選修化學上 ch1 new

第

1

章

原子構造

1-1 氫原子光譜 光的二重性 氫原子光譜 芮得柏方程式

P.1 P.4 P.5

1-2 波耳氫原子模型 拉塞福原子模型的缺陷 波耳氫原子模型 氫原子譜線間的關係

P.10 P.10 P.17

1-3 原子軌域 軌域與量子力學

P.29

量子數 軌域的種類 單電子原子的能階 多電子原子的能階

P.30 P.34 P.38 P.38

1-4 電子組態 電子填入軌域的規則 基態與激發態 電子組態表示法

P.45 P.46 P.46

1-5 原子性質的趨勢 原子半徑 游離能 電子親和力 電負度 電子親和力

P.58 P.60 P.64 P.66 P.64

第 1 章歷屆試題

P.76

第

2

章

化學鍵結

2-1 化學鍵的種類 化學鍵定義 離子鍵 離子晶體的形成 離子鍵強弱比較 金屬鍵

P.79 P.83 P.85 P.87 P.91

固體帶論 共價鍵的形成 共價鍵的分類

P.92 P.95 P.97

2-2 價鍵理論 價鍵理論 σ鍵與π鍵 價殼層電子對互斥理論 混成軌域 混成軌域之形狀 共振

P.102 P.103 P.105 P.107 P.109 P.117

2-3 鍵極性與極性分子 電偶極 分子的極性

P.123 P.124

2-4 分子間作用力 凡得瓦力 氫鍵

P.130 P.133

第 2 章歷屆試題

P.147

第

3

章

液態與溶液

3-1 溶液的種類與特性 溶液的組成與分類 P.152 膠體溶液的特性與應用 P.155 3-2 水的相變化 物質的三態 物質狀態的改變 三相圖

P.162 P.163 P.165

3-3 汽化與蒸氣壓 液體的蒸氣壓 相對溼度 拉午耳定律 密閉容器內的共平衡 理想溶液

P.176 P.179 P.181 P.186 P.189

3-4 溶液的性質 溶解度與亨利定律 溶液的沸點上升 溶液的凝固點下降

P.204 P.212 P.216

以實驗求分子量的方法 抗凍劑 滲透壓 滲透壓的應用

P.229 P.230 P.231 P.235

3-5 電解質溶液的依數性質 依數性質 尿素水溶液凝固點的測定 實驗:溶液的凝固點下降

P.243 P.263 P.216

第 3 章歷屆試題

P.267

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

1‐1 氫原子光譜

科學家探索原子的演進

光的二重性

1.波動性: a.1865 年，馬克士威爾提出: b.公式: c.

2.粒子性: a. 1900 年，蒲朗克提出:電磁波為______能量，以____傳遞。 b.公式: c.不同____的光，帶有不同的____。 d. 1905 年，愛因斯坦之光電效應實驗，證實蒲朗克提出的假說。 e.光的強度與________有關。 光子的能量與______有關。

1

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

1.下列有關光波（電磁波）之敘述，何者正確？ (Ａ)光包含 X 射線 (Ｂ)光的波長愈長， 則能量愈大 (Ｃ)所有的光波在真空中以相同的速度前進 (Ｄ)所有的光子具有相同 的能量 (Ｅ)波長愈長，則頻率愈小

2.可見光的波長範圍約為下列何者？ (Ａ) 400 ～ 700 nm (Ｂ) 400 ～ 700 mm (Ｃ) 400 ～ 700 m (Ｄ) 400 ～ 700 pm (Ｅ) 300 ～ 600 pm

3.下列有關電磁波的頻率高低順序，何者較為正確？ (Ａ)微波＞X 光＞紫外光＞可見光 (Ｂ)微波＞紫外光＞可見光＞X 光 (Ｃ) X 光＞紫外光＞可見光＞微波 (Ｄ) X 光＞紫外光＞微波＞可見光

4.臭氧在平流層，經下列反應產生：O2 → 2O；O＋O2 → O3，假定此反應所需的紫外光波 長短於 200 nm。解離 1 mol 氧分子成為氧原子所需的能量為多少 kJ？ (Ａ) 296 (Ｂ) 396 (Ｃ) 496 (Ｄ) 596

5.鈉的焰色所放出的黃色光的波長為 590nm (1)頻率?

(2)1 個光子的能量(KJ)?

(3)1mol 光子的能量(KJ)?

2

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

1.光合作用反應之平衡式如下所示：6H2O()＋6CO2(g) → C6H12O6(s)＋6O2(g)，ΔH＝673 kcal。 若葉綠素僅吸收 6500 波長之紅光以合成葡萄糖，試計算欲經光合作用合成 1 g 葡萄 － 糖所需之紅光光子 mol 數為何？（普朗克常數 h＝6.626 × 10 34 J s） (Ａ) 84.6 (Ｂ) 8.46 (Ｃ) 8.46 × 10－1 (Ｄ) 8.46 × 10－2

2.使氯分子解離成氯原子所需的能量為 243 kJ/mol，則至少須照射多少波長的光才可使氯 分子分解為氯原子？（普朗克常數 h＝6.63 × 10－34 J s） (Ａ) 650 nm (Ｂ) 540 nm (Ｃ) 510 nm (Ｄ) 490 nm

Blackbody radiation

3

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

氫原子光譜

1.連續光譜:當白色光透過三稜鏡時，會產生如下圖的光譜，其頻率由較低的紅光到較高的紫光 全部都存在，頻率是連續的。

2.不連續光譜: 1885 年，瑞士中學老師巴耳末(Balmer)發現僅裝有少量氫氣的放電管，當通入高 壓電（約 104 伏特），氫原子受激產生藍紫色的光，經過分光裝置後，在底片上可 攝得一系列的線光譜，稱為氫原子光譜。

巴耳末發現這些光譜線的波長（λ）可經由下列公式求出：

1 1 1 λ ＝1.097×10－2×（ 4 － n2 ），其中 n 為大於 2 的整數，λ的單位為 nm。

說明:光譜中紅色譜線的波長可由 n 等於 3 代入上式求出：

4

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

芮得柏方程式

1.自從巴耳末發現氫原子在可見光區的譜線以後， 接著有美國科學家來曼及德國科學家帕申分別在 紫外光區及紅外光區也發現氫原子的譜線。

2. 1889 年，瑞典物理學家芮得柏（Janne Rydberg，1845 ～1919） ，沿用巴耳末的公式，發展出芮得柏公式，可 求出光譜中任何一條譜線的波長為：

－ －

其中 R 為芮得柏常數，相當於 1.097×10 2 nm 1，ni、nf 為整數，而 ni 大於 nf。

1 1 1.氫原子光譜中，各譜線頻率可以表示為：ν＝R（ n 2 － n 2 ），則下列何者不是氫原子 1

2

光譜線的頻率？ 9R 5R 3R (A) 16 (B) 36 (C) 4 (D) R

2.已知來曼系列中，波長最長的譜線，其波長為 121.5 nm。巴耳末系列中，波長最短的譜 線，其波長為： (A) 365 nm

(B) 91.5 nm

(C) 161.6 nm

(D) 502 nm

3.下列關於氫原子光譜的敘述，何者錯誤？ (A)光譜線只出現在可見光區範圍 (B)光譜是井然有序的明線光譜 (C)光譜是電子由高能階跳到低能階，其能量差以電磁波形式放出而產生的 (D)氫原子光譜屬於放射性光譜

5

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

1. 巴耳末線系能量最低及能量次低的兩條明線，其能量比為： (A) 20：27 (B) 27：20 (C) 2：1 (D) 1：2

2.氫原子光譜中，來曼系之最長波長為λ，則此系列之最短波長為： λ 3λ (A) 2 (B) 4

λ λ (C) 4 (D) 3

3.金屬鹽在高溫時會放出特殊的焰色，煙火就是組合不同的金屬及金屬鹽，在高溫下發光 而展現璀璨奪目的變化。 慶典施放煙火，萬紫千紅的色光，非常壯觀。下列有關煙火色光的敘述，哪些正確？ (A)這些色光是利用某些有機染料所造成的 (B)這些色光是由氖、氬等氣體所造成的 (C)亮麗白光是因鎂片燃燒所造成 (D)這些色光是由某些金屬鹽所造成的 (E)這些色光都是粒子由激態回到基態時所造成的 (F)煙火為各種原子光譜綜合顯現的效果

4.如果下圖是氫原子在可見光區的譜線，則來曼系及帕申系的譜線應各出現在何區？

6

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

一、單一選擇題 1. ___兩電磁波的波長分別為 a nm 與 b nm，則光子的能量比為何？ (Ａ) a：b (Ｂ) a2：b2 ( Ｃ) b：a (Ｄ) b2：a2。 2. ___臭氧在平流層，經下列反應產生：O2 → 2O；O＋O2 → O3，假定此反應所需的紫外光波長 短於 200 nm。解離 1 mol 氧分子成為氧原子所需的能量為多少 kJ？ (Ａ) 296 (Ｂ) 396 (Ｃ) 496 (Ｄ) 596。 1 1 3. ___氫原子光譜中，各譜線頻率可以表示為 ＝R（ 2 － 2 ），下列何者不是氫原子光譜線的 n m 9R 5R 3R 頻率？ (Ａ) (Ｂ) (Ｃ) (Ｄ) R。 16 36 4 4. ___假設普朗克常數為 h，光速為 c，亞佛加厥常數為 NA，欲使氯分子解離成氯原子所需要的 能量為 243 kJ/mol，至少需照射多少波長的光，才可使氯分子分解為氯原子？（波長單位 243 hN A 243 hcN A × 103 (Ｂ) × 103 (Ｃ) × 106 (Ｄ) × 109。 ：nm） (Ａ) hcN A 243 hN A 243 5. ___某鹵素分子（X2）之鍵解離能 399 kJ/mol，以下列波長的紫外光照射，若完全吸收，何者 恰可解離成鹵素原子？（h＝6.63 × 10－34 J s） (Ａ) 500 nm (Ｂ) 400 nm (Ｃ) 300 nm ( Ｄ) 200 nm。 6. ___臭氧在平流層，經下列反應產生：O2 紫外線   2O；O＋O2 → O3，假定此反應所需要的 紫外光波長為 240 nm。解離 1 mol 氧分子成氧原子所需能量約為多少 kJ？（普朗克常數 h － ＝6.63 × 10 34 J s） (Ａ) 600 (Ｂ) 500 (Ｃ) 400 (Ｄ) 300。 7. ___已知 I2 鍵能為 193 kJ/mol，若欲將碘分子解離成碘原子，至少需使用下列何種光來照射， 方可將此鍵結打斷？（普朗克常數 h＝6.63 × 10－34 J s） (Ａ)微波（＝1 mm ～ 30 cm） (Ｂ)紅外光（＝740 nm ～ 0.1 mm） (Ｃ)可見光（＝380 nm ～ 740 nm） (Ｄ)紫外光 （＝10 nm ～ 380 nm）。 8. ___下列何種電磁波的頻率最大？ (Ａ)紅光 (Ｂ)紅外光 (Ｃ)紫外光 (Ｄ) X 射線 (Ｅ)微 波。 9. ___氮分子中， N≡N 鍵能為 946 kJ/mol，氮分子吸收某頻率的電磁波而解離成氮原子。下列有 關此電磁波之敘述，何者正確？ (Ａ)波長約 127 nm (Ｂ)頻率 2.37 × 1014 s－1 (Ｃ)此電 磁波為可見光 (Ｄ)此電磁波能量為 75.4 kcal/mol (Ｅ)波長約 3060 。 10. ___下列有關電磁波的頻率高低順序，何者較為正確？ (Ａ)微波＞X 光＞紫外光＞可見光 ( Ｂ)微波＞紫外光＞可見光＞X 光 (Ｃ) X 光＞紫外光＞可見光＞微波 (Ｄ) X 光＞紫外 光＞微波＞可見光。 h hc 11. ___若光子的質量為 m，光速為 c，普朗克常數為 h，則其波長  為何？ (Ａ) (Ｂ) ( m mc m mh c Ｃ) (Ｄ) (Ｅ) 。 c mh hc 12. ___下列各電磁輻射之波長由小到大順序為何？ (Ａ)微波，紅外光，黃光，紫外光 (Ｂ)紫外 光，黃光，紅外光，微波 (Ｃ)紫外光，微波，黃光，紅外光 (Ｄ)黃光，微波，紫外光

7

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

，紅外光

(Ｅ)紅外光，紫外光，微波，黃光。

13. ___巴耳末在可見光區可觀察到橙光的譜線波長為 486 nm，試由芮得柏方程式：＝R（

1 － 2 nL

1 ）推知相對應的（nL , nH）為多少？（R＝3.289 × 1015 s－1） (Ａ)（1 , 2） (Ｂ)（1 , 2 nH 3） (Ｃ)（1 , 4） (Ｄ)（2 , 3） (Ｅ)（2 , 4）。 14. ___奈米光觸媒 TiO2 須照射波長小於 388 nm 的光來激發電子，下列有關要產生光觸媒作用， － 所照射光的敘述，何者錯誤？ (Ａ) 1 個光子的能量約為 5.12 × 10 19 J (Ｂ) 1 莫耳光子 － 的能量約為 308 kJ (Ｃ) 1 個光子的頻率約為 7.73 × 1014 s 1 (Ｄ) 1 莫耳光子的頻率約為 4.65 × 1038 s－1 (Ｅ) 1 莫耳光子的波長約為 388 nm。 15. ___小明開車時有時為了知道前方路況，收聽 FM 105.1 警廣交通網的廣播。今已知 105.1 指的 是收聽頻率為 105.1 MHz（即 105.1 × 106 s －1） ，試問此頻率的能量為多少 J？ (Ａ) 105.1 －2 －26 6 × 10 (Ｂ) 4.192 × 10 (Ｃ) 6.964 × 10 (Ｄ) 4.192 × 10－5。 16. ___使氯分子解離成氯原子所需的能量為 243 kJ/mol，則至少須照射多少波長的光才可使氯分 子分解為氯原子？（普朗克常數 h＝6.63 × 10－34 J s） (Ａ) 650 nm (Ｂ) 540 nm (Ｃ) 510 nm (Ｄ) 490 nm。 17. ___波長為 500 埃的光子，其所具有的能量約為多少千焦⁄光子？ (Ａ) 3.976 × 10－18 (Ｂ) 3.976 × 10－19 (Ｃ) 3.976 × 10－21 (Ｄ) 3.976 × 10－24。 18. ___光合作用反應之平衡式如下所示：6H2O()＋6CO2(g) → C6H12O6(s)＋6O2(g)，ΔH＝673 kcal。 若葉綠素僅吸收 6500 波長之紅光以合成葡萄糖，試計算欲經光合作用合成 1 g 葡萄糖 所需之紅光光子 mol 數為何？（普朗克常數 h＝6.626 × 10－34 J s） (Ａ) 84.6 (Ｂ) 8.46 (Ｃ) 8.46 × 10－1 (Ｄ) 8.46 × 10－2。 二、多重選擇題 1. ___下列有關各種電磁波的波長大小順序及敘述，何者正確？ (Ａ) X 射線＞ 射線 (Ｂ)無線 電波＞微波 (Ｃ)紫外光＞可見光＞紅外光 (Ｄ)可見光＞無線電波 (Ｅ)可見光的波長 範圍約為 380 ～ 740 nm。 2. ___已知水分子的 H－O 鍵能為 427 kJ/mol，則下列哪些波長的光子可以打斷 H－O 鍵？（h＝ 6.62 × 10－34 J s） (Ａ) 800 nm (Ｂ) 600 nm (Ｃ) 400 nm (Ｄ) 240 nm (Ｅ) 200 nm。 3. ___下列敘述，何者正確？ (Ａ)普朗克拋棄能量是連續的傳統物理觀念，提出了能量量子化 的概念 (Ｂ)密立坎油滴實驗測出電子質量 (Ｃ)陰極射線在電場中向“＋”極偏折 (Ｄ) 紅外光的波長大於 X-ray (Ｅ)電磁波的能量：遠紫外光＞近紫外光＞可見光＞遠紅外光 ＞近紅外光。 4. ___下列有關光波（電磁波）之敘述，何者正確？ (Ａ)光包含 X 射線 (Ｂ)光的波長愈長，則 能量愈大 (Ｃ)所有的光波在真空中以相同的速度前進 (Ｄ)所有的光子具有相同的能量 (Ｅ)波長愈長，則頻率愈小。 三、計算題 1. 已知氯分子鍵能為 243 kJ/mol，今欲利用照光使氯分子分解為氯原子，則最多需照射多少 nm 波長的光？（h＝6.626 × 10－34 J s）

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

2. 某光線的波長為 1200 nm，求一個此光子的能量多少 J？（h＝6.626 × 10－34 J s）

3. 巴耳末研究氫原子的可見光光譜，歸納出氫原子放出可見光波長的公式為

1 1 1 ＝ （ 2－  91 nm 2

1 ） ，利用此公式計算氫原子的電子由 n＝3 能階降至 n＝2 能階時，所放出光的能量。 （普朗 n2 克常數用 h 表示即可）

解答與解析放在光碟內之''單元練習題詳解資料夾''

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

1‐2 波耳氫原子模型

拉塞福原子模型的缺陷

1.原子的崩潰: a.拉塞福的原子模型中，帶負電的電子圍繞著原子核做圓周運動如同 太陽系的行星圍繞著太陽運轉。但根據古典物理之理論，因環繞原 子核的電子做加速度運動必然有電磁輻射放出電子能量降低 螺旋式接近原子核墜入原子核。 b.事實上原子均呈現穩定的狀態。

2.連續的光譜: a.電子在墜入原子核的過程中所放出的電磁輻射之能量應該由大到小應為連續的光譜。 b.事實上原子為不連續光譜。(無法解釋氫原子的線光譜)

波耳氫原子模型

假設 1：電子只能在某些固定的距離圍繞原子核運行，此時電子將不輻射能量而呈穩定態。 (延續拉塞福的行星模型，認為電子圍繞著原子核做圓周運動) a.特定軌道: b.特定軌道能量:

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

假設 2：氫原子在正常情況時，電子會存在最低的能階（n＝1），稱為基態。當吸收特定的能量 時，電子便會躍遷至較高的能階，使得原子呈激發態。

激發態原子之電子由高能階降至低能階時，會釋放出特定的能量該特定能量撞擊底片 產生固定頻率位置的譜線。 ★電子由 EiEf

討論:氫原子光譜圖 1.___光譜，每一條譜線對應某一特定頻率，線條間隔明顯。 2.光譜線為多群:紫外光區、可見光區、紅外光區。 3.相鄰線條的間隔隨頻率增加而___。 4.相鄰兩能階間的能量差值:______________。

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

觀念題型

1.下列敘述，何者是波耳氫原子學說的假設？ (A)氫原子只有一個電子，氫原子光譜只有一條譜線 (B)電子在繞核作圓周運動時，因有加速度而放出輻射 (C)電子可以在一組特定能階（穩定狀態）之一存在而不輻射電磁波 (D)電子由低能階躍遷至高能階時，吸收一定頻率的輻射能 (E)必須不斷供給能量以維持電子在高能階運動 (F)電子可以具有任意能量 (G)可以解釋氫原子的明線光譜 (H)電子在繞核作圓周運動之向心力源自電子與原子核的庫倫靜電力 (I)電子由高能階至低能階時，放出兩能階間之間能量差的輻射 (J)電子可以吸收任意波長的光，躍遷到不同的軌道 (K)最低能量的軌道之 n 值為 0 (L) n 值愈大，其能量愈高 (M) n=1 的軌道是圓形，n=2 的軌道是啞鈴形 (N)離核愈遠，具有的能量愈高

2.下列哪個陳述不能由簡單的波耳理論解釋之？ (A)氫的游離能 (B)多電子原子的原子光譜的詳情 (C)氫光譜的位置 (D)類似氫原子如 He+及 Li+2 的光譜 (E)氫原子的能階 (F)鈉原子的能階

3.下列哪一種現象，顯示出原子內電子能階的不連續性？ (A)  粒子散射實驗 (B)原子質譜譜線 (C)原子發射光譜 (E)陰極射線實驗

(D)元素的週期性

4.下列有關氫原子線光譜之敘述，何者正確？ (A)電子能階狀態的改變，伴隨著吸收或放出光子 (B)未游離原子，電子的能階為連續的 (C)光子的能量與其強度成正比 (D)原子中，電子能階之高低與其主量子數（n）成正比 (E)游離能為 n=1 至無窮遠處之能量差 (F)氫原子光譜只有可見光區譜線 (G)拉塞福的原 子模型可以解釋氫原子光譜 (H)氫原子光譜僅含有某些特定頻率 (I)氫原子光譜與氦原 子光譜不同 (J)是井然有序的明線光譜 (K)每一條譜線對應一特定頻率之明線光譜 (L)當電子由 n=2 躍遷至 n=1 時，可釋放出 3 條譜線 (M)當電子由 n=3 躍遷至 n=1 時，可 釋放出 2 條譜線

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

基本題型

1.將正確答案填入空格： (１)波耳所導出氫原子的電子，在第 n 軌道所具有的能量為_________kJ/mol。 (２)波耳所導出氫原子的電子，在第 n 軌道所具有的能量為_________kcal/mol。 (３)波耳所導出氫原子的電子，在第 n 軌道所具有的能量為_________J∕個。 (４)波耳所導出氫原子的電子，在第 n 軌道所具有的能量為_________V∕個。 (５)當電子由較高能階（nH）回到較低能階（nL）時，所放出光的能量為_________kJ/mol (６)當電子由較高能階（nH）回到較低能階（nL）時，所放出光的頻率為_________s－1 (７)當電子由較高能階（nH）回到較低能階（nL）時，所放出光的波長為_________nm (８)當電子由較高能階（nH）回到較低能階（nL）時，所放出光的波數為_________nm－1

2.關於氫原子的電子被激發後所發射出的譜線： － (１)來曼系列所放出的光譜線中，頻率最大者為_________s 1（Hz）

(２)來曼系列所放出的光譜線中，波長最長者為_________nm (３)來曼系列所放出的光譜線中，頻率最小者為_________s－1（Hz） (４)來曼系列所放出的光譜線中，波長最短者為_________nm (５)來曼系列所放出的光譜線中，能量最小者為_________kJ/mol (６)來曼系列所放出的光譜線中，能量最大者為_________kJ/mol (７)來曼系列所放出的光譜線中，波數最小者為_________cm－1 (８)來曼系列所放出的光譜線中，波數最大者為_________cm－1

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

基本題型

1.關於氫原子的電子被激發後所發射出的譜線： (1)巴耳末系列所放出的光譜線中，頻率最大者為_________s－1（Hz） (2)巴耳末系列所放出的光譜線中，波長最長者為_________nm (3)巴耳末系列所放出的光譜線中，波長最短者為_________nm (4)巴耳末系列所放出的光譜線中，能量最大者為_________kJ/mol (5)巴耳末系列所放出的光譜線中，波數最大者為_________cm－1

2.下圖為氫原子光譜之巴耳末系列的譜線，最後集中於 d 譜線，回答下列各題：

(１) b 譜線的頻率為_________s－1 － （氫原子的游離能為 1312 kJ/mol，h＝6.626 × 10 34 J s） (２) c 譜線的能量為_________kJ/mol (３) a 譜線的波長為 a，d 譜線的波長為 d，則

＝_________

3.氫原子光譜的帕申系列中有一條譜線的波長為 1875 nm，試計算此波長是如何產生的？

4.已知從氣態氫原子 n＝1 軌域上移去一個電子所需能量為 1312 kJ/mol，回答下列問題： (１)若氫原子的電子從 n＝2 降至 n＝1 時，所釋出能量為多少？ － (２)若普朗克常數 h＝6.626 × 10 34 J s∕個，則其所釋出光之頻率為多少？

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

基本題型

1.H 能階為 En＝

× Z2 kJ/mol，普朗克常數為 6.63 × 10－34 J s，回答下列問題：

(１)由能階 n＝3 降至 n＝1 時，1 mol 光子放出若干能量？ (２)其可見光區第一條譜線之頻率為何？

2.氫原子的電子由 n＝4 躍遷到 n＝1，有關其所產生光譜線的敘述，何者正確？ (Ａ)頻率最大的譜線為紫外光區第 3 條 (Ｂ)波長最短的譜線在紅外光區 (Ｃ)共可輻射 6 種不同頻率之光譜線 (Ｄ)在紫外光區有 3 條光譜線 (Ｅ)可見光區有 3 條光譜線

3.(甲) ～ (戊)為 H 原子光譜中 5 種不同能階躍遷所放出的電磁波，(甲) n＝5 → n＝2； (乙) n＝3 → n＝1；(丙) n＝4 → n＝2；(丁) n＝2 → n＝1；(戊) n＝∞ → n＝3，這 5 種 電磁波波長的比較，下列哪些正確？ (Ａ)(乙)＞(甲) (Ｂ)(丙)＞(丁) (Ｃ)(丙)＞(甲) (Ｄ)(甲)＞(戊) (Ｅ)(戊)＞(乙)

4.依波長由大至小排列:(A)由 n＝2 至 n＝1 (B)由 n＝3 至 n＝2 (C)由 n＝4 至 n＝2 (D)由 n＝6 至 n＝3 (E)由 n＝7 至 n＝4 (F)由 n＝6 至 n＝2

5.有關氫原子光譜的敘述，何者正確？ (Ａ)可以說明氫原子中各軌道的能量間為不連續 性 (Ｂ)能量愈高的軌道，其軌道間之「能量差」愈小 (Ｃ)在帕申系列中，其波長最 長的光譜恰為電子由 n＝4 至 n＝3 所產生 (Ｄ)每條光譜所相當的能量恰為電子所存在 的軌道上的能量

(Ｅ)巴耳末系列譜線中，波長最長與波長最短的比值為

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

比值題型

1 1 1.氫原子光譜線中，可見光譜線之 λ 與 n2 作圖，下圖何者正確？（n 為一正整數） (A) (B) (C) (D)

2.氫原子從最高能階釋出能量返回 n＝1 能階之光譜線，稱為來曼系列，此系列最長之波長 為 120 nm。在巴耳末系列（可見光區）譜線中之最短波長會趨近於何值？ (Ａ)

× 120 nm

(Ｂ)

× 120 nm

(Ｃ) 4 × 120 nm

(Ｄ) 3 × 120 nm

3.氫原子光譜中，紫外光區與可見光區最低能量兩條光譜線光子的波長比為何？ (Ａ) 1：3 (Ｂ) 5：27 (Ｃ) 3：5 (Ｄ) 3：16

4.氫原子發射光譜中，來曼系列波長是最長的一條，其波長為 a 者，其波長為何？

(Ａ)

(Ｂ)

(Ｃ)

5.若氫原子中電子在各能階的能量為 En＝

(Ｄ)

焦耳，假設基態氫原子的游離能為

x 焦耳，而電子自 n＝1 躍遷至 n＝3 之激發能量為 y 焦耳，求 (Ａ) 0.25

(Ｂ) 1.13

(Ｃ) 1.33

，同一光區中波長最短

之比值為何？

(Ｄ) 7.20

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

比值題型

1. 氫原子光譜線，紫外光區第一條線與第三條線的頻率比為何？

(Ａ) 1：3 (Ｂ) 1：9 (Ｃ) 4：9 (Ｄ) 4：5

2.氫原子光譜中，紫外光區（能量最低）第一條譜線的波長為 1，可見光區第二條譜線的 波長為 2，則 (Ａ) 2＝21 (Ｂ) 42＝1 (Ｃ) 2＝41 (Ｄ) 2＝31

3.在氫原子光譜中，來曼系列之能量最低的光譜線與巴耳末系列之能量最高的光譜線，其 頻率比為何？ (Ａ) 3：1 (Ｂ) 27：5 (Ｃ) 4：1 (Ｄ) 1：4

氫原子譜線間的關係

1.能階之能量: 2.能量加成性: 3.頻率加成性: 4.波長倒數加成性:

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

加成性題型

1.氫原子光譜中，來曼系列第一條、第二條、巴耳末系列第一條譜線之波長分別為 1、2、

3，頻率分別為 1、2、3，能量分別為 E1、E2、E3，則下列何者正確？ (Ａ) E2＝E1＋ E3 (Ｂ) 2＝1＋3 (Ｃ) 2＝1＋3 (Ｄ) 2－1＜2－3 (Ｅ) 2＝3.289 × 1015 ×

s－1

2.氫原子光譜中，紫外光區第 3 條譜線波長為 1，第 1 條譜線波長為 2，可見光區第 1 條 譜線波長為 3，紅外光區（帕申系列）第 1 條譜線波長為 4，則 1、2、3、4 其關係 式，何者正確？ (Ａ) 234＝134＋124＋123 (Ｂ) 134＝234＋124＋ 123 (Ｃ) 134＋234＝124＋123 (Ｄ) 234＋124＝134＋123

3.氫原子紫外光區第一、二、三條譜線，可見光區第一、二、三條譜線分別用 1、2、3、4、 5、6 表示，能量用 E、頻率用 、波長用  表示，下列何者正確？ (Ａ) E3＞E1＞E6＞E4 (Ｂ) E5－E4＞E2－E1 (Ｃ) E5＋E1＝E3 (Ｄ) 4＋1＝2 (Ｅ) 5＋1＝3

4.氫原子光譜中，紫外光區第一條譜線（頻率最低） 、第二條譜線及可見光區第一條譜線之 波長分別為 1、2、3，頻率分別為 1、2、3，能量分別為 E1、E2、E3，則 (Ａ) E2＝E1＋E3 (Ｂ) 2＝1＋3 (Ｃ) 2＝1＋3 (Ｄ) 2－1＜2－3 (Ｅ) 3－1＞2－1

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

譜線數題型

1.若某原子有四個能階，且假設各能階的躍遷都是可能的，此原子可以放出多少條光譜線？ (Ａ) 4 (Ｂ) 5 (Ｃ) 6 (Ｄ) 7

2.氫原子中的電子從 n＝5 能階降落可出現哪些光譜線？ (1)紫外光區：______條。 (2)可見光區：______條。 (3)紅外光區：______條。

3.氫原子中的電子從 n＝6 能階降落可出現哪些光譜線？ (1)共有___條不同頻率譜線 (2)來曼系：______條。 (3)巴耳末系：______條。 (4)帕申系：______條。 (5)紅外光區：______條。

4.氫原子中的電子由激發態 n=5 回到 n=2，產生不同頻率的光譜線: (1)1mol 的氫原子所產生的光譜線，屬於巴耳末系有_____條。 (2)1mol 的氫原子所產生的光譜線，最多有_____條。 (3)1 個氫原子所產生的光譜線，最多有_____條。 (4)1 個氫原子所產生的光譜線，屬於巴耳末系有_____條。

5.關於氫原子光譜，下列何者錯誤 (A)電子由 n=6 返回基態，可能產生 12 條光譜線，其中紫外光區 5 條，可見光區 4 條， 紅外光區 3 條 (B)電子由 n=5 返回基態，可能產生 10 條光譜線，其中紫外光區 4 條，可見光區 3 條， 紅外光區 3 條 (C)電子由 n=4 返回基態，可能產生 6 條光譜線，其中紫外光區 3 條，可見光區 2 條， 紅外光區 1 條 (D)電子由 n=3 返回基態，可能產生 3 條光譜線，其中紫外光區 2 條，可見光區 1 條

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[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第一章 原子構造

光譜線題組

１ n＝2 → n＝1；○ ２ n＝6 → n＝3；○ ３ n＝2 → n＝7； 1.氫原子電子能階變化如下：○ ４ n＝3 → n＝2；○ ５ n＝5 → n＝3；○ ６ n＝4 → n＝2。回答下列問題： ○

１ 放出的光譜波長為 121.6 奈米，則○ ６ 放出的光譜波長約為多少奈米？ (１)若○ (Ａ) 126.1 (Ｂ) 182.4 (Ｃ) 365.6 (Ｄ) 486.4 (Ｅ)無合適答案。 １ 放出的光譜，對應上圖（氫原子光譜）的線條 d；○ ４ 對應線條 a，則○ ６ 對應何 (２)若○ 條光譜？ (Ａ) b (Ｂ) c (Ｃ) e (Ｄ) f (Ｅ)不在圖示上。 (３)關於上圖光譜 I、II 區段的敘述，何者正確？ (Ａ) I 區－巴耳末系列（紫外光區） (Ｂ) I 區－帕申系列（紅外光區） (Ｃ) I 區－巴耳末系列（可見光區） (Ｄ) II 區－來曼系列（可見光區）。 ２ 出光譜頻率為 S，哪些所產生的光譜頻率大於 S ？ (Ａ)僅○ １ 、○ ３ (４)若○

３ ４ １ ３ ４ １ ４ ６ (Ｂ)僅○、○ (Ｃ)僅○、○、○ (Ｄ)僅○、○、○ (Ｅ)無合適答案。 (５)承第(４)題，放出光譜頻率（）與主量子數（n）的關係〔從較高能階（n2）回到 低能階（n1）〕，最符合下列何項公式？ (Ｂ) ＝12S ×（

－

）

(Ａ) ＝6S ×（

(Ｃ) ＝6S ×（

－

－

）

）(Ｄ) ＝12S ×（

－

）

(Ｅ)無合適答案。

＋ － 2.下圖為氫原子光譜的紫外光區及可見光區的譜線，且 H(g) → H (g)＋e (g)，ΔH＝Q kcal，回 答下列問題：

(１)光譜線 a 之能量為多少？（以 Q 表示） (２)（e－d）等於此原子光譜之何條譜線的頻率？ (３)譜線 e 與 d 的頻率比為何？ (４)譜線 b 與 d 的波長比為何？

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