分子 㙇 22.4 升 的氫氣 𡂿 16 克的氧氣。
key 1 莫耳的定義
解析
𡂈 1 個 12C 的質量為 12.0000amu,而 1 個碳原子的平均質量為 12.01amu,故此項僅約 為 1 個碳原子。 㙇 STP 下,氣體的莫耳體積為 22.4 升,但未說明溫度、壓力,故不確定為 1 莫耳。 𡂿 16 1 (莫耳) 32 2
( D )6 已 知亞佛加厥數為 6.021023。下列哪一項所含氫的原子數最多? 𡂈 3.011023 氫分子 的氫原子 𡂖 5.021023 個氫原子 㙇 8.5 克氨 (NH3) 所含的氫原子 𡂿 8 克甲烷 (CH4) 所 含的氫原子。
key 已知質量求原子 分子個數
解析
23 23 𡂈 3.011023 21(mol) 𡂖 5.021023 0.83(mol) 6.0210 6.0210
㙇
8.5 8 31.5(mol) 𡂿 42(mol) 17 16
96 學測 54中 誘答選項𡂖
16
第 1 單元 物質的組成與性質
1-4 溶液 歷年試題分布 年度 試題
1 溶液濃度的算法
觀念焦點
99 0
100 1
101 0
102 0
103 0
1 溶液、溶劑與溶質 溶液(又稱為均勻混合物)
溶劑
溶質
定義
兩種以上的物質均勻混合而成
溶液中數量最多者
溶液中數量不是最多者
關係
1 溶質必須完全溶解在溶劑中 @ 溶質分子要均勻分布在溶劑中 @ 計算溶液濃度時, 未溶解的部分(沉澱物)不能算是溶質或溶劑。 2 溶液質量 溶劑質量 溶質質量
2 溶液濃度的三種表示法 濃度表示法 ( 單位 )
定義
算式 所溶解的溶質克數
重量百分濃度 (% )
每 100 克溶液中含 有溶質的克數
溶液克數
100%
所溶解的溶質克數 溶劑克數 所溶解的溶質克數
100%
連結 P16 例 1 所溶解的溶質克數
百萬分點濃度 (ppm)
每一百萬克溶液中 所含溶質的克數
6
溶液 10 克
ppm
所溶解的溶質毫克數 溶液公升數
所溶解的溶質毫克數 溶液公斤數
ppm
ppm 連結 P17 強 4
對稀薄水溶液而言
體積莫耳濃度 (M)
每升溶液中含有溶 質的莫耳數
所溶解的溶質莫耳數 (mol) 溶液體積 (L)
觀念是非辨正
( ( ( (
概念釐清
)1 溶液為均勻的混合物。 )2 溶液必定為液態。 )3 濃度 98%的硫酸溶液中,硫酸為溶劑。 )4 體積莫耳濃度會隨溫度而變。
例題 1
連結 P16 例 1、P17 強 5
key 重量百分濃度 體積莫耳濃度的應用
1○ 2 ;不一定 3 ;硫酸為溶質,水為溶劑 4 ○;體積會受溫度影響
□了解 □普通 □再加強
一重量百分濃度為 20%,密度為 1.2g/cm3 的水溶液 600g,若其體積莫耳濃度為 2M,則溶質的分子量 為何? 𡂈 20 𡂖 60 㙇 90 𡂿 120 𡃓 140。 答案
𡂿
解析
設溶質的分子量為 x,溶液的體積
600 500(cm3),則 60020% 20.5x ∴ x120 1.2
第 1 單元 物質的組成與性質
17
觀念強化題 ( C )1 食品中的蛋白質含量,可由測定其氮元素的含量來間接推算。臺灣在 97 年 9 月間發生的 「毒奶」風波,係不肖廠商在奶粉中添加三聚氰胺 (C3H6N6126),以造成蛋白質含量較 高的假象所導致。假設正常奶粉中的蛋白質,其平均含氮量約 16.6%,則三聚氰胺的含氮 量約為正常奶粉中蛋白質平均含氮量的幾倍? 𡂈 2 𡂖 3 㙇 4 𡂿 5 𡃓 6。
key 重量百分濃度的計算
解析
146 66.67 三聚氰胺中氮的重量百分濃度 100% 66.67%, ≒ 4.02 126 16.6
98 學測 49中 誘答選項𡂖
( D )2 某先進自來水廠提供 2ppm(百萬分點濃度)臭氧 (O3) 殺菌的飲用水,若以純水將其稀釋 至原有體積之二倍,換算成體積莫耳濃度約為多少 M ? (O16) 𡂈 1104 𡂖 2104 㙇 5105 𡂿 2105 𡃓 1105。 97 學測 35難
key 百萬分點濃度轉化成體積莫耳濃度
0.001 mol 誘答選項𡂖 48 1 2ppm2mg/L ∴稀釋後 2mg/L 1mg/L0.001g/L ∴ 2.08105M 2 1L
解析
( E
)3 人體內每一莫耳葡萄糖 (C6H12O6180) 經代謝後,可以產生熱量 670 千卡。某人手術後僅 能依靠注射 5%葡萄糖水溶液補充能量。假使維持身體的能量每小時是 100 千卡,則至少 需要每小時注射葡萄糖水溶液多少公克? 𡂈 33.8 𡂖 67.5 㙇 135 𡂿 270 𡃓 540。
key 重量百分濃度的計算
解析
x5% 設每小時需葡萄糖水溶液 x 克,則 670100,x537.3 180
95 學測 21難 誘答選項㙇
( D )4 某 稀薄水溶液(比重為 1.00)中鈣離子濃度為 50ppm,則該溶液 500mL 中含鈣離子多少 莫 耳? (Ca40) 𡂈 2.5104 𡂖 2.5105 㙇 6.25105 𡂿 6.25104 𡃓 6.25 103。
key 百萬分點濃度的計算
解析
50ppm501065105 ∴
5001.005105 6.25104mol 40
( C )5 目前半導體工業常將少量的硼 (B10.8) 或砷 (As74.9),加入矽 (Si28.1),以分別製造 P- 型或 N- 型半導體晶片;現有一 P- 型矽晶片,其中硼的含量為 54.0ppm,已知此矽晶片 的密度為 2.00g/cm3,且晶片固體中的濃度均勻分布,試求此晶片中含硼的莫耳濃度為多少 M ? 𡂈 2102 𡂖 2103 㙇 1102 𡂿 1103 𡃓 1104M。
key 體積莫耳濃度的計算
解析
3
2g/cm 2g/10 L ∴ CM 3
6
54 10.8
10 103 2.00
mol/L1102M
* ( CD )6 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 日上午六時零二分到下午六時零二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。試問下列哪二位學生說的 話正確? 𡂈 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 𡂖 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 㙇 於 10 月 23 日的 6 時 02 分慶祝莫 耳日,是與亞佛加厥數有關 𡂿 亞佛加厥數定義了國際單位制基本單位之一的莫耳 𡃓 1 莫耳物質中所含電子的總數等於亞佛加厥數。 100 學測 54中
key 莫耳的定義 濃度的表示法
解析
誘答選項𡂖
𡂈 莫耳日是北美化學家為了紀念亞佛加厥的非正式節日,因為 6:02 10/23,外觀與 6.021023 相似;有些美國或加拿大的中學也會慶祝莫耳日,作為激起學生對化學科 溶質 mol 數 溶質重 產生興趣的方法。 𡂖 莫耳濃度(CM )與重量百分濃度(C % 溶液體積 L 溶液重 100%)兩者可換算,但並非莫耳倍。 𡃓 1 莫耳物質含有亞佛加厥數 (6.021023) 個 粒子,此粒子乃指分子或原子,並非電子總數,例如:1 莫耳水分子 (H2O) 所含電子數 6.02102310 個。
18
第 1 單元 物質的組成與性質
歷年試題分布 年度 試題
2 溶解度的算法與影響因素
觀念焦點
99 0
100 0
101 0
102 0
103 1
1 飽和溶液、未飽和溶液與過飽和溶液 定義 飽和溶液
性質
溶液中所溶解的溶質已達最大量。
溶解速率 沉澱速率
未飽和溶液
溶液中所溶解的溶質尚未達最大量。
溶解速率 沉澱速率
過飽和溶液
所溶解溶質的量超過該溫度時的飽和溶液。 配製:高溫的飽和溶液濾去溶質,再緩慢降低此飽 和溶液的溫度且盡量避免對溶液的擾動,以避免結 晶析出,則可得過飽和溶液。
沉澱速率 溶解速率,若 於過飽和溶液放入晶種, 則過飽和溶質將結晶析 出,而成為飽和溶液。 溶解度
飽和溶液的濃度,溶解度的單位常以莫耳濃度或溶 質克重 100 克溶劑重來表示。 小 連結 P18 例 2
溶解度
大 難溶 微溶 (沉澱)
可溶
2 影響溶解度的三大因素 因素
如何影響
本性
NaCl 易溶於水,但 AgCl 難溶於水。
溫度
1 溶解時吸熱者:溫度上升,溶解度增大。 例 大部分固體溶於水為吸熱反應。 2 溶 解時放熱者:溫度上升,溶解度下降。 例 所有氣體、Na2SO4、強酸、強鹼溶 於水為放熱反應。 連結 P19 強 1.2.3.4
壓力
壓力對固體或液體影響很小,但氣體在液面上壓力愈大則溶解度也愈大。
觀念是非辨正
( ( (
概念釐清
)1 一粒冰糖晶體,落在冰糖的飽和溶液中,此塊冰糖晶 1 ;質量不變,但形狀會 體的質量與形狀皆不變。 改變 )2 某氯化鈉水溶液有固態的氯化鈉沉澱未溶解,則該氯 2 ○ 化鈉水溶液必為飽和溶液。 ;飽和、未飽和、過飽 3 )3 某氯化鈉水溶液並沒有未溶解的氯化鈉,則該氯化鈉 和都有可能 水溶液必為不飽和溶液。
例題 2
key 利用溶解度的改變算出結晶物的質量
□了解 □普通 □再加強
硝酸銀之溶解度:在 t1℃時為 250g/100gH2O,在 t2℃為 150g/100gH2O。在 t1℃時配製 100g 硝酸銀飽和溶 液,當溫度降至 t2℃,則最多可析出硝酸銀結晶約為多少克? 𡂈 11 𡂖 17 㙇 29 𡂿 44。 答案
㙇
解析
1 t1℃時 100g 硝酸銀飽和溶液:硝酸銀重 2 t2℃:
250 500 500 200 100 ,水重 100 350 7 7 7
150g 硝酸銀 300/7 硝酸銀 500 300 結晶 ≒ 29 200/7g 水 7 7 100g 水
第 1 單元 物質的組成與性質
19
觀念強化題 ( A )1 右 圖為 NaCl、NaNO3、KCl、KNO3 溶解度與溫度的關 係圖。在 4 個容器中,分別放入 40 克的上述 4 種鹽, 再加入 100 克水,加熱至 100℃時皆溶解,然後分別將 此 4 個容器冷卻直到濃度達到飽和溶液,此時溫度高低 何者正確? 𡂈 KCl 最高,NaNO3 最低 𡂖 NaNO3 最 高,NaCl 最低 㙇 KNO3 最高,NaCl 最低 𡂿 KCl 最 高,KNO3 最低。
key 溫度對溶解度的影響
解析
由圖可知,當溶解度為 40 克/100 克水時,溫度高低順序為: KClKNO3NaClNaNO3。
( E
)2 有五種化合物,其溶解度(每 100 克水中,所 含溶質的克數)和溫度的關係如附圖,試問哪 一化合物溶解的過程為放熱反應? 𡂈 NaNO3 𡂖 CaCl2.6H2O 㙇 KCl 𡂿 Na2SO4.10H2O 𡃓 Na2SO4。 誘答選項㙇 96 學測 68中
key 溶解時放熱者,溫度上升,溶解度下降
解析
溫 度↑,溶解度↓者溶解時為放熱反應 @Na2SO4
( C )3 物質甲與乙在溶劑中的溶解度和溫度的關係如附圖。現有甲和乙 的未飽和溶液各一,若要達到飽和溶液可利用下列什麼方法? 𡂈 分 別 使 甲 與 乙 的 溫 度 升 高 𡂖 分 別 使 甲 與 乙 的 溫 度 下 降 㙇 使甲的溫度下降,乙的溫度升高 𡂿 使甲的溫度升高,乙的溫 度下降。
key 溶解度-溫度函數圖的解讀+製備飽和溶液的方法
解析
溶解度愈小,愈易達飽和,故㙇 正確。
( C )4 某鹽在 100 克水中的溶解度如右圖所示, 下列敘述何者正確? 𡂈 此鹽的溶解度 隨著溫度的升高而增大 𡂖 使用降溫法 可將此鹽從飽和的水溶液中析出 㙇 在 50℃與 60℃之間,此鹽在水中的溶解度 大致相等 𡂿 於 10℃時,放此鹽 30 克於 100 克水中,充分攪拌後則其溶解度為 18 克。 誘答選項𡂖 94 學測 87易
key 溶解度 溫度函數圖的解讀
解析
𡂈 由圖可知,溫度愈高,溶解度愈小。 𡂖 降溫時,溶解度變大,無法沉澱析出。 㙇 50℃與 60℃之間,溶解度約相等。 10 克鹽 ,故 30 克的鹽於 100 克水中,充分攪拌後, 100 克水 溶解度為 10 克,另有 20 克未溶解。
𡂿 由圖可知,10℃時溶解度為
20
第 1 單元 物質的組成與性質
歷年試題分布
觀念焦點
3 實驗 2 硝酸鉀的溶解與結晶
年度 試題
99 0
100 0
101 0
102 0
103 0
1 原理:硝酸鉀對水的溶解度隨著溫度升高而增大,因此,其水溶液會隨著溫度降低而析出晶體, 形成飽和溶液。 連結 P18 例 2、P20 例 3、P21 強 3.4.5 2 溶解度測定方法:硝酸鉀剛好全部溶解的溫度較難判斷,因此採用冷卻析出晶體的方法來測量 硝酸鉀對水的溶解度。 連結 P20 例 4 3 溶解度測定的步驟圖示 連結 P21 強 1.2
例題 3
key 飽和溶液的定義與製備的方法
□了解 □普通 □再加強
下列敘述,何者正確? 𡂈 飽和溶液中所溶解的溶質已達最大量 𡂖 尚含有溶質固體的飽和溶液中, 溶解和結晶仍進行著,是一種動態平衡 㙇 在過飽和溶液中加入少量溶質晶體種子後,溶質會全部結晶 析出 𡂿 飽和溶液的濃度即為溶質在該溫度下的溶解度 𡃓 配製食鹽水溶液,完全攪拌後,溶液底部 有食鹽晶體,則此溶液為過飽和溶液。 答案
𡂈𡂖𡂿
解析
㙇 部分溶質析出,而變為飽和溶液 𡃓 應為飽和溶液
例題 4
key 本實驗採用冷卻析出晶體的方法
□了解 □普通 □再加強
下列何種方法測量硝酸鉀之溶解度最為準確?(假設加熱過程中水量視為不變) 𡂈 定溫下,取定量 水於燒杯中,並逐漸加入硝酸鉀至固體恰完全溶解,測量所加入的硝酸鉀重 𡂖 定溫下,取定量水於 燒杯中加入過量硝酸鉀,並攪拌至固體不再溶解時,過濾出未溶解之固體,求出所溶入的硝酸鉀固體重 㙇 取定量水於燒杯中,加入過量硝酸鉀後,加熱至固體恰完全溶解,測量此時溶液溫度 𡂿 取定量水 於燒杯中,加入定量硝酸鉀後加熱至固體完全溶解,緩慢攪拌使溶液逐漸降溫至固體恰析出,測量此時 溶液溫度。 答案
𡂿
解析
冷卻析出晶體的方法最為準確。
第 1 單元 物質的組成與性質
21
觀念強化題 * ( AC )1 關 於硝酸鉀的溶解與結晶實驗操作敘述,下列何者正確? 𡂈 點燃本生燈後,應轉動空 氣調節閥,使火焰呈淡藍色為佳 𡂖 試管口徑甚小,可以用溫度計直接攪拌 㙇 無頸漏斗 過濾時,濾紙需折過,預留空氣通過的空間,抽氣過濾裝置中濾紙則不需要 𡂿 溫度愈高, 硝酸鉀溶解度愈大,所以最好加熱至溶液沸騰 𡃓 抽氣過濾後可用大量冰水沖洗晶體,去 除雜質,提高硝酸鉀純度。
key 溶解度實驗的操作技巧
解析
𡂖 溫度計不可當攪拌棒用。𡂿 不需要,若沸騰,水會汽化跑掉。 𡃓 少量冰水沖洗。
* ( BC )2 神丑做硝酸鉀的溶解度實驗,得到結果如下表: 溫度(℃)
10
20
30
40
溶解度 (100 克水中溶解硝酸鉀的克數)
21.8
31.4
46.2
62.1
下列相關實驗敘述,何者錯誤? 𡂈 加熱溶液時需搖動試管,目的是使加熱均勻,避免突 沸 𡂖 以溫度計測量溫度時,可以用溫度計輕輕攪拌溶液 㙇 目測加熱到固體完全溶解, 此溶液即為該溫度之飽和溶液 𡂿 加熱時,試管中的液面要低於水浴的液面 𡃓 硝酸鉀的 溶解為吸熱。
key 溶解度實驗的操作技巧
解析
𡂖 不可用溫度計輕輕攪拌溶液,應使用攪拌棒。 㙇 不易由加熱判斷固體是否完全溶解,採用冷卻法判斷比較精準。
* ( ABC )3 關 於「物質的分離」和「硝酸鉀的溶解與結晶」兩實驗,下列敘述何者正確? 𡂈 傾析 法利用物質密度大小差異,將物質分離 𡂖 過濾法所得氯化鉛固體,可利用丙酮來快速乾 燥之 㙇 蒸發和蒸餾皆是利用物質沸點差異來進行分離,前者是取沸點較高者,後者則是 取沸點較低者 𡂿 分餾原油所得的純淨產物,是純物質 𡃓 高溫之飽和硝酸鉀水溶液,當 降溫析出固體時,可利用溫度計徐徐攪拌以促使其固體析出。
key 「物質的分離」和「溶解與結晶」兩實驗的原理
解析
𡂿 混合物。 𡃓 溫度計不可當攪拌棒用。
( D )4 右圖表示某化合物甲的溶解度(每 100 克的水,可溶解甲的克數) 與溫度的關係曲線。若將 90 克的 50℃飽和溶液冷卻至 10℃,則會 有約多少克的甲沉澱析出? 𡂈 10 𡂖 15 㙇 22 𡂿 30 𡃓 35。
key 由溶解度-溫度函數圖算出結晶物的質量
解析
50℃的溶解度為 80 克/100 克水, 冷卻至 10℃溶解度為 20 克/100 克水, 結晶 60 克 結晶 W 克 @W30 克 結晶 60 克,設溶液結晶 W 克,依比例 溶液 180 克 溶液 90 克
( A )5 已 知 KNO3 在 65℃、15℃時的溶解度為 110、20。今取 65℃的 KNO3 飽和溶液 105 克, 溫度降低至 15℃,析出 KNO3 約若干克? 𡂈 45 𡂖 46 㙇 51 𡂿 53 𡃓 57。
key 利用溶解度的改變算出結晶物的質量
解析
65℃水 ,210 克飽和溶液降至 15℃ , 析出 KNO31102090 克 結晶 90 克 結晶 W 克 `W45 克 溶液 105 克 溶液 210 克
22
第 1 單元 物質的組成與性質
逆轉搶分試題 經 典 學測挑戰 ( A )1 銀 有兩種同位素,其原子質量為 107 amu 和 109 amu,而其天然含量分別為 51.35%及 48.65%,故銀的平均原子量為 107.9 amu。試問任一銀原子,其原子質量為 107.9 amu 的 機率 (% ) 為何? 𡂈 0 𡂖 2.70 㙇 48.65 𡂿 51.35 𡃓 100。 103 學測
key 平均原子量的意義
解析
銀的原子質量只有兩種:107 amu 和 109 amu,並沒有 107.9 amu,故題目問任一銀原子 的原子質量 107.9 amu 的機率為 0。反之題目若是問:任一銀原子,其原子質量為 107 amu 的機率則為 51.35%
( D )2 王 同學在不同的溫度分別進行鹽類化合物甲 ( □ ) 與乙 ( ◆ ) 在水中的溶解度實驗,得到的結果如圖。已知溶解 度定義為每 100 克的水所溶解的化合物質量(克),則 下列敘述,哪一項正確? 𡂈 甲的溶解度總是比乙大 𡂖 在攝氏 80 度時,甲的溶解度是乙的兩倍 㙇 當溶液溫 度上升,甲與乙溶解度皆變大 𡂿 在攝氏 50 度時,甲與 乙溶解度幾乎相同 𡃓 於攝氏 80 度時,將 20 克的乙溶 於 50 克的水中,將此溶液溫度緩慢降低至攝氏 50 度,溶液中會出現化合物乙結晶。
key 溶解度與溫度函數關係圖的解讀
解析
103 學測
𡂈 在 30 ℃ 和 40 ℃ 時, 乙 的 溶 解 度 比 甲 大。 𡂖 80 ℃ 時 甲 的 溶 解 度 約 為 乙 的 1.6 倍。 㙇 乙的溶解度隨著溫度上升先變大再變小。𡂿 由圖可知,50℃甲、乙的溶解度幾乎相同。 𡃓 因為乙的溶解度:50℃時> 80℃時,所以從 80℃降溫至 50℃,故不會析出乙結晶。
( D )3 下列哪些組的物質,可用來說明倍比定律? z:氧與臭氧 x:一氧化碳與一氧化氮 c:水與過氧化氫 v:一氧化氮與二氧化氮 b:氧化鈣與氫氧化鈣 𡂈 甲乙 𡂖 甲丙 㙇 乙戊 𡂿 丙丁 𡃓 丁戊。 102 學測 61中 誘答選項𡂖
key 了解倍比定律的意義
解析
使用倍比定律時,兩種化合物必須由兩種相同的元素組成才可,故丙丁正確
( A )4 下列圖示中,哪些實驗操作正確?
z 傾倒液體入量筒
x 向試管裡放入粉末
v 點燃酒精燈 𡂈 甲乙 𡂖 甲丙 㙇 甲戊 𡂿 乙戊 𡃓 丁戊。
key 判別實驗操作是否正確
解析
c 從瓶裡吸取試劑後
b 收集氫氣 102 學測 52中 誘答選項𡂿
c 吸管不得倒置 v 不得用酒精燈點燃 b 這樣做氣體會從管口跑出,管口應加蓋或 密閉
第 1 單元 物質的組成與性質
23
各 校 段考觀摩 ( C )1 下列有關道耳頓原子說的敘述,何者正確? 𡂈 不同元素可能具有相同的質量,如 146 C、 14 7 N 𡂖 當原子與原子結合成化合物時,電子有得失的現象 㙇 可解釋水與過氧化氫中, 與 1 克氫化合的氧之重量比為 1:2 的現象 𡂿 可解釋同溫、同壓下,1 體積 N2 和 3 體積 H2 作用,生成 2 體積 NH3 的現象。 建國中學
key 了解道耳頓原子說的要點
解析
𡂈 道耳頓原子說並無同量數的觀念。 𡂖 道耳頓原子說並無電子的觀念。 𡂿 無法解釋氣體化合體積定律,需靠亞佛加厥提出的分子說才可解釋。
* ( BCD )2 氮元素與氧元素可形成多種化合物,其質量關係如下: 氮的質量(克)
氧的質量(克)
化合物Ⅰ
1.000
0.571
化合物Ⅱ
1.000
1.140
化合物Ⅲ
1.000
2.280
若化合物Ⅰ的化學式為 N2O,且化合物Ⅱ、Ⅲ的化學式中分別含有 1 個及 2 個氮原子,則 𡂈 化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,與等質量氧元素化合的氮元素質量比為 1:2:4 𡂖 化合物Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ中,與等質量氮元素化合的氧元素質量比為 1:2:4 㙇 化合物Ⅱ為 NO 𡂿 化合物Ⅲ 可能為 N2O4 𡃓 這三種化合物的質量關係可說明定比定律。 基隆女中
key 倍比定律的應用
解析
𡂈 應為 4:2:1。 𡃓 應為倍比定律。
( B )3 已知均含有 R 元素的 A、B、C 三種化合物,其分子量分別為 60、90、96,R 在此三種化 合物中的重量百分組成分別為 40%、40%、50%,則 R 的原子量可能為多少? 𡂈 8 𡂖 12 㙇 24 𡂿 36。 苑裡中學
key 重量百分組成 原子量的計算
解析
假設 A、B、C 每分子中所含 R 原子數依序為 a、b、c(a ∼ c 均為正整數),且 R 的 原子量為 FR。
*
aFR6040% 24
@ bFR9040% 36 @FR
cFR9650% 48
24 36 48 a b c
故 FR 須為「24、36、48」的公因數 @ 可為「1、2、3、4、6、12」
( D )4 某 溶質 A 之溶解度曲線如右圖,定溫下欲使溶液 Q 達到飽 和,每 900 克溶液 Q 需再加入溶質多少克? 𡂈 300 𡂖 250 㙇 210 𡂿 180。 臺中一中
key 計算未飽和溶液製備飽和溶液時所需增加的溶質
解析
150 克 Q 溶液需再溶 A 80 - 5030 克 30 x x180 150 900
24
第 1 單元 物質的組成與性質
科 普 新鮮試 * ( AC )1 1981 年賓尼格與羅列於瑞士蘇黎世實驗室發明了 掃描穿隧顯微鏡縮寫為 STM,其原理如附圖所示。 STM 是利用一根極細的鎢金屬探針,當探針極為 靠近待測體表面時,針尖的電子會跳到待測體表 面形成「穿隧電流」(註 1),同時只要探針與待 測體表面的距離出現微小的變化,此電流強度就 會產生巨大的改變(註 2),因此可令針尖上下移 動使穿隧電流穩定,就可得到待測體表面原子的 排列分布的圖樣,此外 STM 在極低溫 (4K) 下,可以利用探針尖端精確操縱原子,因此 STM 對於奈米科技除了用作測量分析外也是一種移動原子的重要工具,由於 STM 的重大 應用,賓尼格與羅列兩人也於 1986 年獲得諾貝爾物理獎。 註 1:原子世界中,物質具有波動和粒子的特性,即波粒二象性,運動模式須遵守迥異於 古典物理的量子力學;因電子具有波動的性質,當很多電子撞擊一層很薄的障礙物 時,電子有不為零的機率穿過電位障壁,並產生穿隧電流。 註 2:穿隧電流與障礙物厚度成指數函數遞減,大約當厚度增加一埃,穿隧電流會衰減為 原來的十分之一。 閱讀上文後,試判斷下列關於 STM 的敘述何者錯誤? 𡂈 STM 屬於一般傳統的光學顯微 鏡 𡂖 STM 可用來觀測金屬或半導體的表面 㙇 STM 的工作原理可以用古典物理來解釋 𡂿 STM 的鑑別能力可到達原子的範圍 𡃓 STM 對表面科學與奈米科技是一項重要的研究 工具。 現代科技
key 原子世界中古典物理已經不適用
解析
𡂈 STM 是利用量子力學穿隧效應的非光學顯微鏡。 㙇 STM 的工作原理必須使用量子力學來解釋,不可用古典物理。
( A )2 2013 年 10 月 1 日報載:「高雄市環保局的稽查人員在日月光 K7 廠放流池採集水樣中發現, 放流池水的 pH 值為 2.63,且鎳含量為 4.38mg/L,引起各界對後勁溪遭汙染的重視,由於 後勁溪下游有高雄農田水利會引水口,供應梓官區、橋頭區農業用水,引起各界擔心當地 農田是否遭受汙染,由於影響層面甚大,市政府隨即勒令 K7 廠暫時停工,並待改善報告 出爐之後才考慮允許復工。」閱讀上述報載短文後,試判斷下列敘述何者錯誤? 𡂈文中 K7 廠放流池水應屬於強鹼 𡂖放流池水的鎳含量為 4.38mg/L,相當於池水中含有 4.38ppm 的鎳 㙇鎳是世界衛生組織認定的致癌物,人體若食用超量含鎳食物,可能引發肺癌、攝 護腺癌 𡂿若文中農田遭鎳汙染,可能需要長期休耕。 時事應用
key 了解 ppm 的定義
解析
𡂈文中 K7 廠放流池水應屬於強酸。
( D )3 2013 年 2 月 27 日英國「每日電訊報」宣稱:「衛星照片顯示伊朗阿拉克的重水反應爐計 畫已經開始運作,而重水反應爐可把鈾 -238 轉化成為可製作核彈的鈽,令人擔心伊朗正 試圖生產鈽以供製造核彈……」楚研看了此則新聞後,上網查了重水的資料如下:重水(化 學式 D2O 或者 2H2O)是水的一種,由於普通水 (H2O) 和重水都是由相同數量的氫和氧原 子組成,分子構造相同,故兩者的化學反應皆會相同。但在物理上,重水的凝固點和沸點 比普通水稍高,在一大氣壓下,重水的凝固點是 3.82℃,沸點是 101.4℃,密度為 1.1056g/ cm3。閱讀上文後,試判斷下列關於重水的敘述何者錯誤? 𡂈重水的分子量為 20,分子 式與普通水相同 𡂖重水與普通水兩者的化學性質相同,但物理性質不同 㙇承𡂖,造成 兩者有所差異的關鍵在於所連結的氫原子之中子數不同 𡂿重水與普通水兩者為同位素的 關係 𡃓為了防止核子武器擴散,重水的生產和出售在很多國家都受到限制。 時事應用
key 重水的定義與特性
解析
𡂿 D 和 H 才是同位素的關係。