選修化學上 ch3 by 莫斯利國高中自然科學

[莫斯利高中自然科學] 選修化學(上) 第三章液態與溶液

3‐1 溶液的種類與特性溶液的組成與分類 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：溶液包括溶劑與溶質，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.溶液是指____混合物，整個溶液只有一個相。像牛奶、墨水、咖啡、豆漿，看起來混合得非常均勻，但因為不只含一個相，屬於非勻相混合物，因此不稱為溶液。 4.分類： (1) 依狀態來分：氣體溶於氣體氣態溶液

液體溶於氣體固體溶於氣體氣體溶於液體

液態溶液

液體溶於液體固體溶於液體

固態溶液 (固溶體)

氣體溶於固體液體溶於固體固體溶於固體

(2) 依溶劑種類來分：水溶液、非水溶液。 a.水溶液：以水為溶劑，常記為（aq），如 NaCl(aq)。 b.非水溶液：常以其溶劑來稱呼，如以酒精為溶劑的碘酒（I2(alc)）。 (3) 依溶液的導電性來分：可分為電解質溶液，如食鹽水，及非電解質溶液，如蔗糖水溶液。 (4) 依溶質顆粒的大小來分：可區分為真溶液及膠體溶液。（懸浮液因成分不具均勻性，故不屬溶液）

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性質

真溶液

膠體溶液

懸浮液

圖示

實例粒子形態溶質粒徑大小與粒子數均勻性安定性濾紙穿透性半透膜穿透性布朗運動廷得耳效應依數性質

空氣、海水、汽油、酒牛奶、霧、奶油、咖啡、顏料、泥水、噴霧劑、糖水、食鹽水… 豆漿、蛋白、澱粉液

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1.下列何種溶液形成時，沒有溶解度的限制？ (Ａ)糖＋水 (Ｂ)氯化氫＋水 (Ｃ)氧氣＋氮氣

(Ｄ)碘＋酒精

(Ｅ)水＋汽油。

2.下列關於溶液的敘述，何者正確？ (Ａ)空氣為氣態溶液，其主要成分為氮、氧 (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)將鐵粉加入水中，充分攪拌後，所得的混合物可稱為液態溶液 (Ｅ)濃度 98％硫酸溶液中，水為溶劑。 3.下列敘述何者正確？ (Ａ)碘酒為非電解質溶液 (Ｂ)溶液有一定的熔點，但無一定的沸點 (Ｃ)四氯化碳可與水互溶，形成溶液 (Ｄ)金屬可與金屬形成溶液，但金屬與非金屬不可形成溶液。 4.(A)鹽酸 (B)葡萄酒 (C)液態氨 (D)柴油 (E)食鹽水 (F)牛奶 (G)咖啡 (H)酒精水溶液 (I)醬油 (J)豆漿 (K)蒸餾水 (L)海水 (M)墨水 (N)空氣 (O)24K 金 (P)碘酒 (1)哪些是真溶液? (2)哪些是膠體溶液?

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膠體溶液的特性與應用 1.廷得耳效應：由英國的廷得耳於 1871 年所提出。當光線通過膠體溶液時，因為分散質的粒子 ____，會使光線散射，顯現出一條光亮的通路，此現象稱為廷得耳效應。

2.布朗運動：由英國的植物學家布朗於 1827 年所提出。當光線通過膠體溶液時，若以顯微鏡在 ____於光線的方向觀察，可以看見分散質的粒子形成無數光點，並且不停地作無固定方向的快速運動，成因為同一時間內，分散質的粒子受到許多分散媒粒子的碰撞，因各方向的力量不平衡而造成。(真溶液的溶質也有相同的受力情形，但其粒子小，不易使光線散射，所以不容易觀察到)

3.膠體粒子帶電荷：分散質的表面經常帶電荷，主要是由於粒子吸附存在於溶液中的離子所致，且帶____電荷而互相排斥不沉澱(凝聚)。 a.金屬的氫氧化物或氧化物常帶正電荷 b.硫化物常帶負電荷

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4.膠體粒子的凝聚： a.電泳:通電使膠體粒子移動至相反的電極上，因電荷中和而沉澱。 b.凝析:加入電解質，其解離出帶電離子而中和膠體粒子而沉澱。 (電解質所帶電荷___凝聚力___) 5.膠體溶液的應用： (1) 製作不同風味的食品，如豆花、鹹豆漿、乳酪等。 (2) 應用於墨水、油漆、化妝品等日常用品，適當的改變溶液中膠體粒子的濃度，可以改變溶液的塗抹效果。 (3) 在工廠的煙囪上加裝靜電板，以除去大量帶電的灰塵粒子。(電視機的鏡面常有靜電積存於上，一段長時間後，鏡面沉積一層灰塵) (4) 洗腎:當血液通過半透膜時，血中的蛋白質、核甘酸、細胞等大分子留在血液中，而電解質與有毒小分子通過半透膜而與乾淨的血液分離。 (5) 水的淨化:加入鋁鹽(例如明礬)以將水中其他膠體粒子上的負電荷中和而沉澱。 (6) 河川的入海口常形成三角洲，是因為膠體溶液的凝聚。

1.直徑在 10－7～10－9 公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液。下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確【指考】 (A)膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (B)膠體溶液通電可促使膠體凝聚 (C)在膠體溶液中加入少許電解質，可防止膠體凝聚 (D)廷得耳效應是因膠體粒子散射光線造成 (E)通常膠體粒子可吸附溶液中的離子而帶電荷，故易分散於水溶液中 2.下列液態物質，何者照光時會顯出廷得耳效應？ (Ａ)濃食鹽水溶液 (Ｂ)牛奶 (Ｃ)咖啡 (Ｄ) 95％酒精水溶液

(Ｅ)醬油

3.豆漿是一種膠體溶液，當加入下列何種物質時，可使膠質凝聚析出？ (Ａ)水 (Ｂ)蔗糖 (Ｃ)鹽 (Ｄ)食醋 (Ｅ)石膏【指考】 4.下列敘述，何者正確？ (A)膠體溶液中的溶質粒子可藉一般濾紙加以分離 (B)膠體分散系中，分散質因作熱運動而產生布朗運動 (C)果凍、肉凍及布丁是疏水性膠體，稱為凝膠 (D)液相分散到液相的膠體溶液，稱為乳液，如美奶滋；而固相分散到液相的膠體溶液，稱為溶膠或凝膠，如油漆 (E)布朗運動係指膠體粒子彼此互相碰撞造成不規則的運動 (F)工廠的煙囪上裝置一對通電的正、負電板，可以減少排放的煙塵，此和膠體粒子帶電的現象有關 (G)河川的入海口常形成三角洲，是因為膠體溶液的凝聚現象

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1.下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？ (A)硫化鎘吸收溶液中的 HS－而帶電

(B)在 As2S3 膠體溶液中，加入 Fe2(SO4)3 比 Na3PO4 更易使其產生沉澱 (C)膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (D)廷得耳效應是因粒子所帶同性電相斥而發生 (E)膠體溶液通電可促其凝聚 (F)膠體粒子雖有帶電現象，但膠體溶液仍保持電中性 (G)膠體粒子能散射光線，故能顯現出廷得耳效應 (H)膠體溶液中的溶質粒子不會沉澱析出，係因廷得耳效應之故 (I)膠體溶液也是種過飽和溶液，可藉加入晶種使膠體粒子凝聚析出，變成飽和溶液 (J)膠體溶液中的分散介質顆粒比真溶液中的溶質顆粒大 (K)在硫化鎘膠體溶液中，加入 Na3PO4 比加入 Al(NO3)3 更易使其產生沉澱 2.氯化鐵與水起水解，依 FeCl3＋3 H2O → Fe(OH)3＋3 HCl 反應，除去 HCl 後可得氫氧化鐵膠體溶液。欲使此膠體溶液凝聚，下列何者最佳？ (A) K3Fe(CN)6 (B) K4Fe(CN)6 (C) KMnO4 (D) NaCl 3.於 Fe(OH)3 膠體溶液中通電，則 Fe(OH)3 在陰極凝聚。加入下列何者之凝聚效果最好? (A)NaCl

(B)Ba(NO3)2 (C)Na2SO4 (D)AlCl3

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一、單一選擇題 1. ____下列哪一種不是溶液？

(Ａ)黃銅

(Ｂ)空氣

(Ｃ)白金

(Ｄ)糖水。

2. ____有關溶液的敘述，何者錯誤？ (Ａ)溶液是由純物質所構成的均勻化合物 (Ｂ)溶液的組成可以改變 (Ｃ)溶液有固態、液態、氣態等三類 (Ｄ)溶液不一定都可導電。 3. ____下列對溶液的敘述，何者正確？ (Ａ)必以水為溶劑 (Ｂ)溶液在常溫、常壓下一定為液態 (Ｃ) 18K 金為一種溶液 (Ｄ)兩物質形成溶液時，均可以任意比例混合。 4. ____下列敘述，何者正確？ (Ａ)碘酒為非電解質溶液 (Ｂ)溶液有一定的熔點，但無一定的沸點 (Ｃ)四氯化碳可與水形成真溶液 (Ｄ)金屬可與金屬形成溶液，但金屬與非金屬不可形成溶液。 5. ____欲配製 0.1 m 甘油（分子量為 92）水溶液 500 g，下列有關操作的敘述，何者正確？ ( Ａ)將 9.2 g 甘油加入 500 g 水中 (Ｂ)將 9.2 g 甘油加入 490.8 g 水中 (Ｃ)將 4.6 g 甘油加入 495.4 g 水中 (Ｄ)將 4.5 g 甘油加入 500 g 水中。 6. ____下列哪一溶液，其體積莫耳濃度最接近於重量莫耳濃度？ (Ａ) 0.3 M KI(aq) (Ｂ) 0.03 M KI(aq) (Ｃ) 0.3 M KI(CH3OH) (Ｄ) 0.03 M KI(CH3OH)。 7. ____有一水溶液比重為 d，重量百分率濃度為 W％，體積莫耳濃度為 CM，重量莫耳濃度為 Cm d 100－W ，則 CM 與 Cm 之關係式為何？ (Ａ) CM＝ × Cm (Ｂ) CM＝ × Cm (Ｃ) 100－W d W 100W CM＝（1－）× Cm × d (Ｄ) CM＝ × Cm。 100 100－W 8. ____將 294 g CaCl2．2H2O 溶入 528 mL 水中，此水溶液之重量莫耳濃度為多大？（式量：CaCl2 ＝111） (Ａ) 2.63 m (Ｂ) 3.33 m (Ｃ) 4.03 m (Ｄ) 5.45 m。 9. ____已知甲、乙、丙三瓶硫酸溶液，濃度分別為 2.0 M（1.07 g/mL）、2.0 m、20％，則下列有關此三瓶溶液之濃度大小順序，何者正確？ (Ａ)丙＞甲＞乙 (Ｂ)甲＞丙＞乙 (Ｃ) 甲＞乙＞丙 (Ｄ)丙＞乙＞甲。 10. ____2 m 甲(aq) 300 g 和 4 m 甲(aq) 100 g 混合後，其濃度為多少 m？（甲分子量為 250） (Ａ) 2.4 (Ｂ) 2.6 (Ｃ) 3.0 (Ｄ) 3.2。 11. ____在 4 ℃、1 升水中加入 19.6 克 H2SO4（分子量＝98），求硫酸水溶液之濃度為多少？ (Ａ ) 1.96％ (Ｂ) 0.1 M (Ｃ) 0.4 M (Ｄ) 0.2 m。 12. ____已知在 0 ℃、1 atm 下，100 mL 水可溶解純氧 5.6 mL；現於 0 ℃ 時，將 1 atm 的空氣與某定量的水長時間接觸，若達溶解平衡時，氧的分壓不變，則水中之溶氧量為若干 ppm？ (Ａ) 8 (Ｂ) 16 (Ｃ) 24 (Ｄ) 32。 13. ____下列哪一項可用來區別「溶液」和「膠體溶液」？ (Ａ)溶液由溶質和溶劑組成，而膠體溶液由分散質和分散介質組成 (Ｂ)一束光通過溶液沒有特殊現象，膠體溶液則顯出一條光亮的通路 (Ｃ)溶液中溶質微粒不帶電，膠體溶液中分散質微粒帶有電荷 (Ｄ)溶液通電後溶質微粒向兩極遷移，膠體溶液則是分散質微粒向一極移動。 14. ____下列有關膠體溶液的敘述，何者錯誤？ (Ａ)布朗運動係指膠體粒子彼此互相碰撞造成不規則的運動 (Ｂ)光線通過膠體溶液會形成明亮的通路，是因為廷得耳效應的關係 (Ｃ) 工廠的煙囪上裝置一對通電的正、負電板，可以減少排放的煙塵，此和膠體粒子帶電的現

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象有關 (Ｄ)河川的入海口常形成三角洲，是因為膠體溶液的凝聚現象。 15. ____下列關於膠體溶液的敘述，何者錯誤？ (Ａ)濃洗潔劑溶液及煙霧均為膠體溶液 (Ｂ) 膠體粒子之直徑約為 10－9 ～ 10－6 公尺 (Ｃ)布朗運動的成因乃因電性互斥 (Ｄ)鹹豆漿呈蛋花狀乃因膠體粒子表面的電荷受中和所致。 16. ____氯化鐵加水可水解成 Fe(OH)3 及 HCl，設法除去 HCl，則可得穩定的氫氧化鐵膠體溶液，欲使此膠體溶液很快地凝聚，最好使用下列何種電解質水溶液？（設加入電解質濃度均相同） (Ａ) NaCl (Ｂ) MgCl2 (Ｃ) Al2(SO4)3 (Ｄ) K3PO4。 17. ____欲凝聚硫化砷(III)之膠體溶液，以加入下列何種物質（濃度相同）最為有效？ (Ａ) K3PO4 (Ｂ) Al(NO3)3 (Ｃ) MgCl2 (Ｄ) KCl。 18. ____在一膠體溶液中加入少許明礬或黃血鹽均可使其發生凝聚現象，但以黃血鹽的效果較好，則下列有關該溶液中的膠體粒子之敘述，何者正確？ (Ａ)插入兩電極並通電，膠體粒子會向正極移動 (Ｂ)膠體粒子可能為金屬硫化物 (Ｃ)膠體粒子本身帶有負電 (Ｄ)膠體粒子表面會吸附溶液中的陽離子。 19. ____家中電視關機後，鏡面常有靜電積存於上，一段長時間後，鏡面沉積一層灰塵，此現象與下列何種原理之應用有關？ (Ａ)膠體粒子帶有電荷 (Ｂ)廷得耳效應 (Ｃ)布朗運動 (Ｄ)拉午耳定律。 20. ____「混濁的河水流到出海口後會變得比較清澈」此現象與下列何種原理最相關？ (Ａ)將裝有汽水的瓶蓋打開時，有氣泡冒出 (Ｂ)冬季道路積雪，常撒鹽以避免結冰 (Ｃ)以集中光源照射濃肥皂水時，可看到光亮的通路 (Ｄ)豆漿中加醬油、食鹽及食醋以調製鹹豆漿時，可看到豆花狀物。 21. ____下列各種現象：甲：汽水打開時，冒出大量氣泡；乙：在彈性限度內，氣球愈吹愈大；丙：壓縮氣球，可使氣球破裂；丁：新北市平溪元宵節放天燈，天燈緩緩升上天空；戊：在深海中，若潛水夫呼吸的氣體為空氣，則空氣在血液中的溶解質量會增加，何者可用亨利定律來解釋？ (Ａ)甲、乙 (Ｂ)丙、丁 (Ｃ)丙、戊 (Ｄ)甲、戊。 22. ____下列敘述，何者不正確？（式量：CuSO4＝160） (Ａ)濃度均為 5％的 C6H12O6(aq) 與 C12H22O12(aq) 兩者重量莫耳濃度相等 (Ｂ)濃度均為 1.00 m 的 C6H12O6(aq) 與 C12H22O11(aq)，兩溶液中溶質的莫耳分率均為 0.0177 (Ｃ) 25 克 CuSO4．5H2O 溶於 100 克水，其重量百 16 × 100％ (Ｄ)莫耳分率均為 0.01 的 C6H12O6(aq) 與 C12H22O11(aq)，兩者重量分率濃度為 125 莫耳濃度相同。 23. ____下列有關「真溶液」和「膠體溶液」的敘述，何者正確？ (Ａ)膠體粒子可用普通濾紙分離，真溶液中的溶質不可 (Ｂ)一束光通過真溶液沒有特殊現象，膠體溶液則顯出一條光亮的通路 (Ｃ)直徑在 10－7 ～ 10－5 公尺的粒子所構成的溶液，稱為膠體溶液 (Ｄ)膠體粒子間互相碰撞而造成布朗運動 (Ｅ)真溶液中溶質微粒不帶電，膠體溶液中分散質微粒帶有電荷。 24. ____下列有關膠體溶液的敘述，何者錯誤？ (Ａ)膠體粒子通常是由高分子、離子吸附溶液中分子或離子吸附其他離子所構成的粒子 (Ｂ)膠體粒子能散射光線，故能顯現出廷得耳效應 (Ｃ)膠體粒子的直徑約為 1 ～ 1000 nm (Ｄ)膠體粒子因受溶劑分子不平衡的碰撞，故有布朗運動 (Ｅ)膠體溶液是一種過飽和溶液，可藉加入晶種，使膠體粒子凝聚析出而成飽和溶液。

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二、多重選擇題 1. ____下列關於溶液的敘述，何者正確？ (Ａ)溶液形態可以有固態、液態、氣態 (Ｂ)溶液必可導電 (Ｃ)溶液的組成可以改變 (Ｄ)金屬可與金屬形成溶液，但金屬與非金屬不可形成溶液 (Ｅ)溶液有一定的沸點，但無一定的熔點。 2. ____有(甲)、(乙)、(丙)、(丁)四瓶硝酸鉀溶液，各瓶之濃度分別為(甲) 4.12 M（比重為 1.11 ）；(乙) 4.12 m；(丙) 41.2％重量百分率濃度；(丁)莫耳分率 0.0412，下列各瓶的濃度大小次序，何者正確？（硝酸鉀式量為 101） (Ａ)(甲)＞(乙)＞(丁) (Ｂ)(乙)＞(丁) ＞(丙) (Ｃ)(丙)＞(甲)＞(乙) (Ｄ)(丁)＞(乙)＞(甲) (Ｅ)(丙)＞(丁)＞(甲)。 3. ____下列哪種濃度表示法，其數值不隨溫度、壓力之變化而改變？ (Ａ)莫耳分率 (Ｂ)體積莫耳濃度 (Ｃ)重量莫耳濃度 (Ｄ)重量百分率濃度 (Ｅ)體積百分率。 4. ____下列有關濃度之敘述，何者正確？（同溶劑之溶液） (Ａ)同一溶液的莫耳濃度為 a M，其重量莫耳濃度為 b m，則 a＞b，且濃度愈濃 a 與 b 之差愈大 (Ｂ)重量莫耳濃度愈大者，表示溶質之莫耳分率亦愈大 (Ｃ)體積莫耳濃度不受溫度之影響，但重量莫耳濃度必隨溫度有所改變 (Ｄ)重量莫耳濃度與重量百分率濃度之互換，不須先得知溶液之比重 (Ｅ)兩相同溶劑的溶液，其溶質種類不同，但莫耳分率相同，則重量莫耳濃度也同。 5. ____已知硫酸溶液的重量百分率濃度為 98％，比重為 1.84，下列濃度何者正確？ (Ａ)重量莫耳濃度為 50 m (Ｂ)體積莫耳濃度為 18.4 M (Ｃ)莫耳分率為 0.40 (Ｄ)重量莫耳濃度為 500 m (Ｅ)莫耳分率為 0.90。 6. ____(甲)、(乙)、(丙)、(丁)、(戊)五瓶硫酸溶液，各瓶之硫酸濃度分別為：(甲) 1.00 M（比重為 1.07）；(乙) 1.00 m；(丙) 11％重量百分率濃度；(丁) 0.02 莫耳分率；(戊) 500 ppm 之硫酸溶液，請問各瓶之濃度大小次序，何者正確？（分子量：H2SO4＝98） (Ａ)(甲) ＞(丁)＞(乙) (Ｂ)(戊)＞(丙)＞(甲) (Ｃ)(甲)＞(乙)＞(戊) (Ｄ)(丙)＞(甲)＞(戊 ) (Ｅ)(丁)＞(乙)＞(戊)。 7. ____下列有關真溶液及膠體溶液的敘述，何者錯誤？ (Ａ)真溶液的溶質相當於膠體溶液的分散介質 (Ｂ)直徑在 10－9 ～ 10－6 公分的粒子所構成的溶液，稱為膠體溶液 (Ｃ)由於膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (Ｄ)可流動的膠體溶液稱為溶膠 (Ｅ)硫化鎘膠體粒子帶負電荷。 8. ____下列有關廷得耳效應的敘述，何者正確？ (Ａ)是因存在於溶液中的微粒直徑約 10－9 ～ 10－6 公尺 (Ｂ)是因粒子所帶同性電相斥而發生 (Ｃ)是因粒子在強光下，運動加快而發生 (Ｄ)是因粒子散射光線而發生 (Ｅ)是因溶液中的粒子受溶劑粒子的碰撞而發生。 9. ____下列何者為膠體溶液？ (Ａ)秋天早晨的霧 (Ｂ)米酒 (Ｃ)工業城市瀰漫於天空中之煙塵 (Ｄ)奶茶 (Ｅ)汽油。－ 10. ____下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？ (Ａ)硫化鎘吸收溶液中的 HS 而帶電 (Ｂ) 在 As2S3 膠體溶液中，加入 Fe2(SO4)3 比 Na3PO4 更易使其產生沉澱 (Ｃ)膠體粒子間相互碰撞而造成布朗運動 (Ｄ)廷得耳效應是因粒子所帶同性電相斥而發生 (Ｅ)膠體溶液通電可促其凝聚。 11. ____含有奈米黃金粒子的水溶液，下列有關其性質敘述，何者正確？ (Ａ)屬於膠體溶液 ( Ｂ)會散射光線 (Ｃ)置於高倍顯微鏡下，可見奈米黃金粒子作不規則折線運動 (Ｄ)可利用濾紙將奈米黃金粒子過濾出來 (Ｅ)黃金奈米粒子表面不可能帶電荷。

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12. ____直徑在 10－9 ～ 10－6 公尺的粒子所構成的溶液稱為膠體溶液，下列有關膠體溶液性質的敘述，何者正確？ (Ａ)膠體粒子間互相碰撞而造成布朗運動 (Ｂ)膠體溶液通電可促使膠體粒子凝聚 (Ｃ)在膠體溶液中加入少許的電解質，可防止膠體粒子凝聚 (Ｄ)廷得耳效應是因膠體粒子散射光線造成 (Ｅ)通常膠體粒子可吸附溶液中離子而帶電荷，故易分散於水溶液中。

13.____下列有關膠體溶液的敘述，何者正確？ (Ａ)膠體粒子雖有帶電現象，但膠體溶液仍保持電中性 (Ｂ)膠體粒子能散射光線，故能顯現出廷得耳效應 (Ｃ)布朗運動是由於膠體粒子相互碰撞所造成的 (Ｄ)膠體溶液中的溶質粒子不會沉澱析出，係因廷得耳效應之故 (Ｅ)真溶液與膠體溶液是依溶質顆粒的大小來區別。

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3‐2 水的相變化物質的三態固態

液態

氣態

模型

粒子間作用力

密度

體積與形狀

可壓縮性

受熱後膨脹率

粒子間距離

擴散速率

流動性

運動方式

振動轉動移動

1.下列有關物質三態的敘述，何項正確？ (Ａ)粒子間引力大小：固態＞液態＞氣態 (Ｂ)密度大小：固態＞液態＞氣態 (Ｃ)粒子間的動能：氣態＞液態＞固態 (Ｄ)可壓縮性：固態＞液態＞氣態 (Ｅ)同一物質的位能：氣態＞液態＞固態

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物質狀態的改變(相變化) 1.物質由一個物理狀態轉化成另一個物理狀態的程序。

2.狀態的改變是_______的改變，其化學組成與性質不變。 3.改變物質狀態的因素:_____、_____。 4.能量的變化不超過_______。 5.加熱曲線圖: 溫度

加熱時間

吸熱

AB

BC

CD

DE

EF

狀態

ΔH 吸

放熱

FE

ED

DC

CB

BA

狀態

ΔH 放

(1)A~B:固體受熱，位能____，動能____可求_______。 (2)C~D:液體受熱，位能____，動能____可求_______。 (3)B~C(熔化期間):固體液化，位能____，動能____可求_______。純物質在熔化過程，繼續吸熱但溫度不變(熔點固定)，所吸收的熱量作為 ___________克服分子間的束縛力。 (4)D~E(汽化期間):液體液化，位能____，動能____可求_______。純物質在汽化過程，繼續吸熱但溫度不變(沸點固定)，所吸收的熱量作為 ___________克服分子間的束縛力。

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(5)莫耳熔化熱:1mol 固態物質熔化成同溫度液態物質所吸收的熱量。莫耳凝固熱:1mol 液態物質凝固成同溫度固態物質所放出的熱量。莫耳汽化熱:1mol 液態物質汽化成同溫度氣態物質所吸收的熱量。莫耳凝結熱:1mol 氣態物質凝結成同溫度液態物質所放出的熱量。

a.液體:分子間引力愈大莫耳汽化熱___沸點___ b.固體:熔點高莫耳熔化熱_______ (需考慮堆積方式) c.同一物質莫耳汽化熱___莫耳熔化熱

1.何者正確? (A)玻璃有固定的形狀，所以是晶體 (B)汽化熱>熔化熱，是因為汽化過程粒子間的引力較大 (C)粒子間的引力愈大，汽化時吸熱愈多 (D)汽化熱愈大，沸點愈高 (E)熔點愈高，熔化熱愈大 (F)冰塊丟入水中，熔化時溫度不上升，是冰塊所吸收的熱用來克服冰中水分子間的引力 (G)同一物質，液態的密度通常比固態低 2.100 克某固體物質 X，在定壓下，由 0 ℃ 起以均勻熱源加熱，每分鐘 500 cal，其溫度與時間的關係如圖所示。則下列敘述何者正確？ (A)該固體的比熱是 0.5 J/g ℃ (B)物質 X 在該壓力時的沸點是 60 ℃ (C) 100 克固態的物質 X，完全汽化需熱量 2000 cal (D)該物質的汽化熱為 20 cal/g (E)該固體為純物質 3.以相同熱源加熱質量相同的 A、B、C 三種固體，如下圖，回答下列問題： (1)由上圖知，何者熔點最高？時各物質的狀態為何？ (2)由上圖知，在 50 ℃ (3)由上圖知，A、B、C 三物質在熔化期間，耗熱量最多的為何者？ (4)同質量時，A、B、C 三種固體比熱的比為何？ (5) C 固體加熱時間為 5 分鐘時，固體與液體質量的比為何？

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三相圖 1.在常溫常壓下我們可能僅看到物質的一種狀態，如果改變適當的壓力及溫度，則可以看到不同的狀態。而科學家記錄不同溫度及壓力下物質的狀態所繪製的圖稱為三相圖。 2.以水的三相圖為例:

H2O 的三相圖

CO2 的三相圖

(1)每個區域代表一種相，此相在這區域內任一種溫度和壓力組合下均為_______。 (2)一般而言，溫度上升動能變大，由左而右分別為:固相、液相、氣相。 (3)分開各區域間的線段代表____的曲線。而在曲線上的任一點代表在特定溫度、壓力下平衡時_____共存。 ED 線為_____共存，任一點代表____點。 DF 線為_____共存，任一點代表____點。 DG 線為_____共存，任一點代表______點。 (4) ED 線與 DF 線的斜率為___所以壓力變大，昇華點與沸點均____。 (5) DG 線的斜率在大部分物質為正值所以壓力變大，熔點____。 DG 線的斜率在__________為負值所以壓力變大，熔點____。說明: (6)三相點為三條相變曲線的交點，在此溫度、壓力下平衡時_____共存。對水而言，三相點為 0.006 atm、0.0098 ℃ (7)壓力為 1atm 時的熔點稱為正常熔點:B 點。壓力為 1atm 時的沸點稱為正常沸點:C 點。

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(8)臨界點（F 點）:液、氣相共存線段的終點。對水為 218 atm、374℃ a.臨界溫度：使氣體液化成液體之最高溫度，以水而言即超過 374℃，不管加多大壓力，皆無法使水蒸氣液化成水。 b.臨界壓力：在臨界溫度時，使氣體液化成液體所加之最小壓力，以水而言即小於 218 atm，水蒸氣仍無法液化成水。 c.臨界溫度與分子間的引力大小有關，氣體分子間引力大者，其臨界溫度相對也相高。同理，臨界溫度愈低，該氣體愈____液化，如 He、H2、O2、N2、鈍氣等。 d.理想氣體分子間無作用力，故不可能液化，所以無臨界點。 e.超過臨界點時稱為超臨界流體(supercritical fluid，SCF），具有氣體膨脹和收縮的性質，以及液體的溶劑特性。以 CO2 說明:在超臨界流體時，類似氣體，但密度很大，可作溶劑以溶解液體或固體溶質。可用以萃取咖啡豆中之咖啡因或自花中萃取香料，因為在較低壓下，CO2 很容易蒸發而與萃取物分離，故不會有溶劑汙染的問題。

3.三相圖的應用: (1)將氣相的 A 點液化步驟: (2)DE 的過程稱為____。 FG 的過程稱為____。 BC 的過程稱為____。 4.三相點的實用意義: (1)用來判斷一物質是否會昇華。 (2)可以昇華的條件:______。 (3)所以一物質是否會昇華取決於當時所處的____。

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1. 水結冰時，體積會增大，則外加壓力對冰熔點影響的正確圖形為下列何者？ (指考) (Ａ) (Ｂ) (Ｃ)

(Ｄ)

2.圖為純水在不同壓力與溫度時的狀態示意圖（未按實際比例）。若將純水的溫度維持 0 ℃ －，壓力自 10 大氣壓下降，直至 10 3 大氣壓。則在此過程中，純水的狀態改變情形，下列何者正確？ (Ａ)固態 → 液態 (Ｂ)固態 → 氣態 (Ｃ)液態 → 氣態 (Ｄ)固態 → 液態 → 氣態 (Ｅ)液態 → 固態 → 氣態

3.右圖中，曲面上各點的坐標代表一純物質的體積 V、溫度 T 與壓力 P。甲、乙、丙均為等溫線，其粗線部分與 V 軸平行，圖中虛線為此物質兩態共存區之邊界線。下列有關此物質三態的敘述，何者正確？ (學測) (Ａ)在甲溫度時，此物質之固態與液態可以共存 (Ｂ)在甲溫度時，此物質之固態與氣態可以共存 (Ｃ)在乙溫度時，此物質之液態與氣態無法共存 (Ｄ)在高於丙溫度時，此物質無法三態共存 4.圖是氧的三相圖。圖中實線表示氧以兩種狀態共存時，溫度和壓力的關係線。下列有關此相圖的敘述，哪些是正確的？ (指考) (Ａ)一大氣壓下，液態氧的沸點約為 90 K (Ｂ)一大氣壓下，固態氧的熔點約為 80 K (Ｃ)液態氧在 74 K 時，其蒸氣壓約為 300 mmHg (Ｄ)當壓力為 100 mmHg、溫度為 60 K 時，氧為液態 (Ｅ)當壓力為 400 mmHg、溫度為 95 K時，氧為液態

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1.圖為二氧化碳的相圖，依圖判斷下列敘述，何者正確？ (Ａ) 20 ℃、5 atm 下，CO2 為液態 (Ｂ) CO2 的超臨界流體具有高溶解力與高滲透性，但卻因高毒性及不可回收而無法利用 (Ｃ) CO2 的沸點隨壓力之增大而上升 (Ｄ)於－78.6 ℃時，將 0.8 atm 的 CO2 加壓至 3 atm，則會由氣態轉變成固態 (Ｅ) CO2 熔化時體積變小 2.某純物質的相圖如下所示：P、Q、R、S、T、U 六點的（溫度，壓力）坐標分別為：P（－5.4 ℃，0.5 atm）， Q（10.0 ℃，100 atm），R（200 ℃，150 atm）， S（－60 ℃，0.2 atm），T（50 ℃，1.00 atm）， U（1.00 ℃，1.00 atm） (１)下列各溫壓時：(甲) 2 ℃，1 atm；(乙) 10.0 ℃，50 atm；(丙)－50 ℃，0.5 atm； (丁) 50 ℃，2.0 atm；(戊) 250 ℃，100 atm，哪些物質以液態存在？ (Ａ)僅有(甲)(丙)(戊) (Ｂ)僅有(甲)(乙)(丁) (Ｃ)僅有(甲)(乙)(丙)(丁) (Ｄ)僅有(乙)(丙)(丁) (Ｅ)僅有(丙)(丁)(戊) (Ｆ)僅有(甲)(丁)(戊) (２)下列各溫壓時：(甲) 150 ℃，2 atm；(乙) 50 ℃，300 atm；(丙) 250 ℃，250 atm； (丁) 500 ℃，300 atm；(戊) 200 ℃，100 atm，哪些物質可稱為超臨界流體？ (Ａ)僅有(乙)(丙) (Ｂ)僅有(甲)(丙) (Ｃ)僅有(乙)(戊) (Ｄ)僅有(甲)(丙)(戊) (Ｅ)僅有(丙)(丁)(戊) (Ｆ)僅有(丙)(丁) (３)對於此純物質的下列各項敘述：(甲)該物質的沸點隨著外壓的增加而增加； (乙)該物質的凝固點隨著外壓的增加而增加；(丙)該物質在 1 atm 時可出現昇華現象；(丁)該物質在液態時，飽和蒸氣壓隨溫度的增加而增加；(戊)在 1 atm 時，該物質的沸點高於水。以上敘述，哪些是正確？ (Ａ)(甲)(乙)(丙)(丁)(戊) (Ｂ)僅有(甲)(丙)(丁)(戊) (Ｃ)僅有(乙)(丙)(丁)(戊) (Ｄ)僅有(乙)(丙)(丁) (Ｅ)僅有(甲)(乙)(丁) (Ｆ)僅有(甲)(乙)

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1. 常溫、常壓下，下列物質何者較不易觀察到昇華現象？ (Ａ)碘 (Ｂ)樟腦丸 (Ｃ)萘丸 (Ｄ)冰 (Ｅ)乾冰 2.鐵絲兩端懸掛重物後將部分鐵絲放在冰塊上，鐵絲可以切入冰塊，而被切割後之冰塊，又會再度癒合如下圖所示，可推知，加大壓力時，冰的熔點有何變化？ (Ａ)升高 (Ｂ)降低 (Ｃ)先升後降 (Ｄ)先降後升 3.附圖是水的相圖。圖中 OA、OB、OC 三條實線表示水以兩態共存時，溫度和壓力的關係曲線。下列敘述何者正確？ (Ａ) a → b：體積變大 (Ｂ) 1.5 atm、100 ℃時，H2O 以液態存在 (Ｃ)分子間引力：a＞b (Ｄ) X → Y：體積變大 4.附圖為某物質之相圖，下列有關該相圖之敘述，何者不正確？ (Ａ)該物質的沸點及熔點均隨外壓的增加而升高 (Ｂ) D 點稱為臨界點，是液體存在的最低溫度 (Ｃ) B 點稱為三相點，是固、液、氣三態共存之點 (Ｄ)該物質在 A、H、F 三點所具有的位能大小順序為 A＞H＞F (Ｅ)曲線稱為熔化曲線 5.右圖是水的三相圖。圖中 OA、OB、OC 三條實線表示水以兩態共存時，溫度和壓力的關係曲線。圖中點 a 的壓力為 Pa，點 b 的壓力為 Pb。若壓力由 Pa 逐漸增大至 Pb，則下列哪一個圖最能適切地表示壓力（橫軸）與體積（縱軸）的變化關係？ (A)

(B)

(C)

(D)

(E)

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一、單一選擇題 1. ____將同質量 100 ℃ 之水蒸氣與 0 ℃ 之冰置於一絕熱容器內，當達到熱平衡時，則下列敘述 1 何者正確？ (Ａ)全部是液態 (Ｂ)全部是氣態 (Ｃ)氣態之質量為總質量的，液態之 4 3 2 1 質量為總質量的 (Ｄ)氣態之質量為總質量的，液態之質量為總質量的。 4 3 3 2. ____圖為某固體物質受熱後的溫度－時間關係圖，則下列敘述何者正確？ (Ａ) A → B 物質狀態改變 (Ｂ) B → C 所受的熱量用來增加分子的位能 (Ｃ) D 點所發生的現象為蒸發 (Ｄ)此物質為混合物。 3. ____在沸點時，漸漸加熱某液體，結果溫度並不上升，因為此熱能被吸收用於 (Ａ)增加液體分子的平均動能 (Ｂ)增加分子的運動速率 (Ｃ)克服液體中分子間之吸引力 (Ｄ)減少液體粒子間的位能。 4. ____下列各反應物都取 1 莫耳，何者所需的能量最多？ (Ａ) 0 ℃ 的冰熔化成 0 ℃ 的水 (Ｂ) 100 ℃ 的水變為 100 ℃ 的水蒸氣 (Ｃ)電解水 (Ｄ)乾冰昇華為二氧化碳。 5. ____物質會有熱脹冷縮的現象，原因何在？ (Ａ)受熱時分子間距離減小 (Ｂ)冷卻時分子就靜止不動 (Ｃ)受熱或冷卻時分子間的距離就增大或縮小 (Ｄ)分子間距離與熱無關。 6. ____溫度代表冷熱程度，以下關於溫度的敘述，何者錯誤？ (Ａ)一大氣壓下，冰與水共處達熱平衡的溫度為 0 ℃ (Ｂ)一大氣壓下，水沸騰的溫度為 100 ℃ (Ｃ)愈冷，溫度愈低，可低到－100 ℃、－1000 ℃ 等 (Ｄ)愈熱，溫度愈高，可高到 100 ℃、1000 ℃ 以上 ( Ｅ)在加熱曲線中，當溫度不變時，代表分子平均動能不變。 7. ____取室溫 20 ℃ 時為固體狀態的某物質若干克，置於一容器中，在定壓下以穩定熱源加熱。加熱過程中，相同時間間隔做一次測量，所測得此物質的溫度和體積的關係，如下圖所示，加熱結束時此物質為氣態，則此物質的熔點為多少 K？ (Ａ) 40 (Ｂ) 80 (Ｃ) 313 ( Ｄ) 353 (Ｅ) 200.3。 8. ____某化合物的相圖如下所示，下列敘述何者正確？ (Ａ) 20 ℃ 時，壓力為 1.0 atm，此物質為液態 (Ｂ)此物質由液態變為固態時，體積將會縮小 (Ｃ)此物質之熔點將隨大氣壓力增加而下降 (Ｄ)當外界大氣壓力為 1.0 atm 時，溫度由 0 ℃ 升至 50 ℃，此物質將發生昇華現象。

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