第六章 相變與溶液

第 三 章 相 變 與 溶 液 1 第 三 章 相 變 與 溶 液 3-1 物 質 狀 態 與 變 化 一 物 質 狀 態 及 相 變 1. 物 質 三 態 ( 相 ): 由 當 時 的 溫 度 壓 力 決 定 狀 態 (1) 固 態 (s): 物 質 粒 子 間 距 離 通 常 最 近, 儲 存 的 位 能 最 小 粒 子 不 能 自 由 活 動, 只 在 原 地 振 動 (2) 液 態 (l): 物 質 粒 子 可 自 由 活 動, 有 固 定 的 體 積, 無 固 定 的 形 狀 註 : 液 態 (l) 並 不 含 水, 與 水 溶 液 (aq) 不 同 (3) 氣 態 (g): 物 質 粒 子 間 距 離 最 遠, 位 能 最 大 粒 子 最 易 活 動, 易 脹 縮, 體 積 形 狀 隨 容 器 而 變 註 : 氣 體 大 多 無 色 看 不 見 2. 狀 態 的 變 化 ( 相 變 ) 溫 度 ( ) 昇 華 ( 吸 熱 ) g 沸 點 bp l,g D E 熔 化 汽 化 l 熔 點 mp s,l 固 體 液 體 氣 體 B C s 凝 固 凝 結 A 凝 華 ( 放 熱 ) 加 熱 時 間 (t) 二 純 物 質 的 物 理 性 質 註 : 純 物 質 的 性 質 固 定, 但 混 合 物 的 性 質 不 固 定 1. 蒸 發 : 只 要 在 絕 對 零 度 (-273 ) 以 上, 液 體 均 可 由 表 面 蒸 發 成 氣 體 (1) 溫 度 愈 高, 蒸 發 愈 快 2. 沸 騰 : 溫 度 達 到 沸 點, 液 體 內 部 及 表 面 全 可 變 氣 體 3. 飽 和 蒸 氣 壓 : 密 閉 容 器 中 液 氣 共 存 時 之 蒸 氣 壓 力 (1) 同 一 種 物 質 的 飽 和 蒸 氣 壓 定 溫 定 值, 與 容 器 大 小 及 液 體 多 寡 無 關, 也 不 受 其 他 氣 體 影 響 (2) 溫 度 愈 高, 飽 和 蒸 氣 壓 愈 大 (3) 分 子 間 引 力 愈 大, 愈 難 汽 化, 沸 點 愈 高, 所 需 吸 收 的 汽 化 熱 愈 大, 飽 和 蒸 氣 壓 愈 小 例 : 分 子 間 引 力 : 水 > 乙 醇 > 乙 醚, 故 沸 點 : 水 > 乙 醇 > 乙 醚, 蒸 氣 壓 : 水 < 乙 醇 < 乙 醚 4. 純 物 質 的 沸 點 bp: (1) 沸 騰 時 的 溫 度, 液 氣 共 存, 飽 和 蒸 氣 壓 = 外 界 壓 力, 定 壓 下 沸 點 為 定 值 (2) 沸 點 會 隨 外 界 壓 力 而 變,1atm 時 稱 為 正 常 沸 點 例 : 水 的 正 常 沸 點 = 100, 此 時 飽 和 蒸 氣 壓 = 1atm 5. 純 物 質 的 熔 點 mp: (1) 固 體 熔 化 時 ( 固 液 共 存 ) 的 溫 度, 定 壓 下 mp 為 定 值 (2) 熔 點 會 隨 外 界 壓 力 而 變, 在 1atm 時 稱 為 正 常 熔 點 (3) 液 體 凝 固 時 的 溫 度 稱 為 凝 固 點 fp, 純 物 質 的 凝 固 點 等 於 熔 點 例 : 冰 的 正 常 熔 點 = 0 = 水 的 正 常 凝 固 點

6. 莫 耳 汽 化 熱 : 1mol 液 體 汽 化 成 同 溫 度 氣 體 所 需 吸 收 之 熱 量 ( 反 之 凝 結 放 熱 ) 例 : 水 的 莫 耳 汽 化 熱 H 2 O (l) H 2 O (g) ΔH= +9.72 Kcal /mol > 0 7. 莫 耳 熔 化 熱 : 1mol 固 體 熔 化 成 同 溫 度 液 體 所 需 吸 收 之 熱 量 ( 反 之 凝 固 放 熱 ) 例 : 冰 的 莫 耳 熔 化 熱 H 2 O (s) H 2 O (l) ΔH= +1.44 Kcal /mol > 0 8. 昇 華 : 固 體 直 接 變 成 氣 體, 例 : 常 溫 常 壓 下 有 乾 冰 CO 2(s) 碘 I 2(s) 樟 腦 丸 會 昇 華 例 1 每 分 鐘 以 500 卡 加 熱 100g 固 體 ( 分 子 量 80) 如 圖, 求 其 (1) 熔 點 沸 點 (2) 固 體 及 液 體 比 熱 (3) 每 克 氣 化 所 需 吸 收 的 熱 量 莫 耳 汽 化 熱? 第 三 章 相 變 與 溶 液 2 83 日 93 指 補 20,60,0.5 0.25cal/g,20cal/g,1600 卡 / 莫 耳 例 2 物 體 abcd 飽 和 蒸 氣 壓 (mmhg) 如 表 : (1) 正 常 沸 點 的 大 小 順 序? (2) 何 者 可 能 是 水? (3) 大 氣 壓 力 1atm,75 時 何 者 是 氣 態? 25 50 a 24 93 b 59 222 c 114 317 d 30 80 75 289 666 820 200 100 760 1693 1463 600 例 3 (1) 如 右 圖 在 300K 時, 何 者 是 氣 態? (A) 甲 乙 (B) 乙 丙 (C) 丙 丁 (D) 甲 丙 (E) 乙 丁 (2) 哪 一 個 是 水?(A) 甲 (B) 乙 (C) 丙 (D) 丁 d>a>b>c,a,c 90 學 D,B

三 物 質 的 三 相 圖 1. 水 的 三 相 圖 : (1) 可 由 當 時 溫 壓 知 道 狀 態 (2) 可 知 某 溫 度 下 的 飽 和 蒸 氣 壓 (3) 溫 度 愈 高, 飽 和 蒸 氣 壓 愈 大 (4) 可 知 某 壓 力 下 的 熔 點 沸 點 (5) 壓 力 愈 大, 水 的 沸 點 愈 高, 熔 點 愈 低 (6) 超 過 臨 界 溫 度, 不 論 壓 力 大 小 必 為 氣 態 第 三 章 相 變 與 溶 液 3 例 4 水 的 三 相 圖 如 下, 回 答 下 列 問 題 :Ⅰ 是 態,Ⅱ 是 態,Ⅲ 是 態 (1) 0, 壓 力 由 10atm 降 至 10-3 atm 之 狀 態 變 化? (2)1atm 下 由 -5 110 之 狀 態 變 化? (3)0.005atm 下 由 -5 110 之 狀 態 變 化? (A) s l (B) l s (C) s g (D) s l g (E) l s g 2. 一 般 物 質 的 三 相 圖 : 壓 力 愈 大, 一 般 物 質 的 沸 點 熔 點 愈 高 s l g E,D,C 例 5 如 右 圖 哪 些 正 確? (A) 正 常 熔 點 >150 (B) 沿 著 ACD 線, 氣 液 相 達 到 平 衡 (C)E 點 分 子 平 均 動 能 >F 點 (D)C 點 固 液 氣 態 同 時 共 存 (E) 壓 力 0.25atm, 溫 度 由 50 增 至 250 時 會 昇 華 指 研 CDE << 類 題 >> 01. 冰 箱 取 出 西 瓜,5 分 鐘 後 表 面 有 水 珠, 久 置 又 消 失 的 原 因 是 哪 一 個? (A) 西 瓜 內 水 遇 熱 滲 出, 再 汽 化 擴 散 至 空 氣 中 (B) 空 氣 中 水 蒸 汽 遇 冷 凝 結 到 西 瓜 表 面, 再 被 西 瓜 吸 收 回 去 (C) 空 氣 中 水 蒸 汽 遇 冷 凝 結 到 西 瓜 表 面, 再 汽 化 擴 散 至 空 氣 中 83 學 C 02. 哪 一 個 錯 誤? (A)1 大 氣 壓 下, 冰 水 共 存 平 衡 溫 度 是 0 (B)1 大 氣 壓 下, 水 沸 騰 溫 度 為 100 (C) 愈 冷 溫 度 愈 低, 可 低 到 -1000 (D) 愈 熱 溫 度 愈 高, 可 高 到 1000 83 學 C 03. 製 奶 粉 何 者 最 適 合 使 水 蒸 發?(A) 瞬 間 高 溫 (B) 高 溫 加 壓 (C) 通 風 加 熱 (D) 真 空 蒸 發 83 學 D

04. 水 結 冰 時 體 積 增 大, 則 外 界 壓 力 對 冰 熔 點 影 響 為 哪 一 個? 第 三 章 相 變 與 溶 液 4 83 日 A 05. 冬 天 的 水 由 表 面 結 冰 是 哪 一 個 原 因?(A) 水 溫 愈 低 密 度 愈 小 (B) 水 溫 愈 低 密 度 愈 大 (C) 水 溫 降 至 4 時 密 度 最 小, 溫 度 再 降 低 密 度 變 大 (D) 水 溫 降 至 4 時 密 度 最 大, 溫 度 再 降 低 密 度 變 小 87 學 D 06. 冰 塊 所 冒 白 煙 是 哪 一 個?(A) 冰 塊 所 釋 放 之 水 蒸 氣 (B) 冰 熔 化 之 水 滴 (C) 冰 吸 熱 所 生 水 蒸 氣 (D) 空 氣 中 水 蒸 汽 遇 冷 凝 結 之 水 滴 87 學 D 07. 樟 腦 會 直 接 變 成 氣 體 跑 掉, 叫 做 昇 華 試 問 下 列 哪 一 個 現 象, 其 原 理 與 上 述 的 相 類 似? (A) 汽 油 放 在 室 溫 下, 其 體 積 會 逐 漸 減 少 (B) 皮 膚 塗 上 的 碘 酒, 黃 色 會 逐 漸 褪 去 (C) 打 開 汽 水 瓶, 可 以 見 到 大 量 氣 泡 冒 出, 經 過 一 段 時 間 後, 氣 泡 會 減 少 (D) 將 玻 璃 杯 從 冰 箱 取 出, 會 見 到 玻 璃 杯 外 圍 有 許 多 水 滴, 經 過 一 段 時 間 後, 這 些 小 水 滴 會 逐 漸 消 失 不 見 91 學 研 B 08. 水 的 三 相 圖 中,(1)a 點 至 b 點 的 體 積 v 與 壓 力 p 關 係 圖 為 哪 一 個? (2)Y 至 X 的 溫 度 變 化 T 與 所 累 積 熱 量 Q 關 係 圖 為 哪 一 個? 92 指 C A 09. (1) 下 列 金 屬 液 態 時 體 積 隨 溫 度 增 加 而 呈 線 性 成 長, 要 測 400~600, 溫 度 計 適 合 填 入 哪 一 個? (A) Al (B) Ca (C) Hg (D) In (E) W 熔 點 660 839-38.8 156 3410 沸 點 2467 1484 356.6 2080 5560 (2) 如 填 入 鎵, 在 310K 時 高 1.3 微 米,710K 時 高 5.3 微 米, 則 1atm 水 沸 騰 時 高? 微 米 (A)0.63 (B)1.9 (C)2.6 (D)3.7 (E)5.3 93 學 D B 10. 質 量 100 公 克 的 某 固 態 金 屬 以 功 率 為 200 瓦 特 的 熱 源 加 熱, 測 得 金 屬 溫 度 T 隨 時 間 t 變 化 的 曲 線 如 圖 所 示 則 該 固 態 金 屬 的 比 熱 為 多 少 J/kg-K? 96 學 600

第 三 章 相 變 與 溶 液 5 11. 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? (A) 一 大 氣 壓 下, 液 態 氧 的 沸 點 約 為 90K (B) 一 大 氣 壓 下, 固 態 氧 的 熔 點 約 為 80K (C) 液 態 氧 在 74K 時, 其 蒸 氣 壓 約 為 300mmHg (D) 當 壓 力 100mmHg 溫 度 60K 時, 氧 為 液 態 (E) 當 壓 力 400mmHg 溫 度 95K 時, 氧 為 液 態 97 指 AD 12. 在 一 大 氣 壓 下, 將 1.0kg 的 碎 冰 塊 加 入 不 加 蓋 的 空 鍋 中, 以 穩 定 的 小 火 緩 慢 加 熱 假 設 加 熱 過 程 中 鍋 內 的 冰 與 水 均 穩 定 吸 熱, 十 分 鐘 後, 鍋 中 只 剩 下 0.90kg 正 沸 騰 中 的 水, 則 本 過 程 中 被 加 熱 物 質 其 溫 度 與 加 熱 時 間 的 關 係 圖, 最 可 能 為 下 列 哪 一 個? 100 學 D 13. 下 列 哪 一 個 表 示 水 的 密 度 變 化? 83 指 D (A) (B) (C) (D) 14. 密 度 隨 溫 度 變 化 如 圖, 試 管 中 有 CCl 4 與 水,(1)0 時 管 內 由 上 而 下 分 三 層 各 為? (A) H 2 O (s) H 2 O (l) CCl 4(l) (B) CCl 4(l) H 2 O (s) H 2 O (l) (C) H 2 O (s) CCl 4(l) H 2 O (l) (D) H 2 O (l) H 2 O (s) CCl 4(l) (2)-20 時 由 上 而 下 分 三 層 各 為? (A) H 2 O (s) H 2 O (l) CCl 4(l) (B) H 2 O (s) CCl 4(l) H 2 O (l) (C) CCl 4(l) H 2 O (s) CCl 4(s) (D) H 2 O (s) CCl 4(l) CCl 4(s) (E) H 2 O (s) CCl 4(s) CCl 4(l) 97 學 A D 15. 水 的 三 相 圖, 哪 些 正 確?(A)O 為 三 相 點, 在 此 溫 壓 下 水 的 三 態 共 存 (B)OA 線 表 示 水 的 液 氣 共 存 (C) 維 持 1atm 溫 度 由 100 上 升 水 將 變 為 液 態 (D) 維 持 3mmHg 溫 度 上 升, 冰 會 昇 華 (E) 加 壓 時 固 液 共 存 的 水 溫 會 增 加 100 指 研 ABD 16. 某 化 合 物 甲 的 氣 體 - 液 體 - 固 體 三 相 圖 (1) 試 問 在 常 溫 常 壓, 化 合 物 甲 以 哪 一 種 狀 態 存 在? (A) 固 體 (B) 液 體 (C) 氣 體 (D) 膠 體 (E) 液 態 晶 體 (2) 試 問 1 大 氣 壓 下, 化 合 物 甲 的 沸 點 約 為 攝 氏 幾 度? (A)-85 (B)-70 (C)0 (D)80 (E)130 103 指 B,D 17. (a) 高 山 上 飯 煮 不 熟, 因 為? ( 氣 壓 低, 水 沸 點 低, 鍋 內 水 溫 低, 可 加 重 物 加 壓 ) (b) 真 空 蒸 餾 去 水 分 製 奶 粉? ( 壓 力 降 低, 水 沸 點 降 低, 低 溫 即 汽 化 不 破 壞 蛋 白 質 ) (c) 壓 力 鍋 煮 飯 易 熟? ( 加 壓 水 沸 點 上 升, 鍋 內 水 溫 可 達 極 高 溫 ) (d) 冰 刀 溜 冰? ( 加 壓 處 冰 熔 點 下 降 使 冰 變 水, 滑 過 後 壓 力 下 降 熔 點 上 升 水 結 回 冰 )

第 三 章 相 變 與 溶 液 6 3-2 亨 利 定 律 一 亨 利 定 律 : 難 溶 性 氣 體 定 溫 下 在 定 量 溶 劑 中 溶 解 的 質 量 或 mol 數 與 該 氣 體 的 分 壓 成 正 比, 即 溶 解 的 質 量 m = k P (k: 常 數,P: 該 氣 體 的 分 壓 ) 1. 亨 利 定 律 適 用 於 高 溫 低 壓 下 的 難 溶 性 氣 體 2. 不 同 壓 力 下, 氣 體 在 定 溫 定 量 水 中 所 能 溶 解 的 體 積 數 字 不 變, 但 代 表 不 同 莫 耳 數 例 : 若 1atm 下 氣 體 溶 5ml, 則 2atm 下 氣 體 仍 溶 5ml, 但 莫 耳 數 是 1atm 5ml 的 2 倍 (PV = n R T) 例 1 (1) 何 種 狀 況 下 氣 體 溶 解 度 最 大? (2) 何 種 狀 況 下 氣 體 溶 解 度 最 適 用 亨 利 定 律? (A) 高 溫 高 壓 (B) 低 溫 高 壓 (C) 高 溫 低 壓 (D) 低 溫 低 壓 例 2 下 列 哪 一 個 適 用 亨 利 定 律?(A)SO 2 (B)HCl (C)NH 3 (D)He (E)Cl 2 75 夜 B C D 例 3 定 溫 下 1atm 氧 對 水 溶 解 度 0.045 g/l 水, 則 2atm 空 氣 與 水 溶 解 平 衡 時, 氧 的 溶 解 度?g/L 水 例 4 27 1atm 氧 在 1 升 水 中 所 溶 氧 體 積 24.6ml, 則 3atm 空 氣 在 10 升 水 中 溶 解 的 氧 重? 0.018 0.192g

第 三 章 相 變 與 溶 液 7 << 類 題 >> 01. 下 列 哪 些 正 確? (A) 鹽 類 在 水 中 溶 解 度 均 隨 溫 度 上 升 而 增 加 (B) 混 合 氣 體 中 某 物 種 在 水 中 溶 解 度 隨 總 壓 增 加 而 增 加 (C) 氣 體 在 水 中 溶 解 度 隨 溫 度 增 加 而 減 少 (D) 亨 利 定 律 不 適 用 於 氯 在 水 中 的 溶 解 度 (E) 亨 利 定 律 愈 適 用 於 氣 體 在 水 中 的 溶 解 度 愈 大 者 83 夜 CD 02. 汽 水 開 瓶 有 大 量 氣 泡 冒 出, 汽 水 溫 度 略 降, 此 現 象 與 下 列 哪 一 個 有 關? (A) 水 變 蒸 氣 吸 收 熱 量 (B) 該 氣 體 壓 力 愈 大 時, 溶 得 愈 多 (C) 水 在 低 壓 下, 沸 點 降 低 (D) 該 氣 體 是 CO 2 84 學 B 03. 下 列 哪 一 個 與 氣 體 在 水 中 溶 解 度 較 無 關?(A) 水 溫 (B) 氣 體 壓 力 (C) 氣 體 種 類 (D) 氣 體 體 積 90 日 D 04. (A) 分 壓 定 律 (B) 波 以 耳 定 律 (C) 飽 和 蒸 氣 壓 (D) 擴 散 (E) 亨 利 定 律 (F) 蒸 氣 壓 下 降 與 上 列 何 者 有 關 (1) 汽 水 開 瓶 冒 氣 泡? (2) 液 化 瓦 斯 桶 在 使 用 期 間 壓 力 固 定, 直 至 將 用 完 時 其 壓 力 才 急 速 減 少, 而 非 壓 力 逐 漸 減 少 (3) 用 氦 代 替 氮 來 稀 釋 氧 氣 瓶 以 防 止 潛 水 夫 病 指 研 E,C,E 05. 喝 汽 水 易 打 嗝 且 覺 得 清 涼, 是 因 為? 體 溫 高,CO 2 溶 解 度 變 小 而 冒 出, 此 過 程 為 吸 熱 反 應 使 溫 度 下 降

第 三 章 相 變 與 溶 液 8 3-3 溶 液 的 依 數 性 質 純 物 質 的 性 質 固 定, 而 溶 液 是 混 合 物 的 性 質 則 不 固 定, 會 隨 著 組 成 濃 度 的 不 同 而 改 變 一 溶 液 的 濃 度 單 位 1. 重 量 百 分 率 濃 度 % : 每 100 克 溶 液 中 所 含 溶 質 的 克 數 註 : % = 1/100 例 : 20% 糖 水 : 每 100g 糖 水 中 有 溶 糖 20g, 即 溶 質 重 佔 全 部 溶 液 重 的 20/100 等 分 (1) 重 % = 溶 質 重 ( g) 溶 液 重 ( g) x100% = 溶 質 重 溶 劑 重 溶 質 重 x100% 2. 體 積 莫 耳 濃 度 C M : 每 1 升 (1000ml) 溶 液 中 所 含 溶 質 莫 耳 數, 可 簡 稱 為 莫 耳 濃 度 例 : 3M(mol/L) 糖 水 : 每 1L 糖 水 中 含 糖 3mol (1) C M = 溶 質 莫 耳 數 mol 溶 液 體 積 V ( 升 ) (2) 溶 質 mol = MV (L) 3. 莫 耳 分 率 濃 度 C X : (1) 莫 耳 分 率 C X = 莫 耳 數 總 莫 耳 數, 單 位 : M 或 莫 耳 / 升 mol /L mol L -1 溶 質 mol = 溶 劑 mol 溶 質 mol 4. 重 量 莫 耳 濃 度 C m : 每 1Kg(1000g) 溶 劑 中 所 溶 解 的 溶 質 莫 耳 數 例 : 3m 糖 水 : 每 1Kg 的 水, 溶 入 3mol 糖 (1) C m = 溶 質 莫 耳 數 溶 劑 重 (Kg) 單 位 :m 或 mol/kg, 溶 劑 與 溶 質 之 莫 耳 分 率 總 和 = 1 (2) 同 溶 劑 的 不 同 溶 液, 當 重 量 莫 耳 濃 度 相 同 時, 莫 耳 分 率 也 會 相 同, 但 不 成 正 比 例 :1m 蔗 糖 或 葡 萄 糖 水 溶 液, 即 1000 克 水 中 溶 有 蔗 糖 或 葡 萄 糖 1 mol, 其 莫 耳 分 率 均 = 1/[(1000/18)+1] 範 例 60g 葡 萄 糖 溶 於 90g 水 所 得 溶 液 比 重 為 1.2, 則 此 溶 液 的 (1) 重 量 百 分 濃 度 (2) 莫 耳 分 率 (3) 重 量 莫 耳 濃 度 (4) 體 積 莫 耳 濃 度 40% 0.0625 3.7m 2.7M 二 電 解 質 : 水 溶 液 會 解 離 出 陰 陽 離 子 來 導 電, 如 酸 鹼 鹽 1. 強 電 解 質 : 溶 水 時 幾 乎 會 完 全 解 離 成 離 子, 強 酸 強 鹼 鹽 類 為 強 電 解 質 例 : 強 酸 HCl HBr HI H 2 SO 4 HNO 3 ; 強 鹼 NaOH KOH Ca(OH) 2 Ba(OH) 2 2. 弱 電 解 質 : 水 溶 液 中 只 有 部 分 解 離 成 離 子 例 : 弱 酸 弱 鹼 為 弱 電 解 質 解 離 的 mol 3. 解 離 度 100% 原 來 的 mol

4. 電 解 質 溶 液 愈 稀 薄, 解 離 度 α 愈 大, 但 離 子 濃 度 仍 愈 小 例 :0.1M 與 1M 醋 酸 水 溶 液 的 解 離 度 α 前 者 大,[H + ] 後 者 大 第 三 章 相 變 與 溶 液 9 例 1 0.1M 氯 化 鎂 溶 液 的 解 離 度 為 80%, 則 (1) 水 溶 液 中 有 哪 些 溶 質 粒 子 存 在, 濃 度 各? (2) 在 依 數 性 質 計 算 時, 粒 子 濃 度 視 為 氯 化 鎂 原 來 濃 度 的 i 倍,i 稱 為 凡 特 何 夫 因 子,i =? ans: ** 在 同 一 溶 液 中, 溶 液 體 積 V 同, 用 掉 與 生 成 的 莫 耳 濃 度 M 比 = 莫 耳 數 比 = 係 數 比 例 2 0.1M 的 Na 2 SO 4 的 [Na + ]=0.15M, 求 解 離 度? [MgCl 2 ]=0.02M [Mg 2+ ]=0.08M [Cl - ]=0.16M,2.6 75% 三 溶 液 的 依 數 性 質 : 同 溶 劑 的 溶 液, 有 某 些 性 質 與 溶 質 種 類 無 關, 只 與 溶 質 粒 子 濃 度 有 關 例 : 溶 液 的 蒸 氣 壓 比 純 溶 劑 下 降 沸 點 上 升 凝 固 點 下 降 滲 透 壓 屬 於 依 數 性 質 1. 非 揮 發 性 的 非 電 解 質 溶 質 不 解 離, 當 溶 液 莫 耳 濃 度 相 同 時, 依 數 性 質 相 同 例 : 同 濃 度 的 葡 萄 糖 蔗 糖 尿 素 水 溶 液, 其 依 數 性 質 ( 蒸 氣 壓 沸 點 凝 固 點 滲 透 壓 ) 均 相 等 2. 電 解 質 溶 質 會 解 離, 使 溶 液 中 出 現 的 粒 子 數 增 加 當 溶 液 莫 耳 濃 度 相 同 時, 電 解 質 溶 液 的 依 數 性 質 會 因 所 解 離 出 的 粒 子 數 較 多, 而 比 非 電 解 質 有 較 大 的 變 化 例 : 同 濃 度 的 食 鹽 水 的 沸 點 上 升 量 > 糖 水 四 凡 特 何 夫 因 子 i: 計 算 電 解 質 溶 液 的 依 數 性 質 時, 要 將 電 解 質 溶 質 mol 數 i 鹽 類 NaCl MgCl 2 Na 2 SO 4 Na 3 PO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 若 完 全 解 離 i = 2 i = 3 i = 3 i = 4 i = 5 若 解 離 度 為 α i = 1+α i = 1+2α i = 1+2α i = 1+3α i = 1+4α 原 1, 解 離 度 為 α 原 1, 解 離 度 為 α 原 1, 解 離 度 為 α NaCl (aq) Na + (aq)+cl - (aq) MgCl 2(aq) Mg 2+ (aq)+2cl - (aq) Na 3 PO 4(aq) 3Na + 3- (aq)+po 4 (aq) 用 1 α 生 α α 用 1 α 生 α 2α 用 1 α 生 3α α 後 1-α α α 後 1-α α 2α 後 1-α 3α α i = (1-α)+α+α= 1+α i = (1-α)+α+2α= 1+2α i = (1-α)+α+3α= 1+3α

第 三 章 相 變 與 溶 液 10 3-3.1 溶 液 蒸 氣 壓 一 非 揮 發 性 溶 質 之 溶 液 蒸 氣 壓 : 溶 質 不 蒸 發, 蒸 氣 中 只 含 有 溶 劑 之 部 分 蒸 氣 壓, 溶 液 蒸 氣 壓 比 純 溶 劑 的 飽 和 蒸 氣 壓 下 降 1. 拉 午 耳 定 律 : (1) 溶 液 蒸 氣 壓 P = P 劑 X 劑 註 : P 劑 為 純 溶 劑 的 飽 和 蒸 氣 壓, X 劑 : 溶 液 中 溶 劑 的 莫 耳 分 率 (2) 溶 液 的 蒸 氣 壓 下 降 量 ΔP = P 劑 X 質 註 : P 劑 為 純 溶 劑 的 飽 和 蒸 氣 壓, X 質 : 溶 液 中 溶 質 的 莫 耳 分 率 (3) 非 揮 發 性 溶 質 的 濃 度 愈 大, 溶 液 蒸 氣 壓 下 降 愈 多, 溶 液 蒸 氣 壓 愈 低 (4) 若 溶 質 為 電 解 質, 則 溶 液 蒸 氣 壓 比 同 濃 度 非 電 解 質 溶 液 下 降 更 多, 溶 液 蒸 氣 壓 更 低 註 : 電 解 質 所 解 離 出 的 粒 子 mol 數 較 多 = 電 解 質 mol 數 i 範 例 1m 水 溶 液 (a)nacl (b)k 2 SO 4 (c)c 12 H 22 O 11 (d)ch 3 COOH (e) 尿 素 何 者 蒸 氣 壓 下 降 最 多? 所 以 溶 液 蒸 氣 壓 最 低? 例 1 abc 蒸 氣 壓 與 溫 度 關 係 曲 線 如 圖, 則 (1) 可 能 為 純 水? 可 能 為 1m 糖 水? 可 能 為 1m 食 鹽 水? (2) 某 溶 劑 蒸 氣 壓 為 b, 若 加 入 非 揮 發 溶 質 所 得 溶 液 蒸 氣 壓 為? (3)abc 的 正 常 沸 點 高 低 順 序? b>a>d>c=e,b<a<d<c=e a b c 90 日 c c>b>a 例 2 1 升 水 中 溶 入 葡 萄 糖 18 克, 在 100 時 此 水 溶 液 蒸 氣 壓 為?mmHg, 下 降 量 為?mmHg ans: **100 是 純 水 的 正 常 沸 點, 飽 和 蒸 氣 壓 = 1atm = 760mmHg 758.6,1.4 例 3 非 揮 發 性 非 電 解 質 溶 質 10 克 溶 於 90 克 水 所 得 溶 液 蒸 氣 壓 比 純 水 下 降 0.01atm, 求 溶 質 分 子 量?( 純 水 蒸 氣 壓 0.2atm) 38

第 三 章 相 變 與 溶 液 11 例 4 如 圖 b=760mm,(1) 滴 入 少 許 水 至 管 中 而 浮 於 汞 柱 上 時,b=730mm 純 水 飽 和 蒸 氣 壓 =? (2) 若 滴 入 重 量 10% 的 非 揮 發 性 非 電 解 質 水 溶 液 時,b=735mm 則 溶 質 分 子 量? (3) 若 滴 入 下 列 何 者 時 b 最 小? (A) 水 (B) 乙 醇 (C) 乙 醚 (4) 若 滴 入 何 者 b 最 大? (A) 0.1m NaCl (aq) (B) 0.1m CH 3 COOH (aq) (C) 0.1m 糖 水 (D) 水 ans: 由 圖 知 大 氣 壓 力 =760mmHg (1) 封 閉 端 中 充 滿 純 水 的 飽 和 蒸 氣 壓 = 760-730 = 30 (2) 封 閉 端 中 充 滿 水 溶 液 的 蒸 氣 壓 = 760-735 = 25 ( 設 溶 液 100g, 則 溶 質 10g 水 90g) 溶 液 蒸 氣 壓 P = P 劑 X 劑, 25 = 30 x (90/18) /[ (90/18)+(10/Y)], 分 子 量 Y= 10 (3)b 小 : 純 物 質 的 蒸 氣 壓 大, 即 分 子 間 引 力 小 引 力 : 水 ( 氫 鍵 多 )> 乙 醇 ( 有 氫 鍵 )> 乙 醚, 蒸 氣 壓 則 相 反 (4)b 大 : 水 溶 液 的 蒸 氣 壓 小, 即 [ 溶 質 粒 子 ] 大 ( 溶 液 蒸 氣 壓 下 降 多, 蒸 氣 壓 小 ) (A) 強 電 解 質 0.1x2 (B) 弱 酸 0.1x (1+α) (C) 非 電 解 質 0.1 (D) 純 水 0 30mmHg,10,C,A 例 5 密 閉 器 中 水 與 蒸 氣 共 存, 下 列 哪 些 可 使 水 的 蒸 氣 壓 變 小? (A) 加 大 容 器 體 積 但 仍 有 水 存 在 (B) 冷 卻 (C) 加 水 (D) 加 糖 (E) 加 銅 (F) 容 器 中 加 氦 ( 溶 解 度 忽 略 不 計 ) ans: (ACEF) 純 水 的 飽 和 蒸 氣 壓 定 溫 定 值 (B) 溫 度 降 低, 純 水 的 飽 和 蒸 氣 壓 變 小 (D) 非 揮 發 溶 質 形 成 溶 液, 溶 液 蒸 氣 壓 比 純 水 下 降 BD 二 揮 發 性 溶 質 之 溶 液 蒸 氣 壓 : 溶 質 溶 劑 均 可 蒸 發, 蒸 氣 中 含 有 溶 劑 蒸 氣 壓 與 溶 質 蒸 氣 壓, 1. 拉 午 耳 定 律 : 總 壓 = 各 分 壓 相 加 (1) 溶 劑 的 蒸 氣 分 壓 = P 劑 X 劑 註 :P 劑 P 質 : 純 溶 劑 純 溶 質 的 飽 和 蒸 氣 壓 (2) 溶 質 的 蒸 氣 分 壓 = P 質 X 質 X 劑 X 質 : 溶 液 中 溶 劑 溶 質 的 莫 耳 分 率 (3) 溶 液 蒸 氣 壓 P = P 劑 X 劑 + P 質 X 質 註 : 溶 液 蒸 氣 壓 P 介 於 P 劑 P 質 間 例 : 酒 ( 乙 醇 水 溶 液 ) 的 蒸 氣 壓 介 於 純 溶 質 飽 和 蒸 氣 壓 與 純 溶 劑 飽 和 蒸 氣 壓 之 間, 水 < 酒 < 乙 醇 2. 蒸 氣 中 的 組 成 : 蒸 氣 中 各 成 分 的 莫 耳 分 率 = 蒸 氣 分 壓 蒸 氣 總 壓 例 6 純 A B 飽 和 蒸 氣 壓 為 300 及 100mmHg, 則 (1)A B 引 力 誰 大? (2) 各 1 莫 耳 混 合 所 得 溶 液 蒸 氣 壓 為? (3) 蒸 氣 中 A 所 佔 莫 耳 分 率? (4) 收 集 蒸 氣 冷 凝 所 得 新 溶 液, 再 蒸 發 時 蒸 氣 壓 為? B>A,200,0.75,250

例 7 25 時 A B 混 合 的 溶 液 蒸 氣 壓 如 圖,X A X B 為 溶 液 中 的 莫 耳 分 率 (1) 哪 些 直 線 代 表 A B 蒸 氣 壓 及 總 壓? (2) 則 甲 =? 乙 =? (3) 有 某 溶 液 在 25 1atm 下 恰 沸 騰, 則 溶 液 中 A 之 莫 耳 分 率? 第 三 章 相 變 與 溶 液 12 Y Z X,1000 600,0.4 例 8 純 A B 飽 和 蒸 氣 壓 各 為 300 及 100mmHg, 現 有 AB 混 合 之 溶 液 其 蒸 氣 中 A 莫 耳 分 率 為 0.5, 求 蒸 氣 總 壓? 150 三 溶 液 蒸 氣 壓 大 小 判 斷 : 先 判 斷 溶 質 是 否 有 揮 發 性 1. 大 多 無 揮 發 性 : 溶 液 蒸 氣 壓 P 下 降 < 水, [ 濃 度 ] 愈 大,P 下 降 愈 多,P 愈 小 2. 若 有 揮 發 性 ( 通 常 考 乙 醇 或 甲 醇 ): 溶 液 蒸 氣 壓 介 於 溶 質 與 溶 劑 的 純 飽 和 蒸 氣 壓 之 間 例 9 (1) a. 水 b. 乙 醇 c.5% 酒 d.10% 酒 的 蒸 氣 壓 大 小? (2) 均 0.1m 水 溶 液 a. 酒 b. 蔗 糖 c. 硝 酸 鉀 d. 碳 酸 鈉 的 蒸 氣 壓 大 小? ans: (1) 溶 質 乙 醇 可 揮 發, 且 蒸 氣 壓 > 水, 故 乙 醇 濃 度 愈 大, 溶 液 蒸 氣 壓 愈 大 水 <5%<10%< 乙 醇 (2) 溶 質 乙 醇 有 揮 發 性, 蒸 氣 壓 : 水 <a< 乙 醇 b c d 非 揮 發, 溶 液 蒸 氣 壓 P 下 降 < 水 a, [ 濃 度 ] 大,P 下 降 多,P 小 而 b:0.1m, c: 鹽 類 KNO 3 強 電 解 質 = 0.1 2, d: 鹽 類 Na 2 CO 3 強 電 解 質 = 0.1 3 b>d>c>a,a>b>c>d 四 密 閉 容 器 內 同 溶 劑 的 濃 淡 溶 液 蒸 發 平 衡 : 1. 以 a 稀 糖 水, b 濃 糖 水 為 例 : (1) 起 初 :a 的 水 蒸 發 速 率 > 水 蒸 氣 凝 結 速 率 水 減 少, 濃 度 增 加 b 的 水 蒸 發 速 率 < 水 蒸 氣 凝 結 速 率 水 增 加, 濃 度 減 少 可 知 水 由 稀 溶 液 濃 溶 液, 直 至 平 衡 (2) 平 衡 : 二 者 均 蒸 發 速 率 = 凝 結 速 率, 此 時 a,b 溶 液 蒸 氣 壓 相 等 故 粒 子 莫 耳 分 率 及 重 量 莫 耳 濃 度 相 等, 所 有 依 數 性 質 相 等 註 : 若 為 電 解 質 溶 液,[ 溶 質 ] 濃 度 x i = [ 粒 子 ] 濃 度 而 相 等, 故 溶 質 真 正 的 莫 耳 分 率 及 重 量 莫 耳 濃 度 不 一 定 相 等 (3) 如 另 有 一 杯 純 水, 平 衡 時 此 杯 水 會 蒸 發 至 乾 2. 平 衡 時, 各 杯 的 溶 質 粒 子 重 量 莫 耳 濃 度 (C m i ) 相 等, 而 C m = 粒 子 莫 耳 數 / 水 重 故 平 衡 時, 水 重 溶 質 粒 子 莫 耳 數 ( 即 溶 質 mol x i)

第 三 章 相 變 與 溶 液 13 例 10 密 閉 器 內 3 杯 食 鹽 水, 甲 10ml 0.1M, 乙 10ml 0.2M, 丙 20ml 0.1M, 平 衡 後 乙 杯 溶 液 體 積 約 為?ml (A)18 (B)10 (C)13 (D)16 78 日 D 例 11 密 閉 器 內 4 管 均 0.1M 水 溶 液 2ml: a 為 Cu(NH 3 ) 4 Cl 2, b 為 CH 3 COOH, c 為 HCl,d 為 蔗 糖, 平 衡 後 4 管 液 面 高 低 為?(A)d>b>a>c (B)b>d>c>a (C)a>c>b>d (D)c>a>b>d 85 日 C 例 12 密 閉 器 內 3 杯,A:1 莫 耳 蔗 糖 +250 克 水,B:1 莫 耳 食 鹽 +150 克 水,C:200 克 水 則 平 衡 後 (1)B C 各 有? 克 水 (2)B 的 重 量 莫 耳 濃 度?m (3) 重 量 莫 耳 濃 度 A:B=? (4)A B 溶 液 的 沸 點 誰 高? 400 0,2.5m,2:1,A=B 五 理 想 溶 液 與 真 實 溶 液 理 想 溶 液 真 實 溶 液 ( 愈 稀 薄 愈 接 近 理 想 ) 1. 遵 守 拉 午 耳 定 律 有 正 偏 差, 溶 液 蒸 氣 壓 > 理 想 有 負 偏 差, 溶 液 蒸 氣 壓 < 理 想 2. 形 成 溶 液 時 不 吸 熱 不 放 熱 ΔH=0 會 吸 熱 ΔH>0 會 放 熱 ΔH<0 3. 體 積 有 加 成 性 混 合 體 積 > 理 想 混 合 體 積 < 理 想 4. 混 合 前 後 分 子 間 引 力 不 變 混 合 後 引 力 變 小 混 合 後 引 力 變 大 例 13 理 想 溶 液 有 何 特 質? (A) 溶 質 為 一 質 點, 本 身 不 佔 體 積 (B) 溶 質 與 溶 劑 間 無 引 力 (C) 溶 液 形 成 時 不 吸 熱 不 放 熱 (D) 溶 液 形 成 時 體 積 有 加 成 性 (E) 遵 循 拉 午 耳 定 律 79 日 CDE

<< 類 題 >> 第 三 章 相 變 與 溶 液 14 01. 溶 劑 A 溶 入 非 揮 發 非 電 解 質 溶 質 B 時, 其 蒸 氣 壓 減 少?(A)P A X A (B)P A X B (C)P B X A (D)P B X B 82 夜 B 02. 純 水 飽 和 蒸 氣 壓 23.76 毫 米 汞 柱, 則 15 克 蔗 糖 ( 分 子 量 342) 的 100 克 水 溶 液, 其 蒸 氣 壓 為? (A)23.76 (B)23.52 (C)13.05 (D)22.57 (E)21.61 毫 米 汞 柱 101 指 研 B 03. 純 苯 甲 苯 蒸 氣 壓 a b 毫 米 汞 柱, 混 合 成 理 想 溶 液 時, 何 者 正 確?(A)b>a (B) 溶 液 中 苯 莫 耳 分 率 0.5 時, 蒸 氣 壓 (a+b)/2 (C) 混 合 時 放 熱 (D) 苯 與 甲 苯 分 子 間 無 引 力 77 日 B 04. 甲 乙 混 合 之 溶 液, 蒸 氣 壓 400mmHg, 而 蒸 氣 中 甲 莫 耳 分 率 0.25, 溶 液 中 甲 莫 耳 分 率 0.4 則 純 甲 純 乙 的 飽 和 蒸 氣 壓? 78 專 250,500 05. 密 閉 器 內 3 杯, 甲 20ml 水, 乙 20ml 1M 食 鹽 水, 丙 20ml 2M 食 鹽 水, 平 衡 後 溶 液 體 積 比 : :1 82 日 0,0.5 06. 純 甲 純 乙 的 蒸 氣 壓 250 及 150mmHg, 則 0.3 莫 耳 甲 與 未 知 量 的 乙 混 合, 蒸 氣 中 甲 乙 分 壓 相 等, 求 原 有 乙 的 莫 耳 數?(A)0.18 (B)0.36 (C)0.42 (D)0.5 85 日 D 07. 4 莫 耳 甲 苯 與 1 莫 耳 環 己 烷 混 合, 溶 液 蒸 氣 壓 700mmHg, 蒸 氣 中 甲 苯 莫 耳 分 率 0.5, 則 何 者 正 確?(A) 溶 液 中 甲 苯 莫 耳 分 率 0.8 (B) 蒸 氣 中 甲 苯 分 壓 350 (C) 環 己 烷 分 壓 350 (D) 純 甲 苯 蒸 氣 壓 438 (E) 純 環 己 烷 蒸 氣 壓 1750mmHg 89 日 全 08. 蒸 氣 壓 為 a mmhg 的 X 與 2a mmhg 的 Y, 若 以 X Y 製 備 甲 乙 及 丙 三 種 理 想 溶 液,Y 的 莫 耳 分 率 分 別 為 0.25 0.50 及 0.75, 則 蒸 氣 壓 大 小 何 者 正 確? (A) 甲 > 乙 > 丙 (B) 乙 > 甲 > 丙 (C) 丙 > 乙 > 甲 (D) 甲 > 丙 > 乙 指 研 C 09. a. 水 b.0.1m 乙 醇 c.0.1m 食 鹽 d.0.1m 氯 化 鈣 的 蒸 氣 壓 大 小? 65 日 b>a>c>d 10. 0.05 莫 耳 下 列 物 質 溶 於 1 升 水 中, 何 者 溶 液 蒸 氣 壓 最 低? 最 高? (A)Na 2 O (B)Ba(OH) 2 (C) 醋 酸 (D) 食 鹽 78 日 A C 11. 密 閉 器 中 甲 乙 二 杯 以 苯 為 溶 劑 之 溶 液, 平 衡 後, 每 100g 甲 溶 液 含 1.28 克 C 10 H 8,100g 乙 溶 液 含 2 克 X, 則?(A) 甲 乙 重 量 百 分 率 濃 度 相 同 (B) 甲 乙 重 量 莫 耳 濃 度 相 同 (C) 甲 乙 凝 固 點 相 等 (D)X 分 子 量 200 (D)X 分 子 量 128 67 日 BCD 12. 甲 杯 水 比 乙 杯 水 多, 有 關 蒸 氣 壓 大 小 哪 些 正 確?(A)25 時 甲 > 乙 (B)50 時 乙 > 甲 (C)50 的 甲 >25 的 乙 (D) 同 溫 下 各 加 等 量 糖 ( 使 未 飽 和 ) 時, 甲 > 乙 (E) 同 溫 下 各 加 過 量 糖 達 飽 和 時, 甲 = 乙 CDE

第 三 章 相 變 與 溶 液 15 13. 1m 0.1m 0.01m 糖 水 溶 液, 以 蒸 氣 壓 為 縱 座 標, 溫 度 為 橫 座 標, 圖 為 哪 一 個? B 14. 哪 些 正 確? (A) 理 想 氣 體 分 子 間 有 引 力 (B) 理 想 溶 液 分 子 間 無 引 力 (C) 理 想 氣 體 分 子 本 身 無 體 積 (D) 理 想 溶 液 分 子 本 身 無 體 積 (E) 理 想 溶 液 混 合 時 ΔH=0 (F) 理 想 氣 體 分 子 及 理 想 溶 液 分 子 均 有 質 量 (G)0 時 理 想 氣 體 分 子 平 均 動 能 =0 CEF 15. 重 量 46% 的 酒 其 蒸 氣 壓 為?( 純 水 及 乙 醇 的 飽 和 蒸 氣 壓 為 24 及 60mmHg) 33 16. 甲 乙 飽 和 蒸 氣 壓 為 100 200, 形 成 溶 液 ( 甲 莫 耳 分 率 佔 0.4) 時 蒸 氣 壓 170, 則 哪 些 正 確? (A) 甲 引 力 > 乙 (B) 甲 乙 間 引 力 < 甲 甲 或 乙 乙 間 引 力 (C) 甲 乙 各 10ml 混 合 的 溶 液 體 積 >20ml (D) 混 合 時 吸 熱 (E) 溶 液 蒸 氣 壓 > 理 想 (F) 溶 液 沸 點 < 理 想 補 充 不 考 ABCDEF

第 三 章 相 變 與 溶 液 16 3-3.2 溶 液 沸 點 及 凝 固 點 非 揮 發 性 溶 質 溶 液 的 蒸 氣 壓 比 純 溶 劑 降 低, 故 在 外 界 某 大 氣 壓 力 下, 加 熱 至 純 溶 劑 沸 點 的 溫 度 時, 溶 液 尚 未 沸 騰 ( 蒸 氣 壓 仍 < 大 氣 壓 力 ), 須 再 加 熱 至 較 高 溫 度 使 溶 液 蒸 氣 壓 = 大 氣 壓 力, 溶 液 才 沸 騰, 故 而 溶 液 沸 點 比 純 溶 劑 高 一 非 揮 發 性 溶 質 的 稀 薄 溶 液 : ( 實 線 : 純 水, 虛 線 : 水 溶 液 ) 註 : 稀 薄 水 溶 液 中, 重 量 莫 耳 濃 度 C m 大 約 莫 耳 分 率 X, 體 積 莫 耳 濃 度 C M C m 1 為 溶 液 的 蒸 氣 壓 下 降 量 ΔP = P 劑 X 質 2 為 溶 液 的 沸 點 上 升 量 ΔT b ΔP X 質 C m 3 為 溶 液 的 凝 固 點 下 降 量 ΔT f ΔP X 質 C m 由 相 似 三 角 形 證 明 ΔT b αδp 74 日 1. 溶 液 的 沸 點 上 升 量 ΔT b = K b C m 註 : 沸 點 上 升 常 數 K b, 只 與 溶 劑 種 類 有 關, 水 的 K b =0.52 /m, C m : 溶 質 的 重 量 莫 耳 濃 度 2. 溶 液 凝 固 點 下 降 量 ΔT f = K f C m 註 : 凝 固 點 下 降 常 數 K f, 只 與 溶 劑 種 類 有 關, 水 的 K f = 1.86 /m, C m : 溶 質 的 重 量 莫 耳 濃 度 3. 電 解 質 溶 液 : 沸 點 上 升 量 ΔT b = K b C m i, 凝 固 點 下 降 量 ΔT f = K f C m i 4. 同 溶 劑 時,K b K f 為 常 數 定 值, 故 (1) 沸 點 上 升 量 ΔT b C m i, 可 知 粒 子 重 量 莫 耳 濃 度 愈 大, 沸 點 上 升 愈 多, 溶 液 沸 點 愈 高 (2) 凝 固 點 下 降 量 ΔT f C m i, 可 知 粒 子 重 量 莫 耳 濃 度 愈 大, 凝 固 點 下 降 愈 多, 溶 液 凝 固 點 愈 低 5. 沸 騰 時, 溶 液 沸 點 會 持 續 上 升 註 : 水 蒸 發 減 少, 溶 液 濃 度 持 續 增 加, 沸 點 上 升 量 增 加 6. 凝 固 時, 溶 液 凝 固 點 持 續 下 降 註 : 水 結 冰 減 少, 溶 液 濃 度 持 續 增 加, 凝 固 點 下 降 量 增 加 7. 由 溶 液 凝 固 點 下 降 量 測 溶 質 分 子 量 比 用 沸 點 好, 因 為 K f 較 大 變 化 較 明 顯 易 觀 察, 誤 差 小 8. 電 池 含 ZnCl 2 汽 車 水 箱 加 乙 二 醇 當 抗 凍 劑 形 成 溶 液 來 降 低 凝 固 點, 冬 天 才 不 結 冰 例 1 有 關 海 水 哪 些 正 確? (A) 沸 點 比 水 高 (B) 海 水 比 水 較 不 易 結 冰 (C) 沸 騰 時 沸 點 持 續 上 升 (D) 結 冰 時 凝 固 點 逐 漸 下 降 (E) 導 電 度 比 水 低 76 夜 ABCD 二 揮 發 性 溶 質 的 稀 薄 溶 液 : 1. 揮 發 性 溶 質 的 溶 液 沸 點 介 於 溶 質 與 溶 劑 間, 持 續 上 升 註 : 沸 點 乙 醇 < 酒 < 水, 與 蒸 氣 壓 恰 相 反 2. 溶 液 凝 固 點 與 揮 發 性 無 關, 仍 遵 守 ΔT f = K f C m, 持 續 下 降 例 2 加 哪 些 可 提 高 鍋 爐 中 水 的 沸 點? (A) 乙 醇 (B) 食 鹽 (C) 蔗 糖 (D) 銅 粉 (E) 加 蓋 密 封 74 日 BCE

第 三 章 相 變 與 溶 液 17 例 3 180mg 葡 萄 糖 溶 於 20g 水 中,1atm 下 溶 液 之 沸 點? 凝 固 點?(K b =0.52 K f =1.86 /m) 100.026,-0.093 例 4 汽 車 水 箱 在 冬 天 可 加 乙 二 醇 ( 分 子 量 62) 當 抗 凍 劑, 則 要 使 6Kg 水 在 1atm 零 下 3.72 時 不 凍 結, 至 少 須 加 幾 克 乙 二 醇?(K f =1.86 /m) (A)55.5 (B)74.4 (C)744 (D)7440 71 日 C 例 5 3g 有 機 物 溶 於 120g 樟 腦 ( 分 子 量 152) 中, 測 得 凝 固 點 172.5, 而 純 樟 腦 凝 固 點 178, 凝 固 點 下 降 常 數 40, 求 有 機 物 的 分 子 量? (A)360 (B)182 (C)90 (D)72 75 日 B 練 習 1atm 下 葡 萄 糖 3.6 克 溶 於 100 克 水 的 溶 液 沸 點 100.104, 則 幾 克 蔗 糖 溶 於 100 克 水 的 溶 液 沸 點 為 100.052? (A)1.8 (B)3.42 (C)6.84 (D)10.3 ans: C 6 H 12 O 6 =180, C 12 H 22 O 11 = 342 ΔT b = K b C m, 100.104-100 = K b (3.6/180)/0.1, K b = 0.52 ΔT b = K b C m, 100.052-100 = 0.52 (X/342)/0.1, X= 3.42 或 ΔT b = K b C m 故 ΔT b 比 = C m 比, (100.104-100):(100.052-100) = (3.6/180)/0.1 :(X/342)/0.1, X= 3.42 63 日 B 例 6 各 取 1.92 克 萘 1.52 克 樟 腦 1.91 克 碘 ( 分 子 量 128 152 254) 溶 於 100 克 環 己 烷 所 得 溶 液 凝 固 點 為 3.4 4.4 4.9, 則 (1) 萘 溶 液 重 量 莫 耳 濃 度?(2) 以 凝 固 點 為 縱 座 標, 重 量 莫 耳 濃 度 為 橫 座 標 在 方 格 紙 做 圖 (3) 純 環 己 烷 凝 固 點?(4) 凝 固 點 下 降 常 數? 91 指 0.15m 6.4 20 /m

例 7 0.2925% 食 鹽 水 的 沸 點?(K b =0.52) 第 三 章 相 變 與 溶 液 18 100.052 例 8 氯 化 鋇 解 離 度 75%, 現 有 3.12g 氯 化 鋇 溶 於 150g 水, 此 溶 液 凝 固 點?(BaCl 2 =208,K f =1.86) ans: 原 1, 解 離 度 α 或 BaCl 2 =208, C m = (3.12/208) / 0.15= 0.1 (m) BaCl 2(aq) Ba 2+ (aq)+2cl - (aq) BaCl 2(aq) Ba 2+ (aq) + 2Cl - (aq) 用 1 α 生 α 2α 用 0.1 75%=0.075 生 0.075 0.15 後 (1-α) + (α) + (2α) = 1+2α = i 後 0.025 0.075 0.15 ΔT f = K f C m i, BaCl 2 =208,i= 1+2α ΔT f = K f 粒 子 C m = 1.86 (0.025+0.075+0.15) = 0.465 1.86 [(3.12/208)/0.15][1+2 75%] = 0.465, 0-0.465 = -0.465( ) -0.465 例 9 2.12g 的 Na 2 CO 3 溶 於 100g 水 中, 常 壓 下 溶 液 沸 點 100.25, 求 其 解 離 度?(K b =0.52) 70% 三 溶 液 中 某 溶 質 可 能 解 離 或 聚 合 之 判 斷 : 1. 代 ΔT f = K f C m 或 ΔT b = K b C m 求 出 平 均 分 子 量, 與 溶 質 的 真 正 分 子 量 比 較 (1) 若 平 均 分 子 量 < 真 正 分 子 量, 可 知 解 離 出 較 小 的 粒 子 (2) 若 平 均 分 子 量 > 真 正 分 子 量, 可 知 聚 合 成 較 大 的 粒 子 例 10 乙 酸 分 子 量 60, 由 其 水 溶 液 凝 固 點 測 得 平 均 分 子 量 45, 由 其 苯 溶 液 凝 固 點 測 得 平 均 分 子 量 100 是 因 為 乙 酸? (A) 在 水 及 苯 中 均 部 分 解 離 (B) 在 水 及 苯 中 均 部 分 偶 合 (C) 在 水 中 部 分 偶 合, 在 苯 中 均 部 分 解 離 (D) 在 水 中 部 分 解 離, 在 苯 中 部 分 偶 合 D 補 充 醋 酸 0.6 克 溶 於 20 克 苯, 此 溶 液 凝 固 點 為 4,(1) 醋 酸 在 苯 中 的 平 均 分 子 量? 為 何 不 是 60? (2) 醋 酸 在 苯 中 的 聚 合 度?( 純 苯 凝 固 點 5.5, K f =5 /m) ans: (1) 設 平 均 分 子 量 =X, ΔT f = K f C m, 5.5-4 = 5 [(0.6/X)/0.02], X=100 (2) 原 1, 聚 合 度 α 2 CH 3 COOH (aq) (CH 3 COOH) 2 ΔT f = K f C m i 用 1 α 生 α/2 5.5-4 = 5 [(0.6/60)/0.02] ( 1- α/2) 後 (1-α) + α/2 = 1- α/2 = i α = 0.7 = 70% 100 部 分 的 醋 酸 分 子 以 氫 鍵 形 成 二 聚 物,80%

例 11 (a) 蔗 糖 水 溶 液 (b) 葡 萄 糖 水 溶 液, 則 下 列 的 凝 固 點 fp 與 濃 度 關 係 圖 哪 些 正 確? 第 三 章 相 變 與 溶 液 19 AE 四 溶 液 的 依 數 性 質 大 小 比 較 : 先 判 斷 溶 質 是 否 有 揮 發 性 1. 溶 質 無 揮 發 性 : [ 溶 質 粒 子 濃 度 ] 愈 大, 溶 液 蒸 氣 壓 下 降 愈 多 沸 點 上 升 愈 多 凝 固 點 下 降 愈 多 溶 液 蒸 氣 壓 愈 低 沸 點 愈 高 凝 固 點 愈 低 滲 透 壓 愈 大 2. 溶 質 有 揮 發 性 : 凝 固 點 及 滲 透 壓 仍 如 上 述, 但 蒸 氣 壓 與 沸 點 則 介 於 純 溶 質 純 溶 劑 之 間 例 12 0.1m 的 水 溶 液 :(a)c 6 H 12 O 6 (b)ch 3 COOH (c) 食 鹽 (d) 硫 酸 鉀 (e) 蔗 糖 各 性 質 大 小 順 序? (1) 凝 固 點 下 降 量? (2) 溶 液 凝 固 點? (3) 沸 點? (4) 蒸 氣 壓? (5) 滲 透 壓? 1,3,5:d>c>b>a=e,2,4:d<c<b<a=e 例 13 1% 水 溶 液 :(a) 尿 素 (NH 2 ) 2 CO (b)c 12 H 22 O 11 (c)nacl (d)cacl 2 (Na=23 Ca=40 Cl=35.5) (1) 蒸 氣 壓 (2) 凝 固 點 (3) 沸 點 (4) 滲 透 壓 (5) 重 量 莫 耳 濃 度 的 大 小 順 序? 1,2:b>a>d>c,3,4:b<a<d<c,5:c>a>d>b 例 14 1 升 水 各 加 入 0.1 莫 耳 的 (a) 氯 化 鉛 (b) 硫 酸 鈉 (c) 食 鹽 (d) 乙 醇 (e) 蔗 糖 所 得 溶 液 之 蒸 氣 壓 高 低? ans: 要 注 意 所 加 物 質 是 否 難 溶 於 水 : 只 有 (a) 沉 澱 難 溶, 蒸 氣 壓 P 水,(bcde) 均 可 溶 水 而 (d) 有 揮 發 性 : 水 < 蒸 氣 壓 P< 乙 醇 (bce) 非 揮 發 : P 下 降 < 水,[ 粒 子 ](b=0.3 c=0.2 e=0.1) 大,P 多,P 低 : b<c<e< 水 d>a>e>c>b

第 三 章 相 變 與 溶 液 20 練 習 食 醋 再 加 水 稀 釋 之 溶 液 性 質 與 原 來 的 溶 液 比 較, 哪 些 正 確?(A) 沸 點 變 低 (B) 凝 固 點 變 高 (C) 蒸 氣 壓 變 大 (D) 解 離 度 變 大 (E) 導 電 度 增 加 (F)pH 值 變 大 (G) 解 離 常 數 K a 變 大 ans: 稀 釋 時 濃 度 變 小 :(A) 沸 點 上 升 量 變 少, 故 沸 點 回 降 (B) 凝 固 點 下 降 量 變 少, 故 凝 固 點 回 升 (C) 蒸 氣 壓 下 降 量 變 少, 故 蒸 氣 壓 回 升 (D) 愈 稀 薄 愈 易 解 離, 解 離 度 愈 大 (E)[ 離 子 濃 度 ] 變 小, 導 電 度 變 小 (F) [H + ] 變 小,pH 變 大 (G) 平 衡 常 數 定 溫 定 值, 不 變 ABCDF 例 15 哪 些 正 確? (A) 熔 點 : 食 鹽 > 蔗 糖 (B) 凝 固 點 :1m 食 鹽 水 >1m 蔗 糖 水 (C) 熔 點 : 食 鹽 > 冰 (D) 凝 固 點 : 食 鹽 水 < 水 (E) 沸 點 : 食 鹽 水 > 水 ans: (AC) 純 物 質 熔 點 : 離 子 > 分 子 (BDE) 水 溶 液,[ 大 ],fp 多,fp 低 ; bp 多,bp 高 ACDE 補 充 0.1m 下 列 水 溶 液 :(a)c 6 H 12 O 6 (b)ch 3 COOH (c) 食 鹽 (d)c 2 H 5 OH (1) 蒸 氣 壓 (2) 沸 點 (3) 凝 固 點 (4) 滲 透 壓 的 高 低 順 序? ans: (1) d 溶 質 乙 醇 有 揮 發 性, 蒸 氣 壓 P: 乙 醇 > d > 水 abc 溶 質 無 揮 發 性,[ 粒 子 ] 大,P 下 降 多,P 小 水 > a> b( 弱 酸 )> c( 強 電 解 質 ) (2) d 溶 質 乙 醇 有 揮 發 性, 沸 點 bp: 乙 醇 < d < 水 abc 溶 質 無 揮 發 性,[ 粒 子 ] 大,bp 上 升 多,bp 高 水 < a < b( 弱 酸 ) < c( 強 電 解 質 ) (3) 凝 固 點 fp 不 須 考 慮 揮 發 性,[ 粒 子 ] 大,fp 下 降 多,fp 低 a =d > b > c (4) 滲 透 壓 π 不 須 考 慮 揮 發 性,[ 粒 子 ] 大,π 大 a =d < b < c d>a >b>c,d<a<b< c,a =d>b>c,a =d<b<c 實 驗 1 凝 固 點 下 降 量 的 測 定 一 測 純 環 己 烷 ( 或 水 ) 的 凝 固 點 1. 將 純 環 己 烷 置 於 內 管, 再 放 入 外 管 中, 以 冰 鹽 冷 劑 來 冷 卻, 每 30 秒 測 1 次 溫 度 作 圖, 至 完 全 凝 固 2. 再 於 溫 水 中 加 熱, 每 30 秒 測 1 次 溫 度 作 圖, 至 完 全 熔 化 二 測 甲 苯 的 環 己 烷 溶 液 ( 或 尿 素 的 水 溶 液 ) 之 凝 固 點 1. 將 甲 苯 的 環 己 烷 溶 液 置 於 內 管, 重 複 上 述 步 驟 實 驗 結 果 (1) 純 環 己 烷 凝 固 點 (6.40) 應 等 於 熔 點 (6.50), 但 實 驗 必 有 誤 差, 凝 固 點 取 平 均 值 = 6.45 (2) 同 理 : 苯 的 環 己 烷 溶 液 之 凝 固 點 = (3) 已 知 溶 液 重 量 莫 耳 濃 度 0.2m, 求 環 己 烷 的 凝 固 點 下 降 常 數 K f =? 2.03,22.1 /m

第 三 章 相 變 與 溶 液 21 問 題 1. 攪 拌 器 的 用 途? ans: 使 溫 度 均 勻 2. 外 管 的 用 途? ans: 防 止 冷 卻 太 快, 產 生 過 冷 現 象 3. 過 冷 現 象 的 修 正 (1) 正 常 下, 溶 液 應 於 溫 度 達 凝 固 點 T A 時 開 始 凝 固 析 出, 若 冷 卻 速 率 太 快, 晶 格 尚 未 形 成 析 出, 溶 液 溫 度 便 再 度 下 降 (2) 直 至 T C 時, 才 排 成 晶 體 析 出, 放 出 晶 格 能, 溶 液 溫 度 又 略 上 升 範 例 溶 液 冷 卻 時 溫 度 變 化 如 上 圖, 則 溶 液 的 凝 固 點 應 為? 何 時 有 晶 體 開 始 出 現? (A)T A (B)T B (C)T C (D)(T B +T C )/2 83 日 A,C << 類 題 >> 01. 甲 糖 水 沸 點 102, 乙 糖 水 沸 點 106, 則 甲 與 乙 重 量 莫 耳 濃 度 比 值 為?(A)2(B)3(C)0.5(D)1/3 72 專 D 02. 1 莫 耳 化 合 物 AB 溶 於 2 公 斤 水 中 解 離 成 A + 及 B - 離 子, 溶 液 凝 固 點 -1.75, 求 其 解 離 度? (K f =1.86 /m) (A)100%(B)88%(C)68%(D)48% 77 日 B 03. 寒 帶 道 路 積 雪 常 灑 鹽 除 雪 的 原 因 是 哪 一 個?(A) 鹽 溶 解 時 放 熱 (B) 使 水 溶 液 凝 固 點 下 降, 雪 易 融 化 成 水 (C) 增 加 接 觸 面 積 使 雪 融 化 速 率 快 (D) 鹽 可 吸 收 水 分 使 路 面 變 乾 82 日 B 04. 溶 液 沸 點 上 升 度 數 與 溶 質 重 量 莫 耳 濃 度 成 正 比, 此 結 果 與 哪 一 個 最 有 關?(A) 勒 沙 特 略 原 理 (B) 亨 利 定 律 (C) 拉 午 耳 定 律 (D) 滲 透 作 用 05. 有 機 酸 的 元 素 分 析 為 含 C:68.9% H:4.9% O:26.2%, 求 (1) 實 驗 式? (2) 此 酸 0.061 克 須 以 0.1M 的 NaOH 溶 液 5ml 滴 定, 求 酸 之 分 子 量 為? 85 日 C (3) 此 酸 1.83 克 溶 於 50 克 苯 中 (K f =5.12 /m) 使 凝 固 點 下 降 1.3, 由 此 求 酸 的 分 子 量? (4)B C 的 測 定 值 不 同 並 非 實 驗 誤 差 所 造 成, 主 要 原 因 為? (5) 此 酸 的 分 子 式? 85 日 C 7 H 6 O 2,122,144, 部 分 酸 分 子 間 因 氫 鍵 而 形 成 二 聚 物,C 7 H 6 O 2 06. 哪 一 個 加 入 100 克 水 中, 溶 液 凝 固 點 降 至 -1.86?(K f =1.86 /m) (A)0.05mol 硫 酸 鈉 (B)0.05mol 硝 酸 鉀 (C)0.05mol 氯 化 銀 (D)0.1mol 葡 萄 糖 (E)0.1mol 醋 酸 指 研 BD 07. 某 深 紅 色 固 體 化 合 物 0.325 克 溶 於 12.2 克 的 二 溴 乙 烷 中, 測 得 此 溶 液 凝 固 點 為 7.97, 而 二 溴 乙 烷 的 凝 固 點 為 9.80, 其 凝 固 點 下 降 常 數 為 11.8 /m, 求 (1) 此 固 體 的 分 子 量?(2) 若 固 體 含 32.5%( 重 量 百 分 比 ) 的 鐵, 則 每 分 子 化 合 物 中 含 有 幾 個 鐵 原 子?(Fe=55.9) 93 指 補 171.8 1

第 三 章 相 變 與 溶 液 22 08. 在 室 溫, 將 1.17 克 氯 化 鈉 加 入 於 一 裝 有 400 克 水 的 燒 杯 中, 充 分 攪 拌, 俟 完 全 溶 解 後, 置 燒 杯 於 溫 度 為 -0.46 的 冰 箱 中 試 問 經 長 時 間 後, 此 溶 液 最 多 能 析 出 約 幾 克 的 冰?( 已 知 水 的 莫 耳 凝 固 點 下 降 常 數 為 1.86 /m) (A)80(B)160(C)240(D)320(E)360 98 指 C 09. 水 溶 液 0.1M 的 凝 固 點 最 低 的? 最 高 的?(A) 硫 酸 銨 (B) 氯 化 鎂 (C) 磷 酸 鈉 (D) 硝 酸 鉀 68 日 C,D 10. 水 溶 液 a:0.04m 葡 萄 糖,b:0.03m 硫 酸 鎂,c:0.01m 硫 酸 鉀 的 沸 點 高 低?(A)b>a>c (B)a>b>c (C)c>b>a (D)c>a>b 88 日 A 11. 1% 水 溶 液 甲 :NaCl 乙 :Na 2 SO 4 丙 :MgSO 4 的 沸 點 高 低?(Na=23,Cl=35.5,S=32,Mg=24) 79 日 甲 > 乙 > 丙 12. 1.8 克 葡 萄 糖 A 0.585 克 氯 化 鈉 B 各 溶 於 100 克 水, 溶 液 凝 固 點 -0.186-0.343, 則 (1) 沸 點 誰 高? 蒸 氣 壓 誰 大? 導 電 度 誰 高? 滲 透 壓 誰 大? (2)A B 的 重 量 莫 耳 濃 度? (3) 在 同 重 量 莫 耳 濃 度 時,B 溶 液 凝 固 點 下 降 度 數 ΔT f 為 何 不 是 A 的 2 倍?(Na=23,Cl=35.5) 87 日 B A B B 0.1m 0.1m NaCl 未 完 全 解 離 13. 1 莫 耳 下 列 物 質 加 入 1 升 水 中, 哪 一 個 溶 液 蒸 氣 壓 最 高?(A)NaOH (B)Ba(OH) 2 (C)BaSO 4 (D)Na 2 SO 4 91 指 C 14. 一 大 氣 壓 下, 下 列 各 化 合 物 沸 點 高 低 的 順 序 哪 些 正 確?(A) 氟 化 氫 > 碘 化 氫 (B) 食 鹽 水 > 純 水 (C) 氧 氣 > 氮 氣 (D) 丁 醇 > 乙 醚 (E) 反 1, 2- 二 氯 乙 烯 > 順 1, 2- 二 氯 乙 烯 指 研 ABCD 15. a 葡 萄 糖 b 果 糖 c 蔗 糖 均 1m 的 水 溶 液, 沸 點 高 低 順 序? 97 指 a=b=c 16. 等 重 的 哪 一 個 加 進 水 箱 是 最 佳 的 抗 凍 劑?(A) 丙 三 醇 (B) 乙 二 醇 (C) 葡 萄 糖 (D) 蔗 糖 B 17. 非 揮 發 非 電 解 質 溶 質 甲 溶 於 乙 溶 劑 之 溶 液 如 圖 乙 的 K f =? /m (A)10(B)20(C)25(D)30 (1) 哪 一 個 可 改 變 圖 中 直 線 的 斜 率?(A) 加 乙 稀 釋 (B) 更 換 其 他 溶 劑 (C) 更 換 其 他 非 揮 發 非 電 解 質 溶 質 (D) 再 加 甲 (2) 求 純 乙 的 凝 固 點? B,B,8

第 三 章 相 變 與 溶 液 23 3-3.3 滲 透 壓 一 滲 透 作 用 1. 半 透 膜 : 容 許 某 些 粒 子 通 過, 而 不 讓 其 他 粒 子 通 過, 具 選 擇 性 ( 與 分 子 大 小 無 絕 對 關 係 ) 註 : 高 中 探 討 只 允 許 讓 水 分 子 通 過 的 半 透 膜 2. 水 的 滲 透 : 水 由 稀 溶 液 通 過 半 透 膜 進 入 濃 溶 液 的 量 較 多, 而 由 濃 溶 液 通 過 半 透 膜 進 入 稀 溶 液 的 量 較 少, 水 的 滲 透 可 說 是 由 稀 溶 液 滲 透 至 濃 溶 液 註 : 若 是 半 透 膜 是 允 許 溶 質 粒 子 通 過, 則 溶 質 的 滲 透 是 由 濃 溶 液 滲 透 至 稀 溶 液 例 1 以 只 容 水 通 過 的 半 透 膜 將 容 器 分 為 a b 兩 區, 各 裝 入 等 高 溶 液, 平 衡 時 哪 些 的 a 液 面 升 高? (A)a:0.5M BaI 2 b:0.5m 尿 素 (B) a:1m 葡 萄 糖 b:1m 蔗 糖 (C)a:1M NaCl b:1m Na 2 SO 4 (D)a:10%NaCl b:10%nai (E)a:1M KCl b:0.5m BaI 2 (F)a: 水 b: 海 水 ADE 3. 滲 透 壓 π: 阻 止 溶 劑 ( 水 ) 滲 透 進 來 所 需 施 加 的 外 界 壓 力, 即 為 該 溶 液 的 滲 透 壓 (1) 凡 特 何 夫 定 律 : 稀 薄 溶 液 中, πv = nrt 或 π= C M RT 註 :π 滲 透 壓 atm, V 溶 液 體 積 L, n 溶 質 莫 耳 數, R:0.082, C M 溶 質 莫 耳 濃 度 M, T: 絕 對 溫 度 K (2) 電 解 質 溶 液 的 滲 透 壓 π= (C M i )RT (3)π C M i, 可 知 溶 質 的 粒 子 莫 耳 濃 度 愈 大, 滲 透 壓 愈 大 例 2 葡 萄 糖 18 毫 克 溶 水 成 500ml,25 時 滲 透 壓 為?mmHg 例 3 27 0.1M 食 鹽 水 的 滲 透 壓? 3.72 例 4 蛋 白 質 溶 液 500ml 中 含 蛋 白 質 5 克, 在 27 時 滲 透 壓 7.6mmHg, 求 蛋 白 質 分 子 量? 4.92atm 24600

4. 滲 透 壓 的 測 量 : 第 三 章 相 變 與 溶 液 24 (1) 如 左 下 圖, 直 接 於 溶 液 上 加 壓 以 保 持 液 面 不 變, 測 所 加 的 壓 力 = 該 溶 液 的 滲 透 壓 π (2) 如 右 下 圖, 平 衡 時 溶 液 滲 透 壓 π= 內 外 液 面 差 的 液 體 壓 力 = D h (gw/cm 2 ) = Dh 1033.6 (atm) 例 5 如 上 圖 管 內 27 溶 液 100ml 中 含 0.2 克 溶 質,h = 10.336mm, 溶 液 密 度 1g/ml, 求 溶 質 分 子 量? 49200 註 : 可 知 濃 度 極 小 的 滲 透 壓 便 可 使 液 面 上 升 高 度 明 顯 易 觀 察, 故 聚 合 物 巨 大 的 分 子 量 適 合 由 滲 透 壓 來 測 定 例 6 (1)B 放 純 水,A 放 0.1M 的 下 列 水 溶 液, 平 衡 時 哪 一 個 h 最 高? (A) 糖 水 (B) 食 鹽 水 (C) 硫 酸 鉀 (D) 醋 (2)A 放 1M 糖 水,B 放 0.1M 的 下 列 水 溶 液, 平 衡 時 哪 一 個 h 最 高? (A) 糖 水 (B) 食 鹽 水 (C) 硫 酸 鉀 (D) 醋 C A 例 7 一 U 形 管 以 半 透 膜 ( 只 有 水 可 通 過 ) 分 隔 成 管 徑 形 狀 相 同 的 兩 管, 左 管 放 0.5M 蔗 糖 水 右 管 放 等 高 的 0.3M 食 鹽 水,27 時 需 在 管 加 壓 atm, 才 能 維 持 液 面 仍 等 高 右,2.46 5. 生 物 的 滲 透 應 用 (1) 醃 製 食 物 時, 將 食 物 浸 泡 在 濃 度 高 之 滷 汁 中, 則 水 由 食 物 中 滲 出 (2) 血 液 滲 透 壓 約 7.7atm, 靜 脈 注 射 溶 液 需 調 整 濃 度 至 滲 透 壓 = 血 液 (a) 若 溶 液 濃 度 太 濃 (π>7.7), 水 由 紅 血 球 滲 出, 紅 血 球 會 萎 縮 (b) 若 溶 液 濃 度 太 淡 (π<7.7), 水 會 滲 入 紅 血 球, 使 紅 血 球 漲 破 (3) 鈉 鉀 離 子 濃 度 控 制 細 胞 膜 內 外 水 分 的 進 出 (4) 樹 根 靠 滲 透 作 用 把 水 分 輸 運 到 枝 葉 末 端

例 8 37 血 液 滲 透 壓 約 7.7atm, 注 射 用 的 (1) 葡 萄 糖 水 (2) 生 理 食 鹽 水 的 濃 度 應 為?M (3) 將 紅 血 球 置 於 0.2M 食 鹽 水 中 或 (4) 滲 透 壓 6atm 的 溶 液 中 各 有 何 種 變 化? 第 三 章 相 變 與 溶 液 25 0.3M,0.15, 萎 縮 漲 破 6. 水 由 稀 溶 液 ( 低 π) 滲 透 至 濃 溶 液 ( 高 π) 直 至 溶 質 粒 子 的 莫 耳 濃 度 (C M i ) 相 等 而 平 衡 故 平 衡 時 溶 液 體 積 粒 子 莫 耳 數 (mol x i ) C M = 粒 子 mol 數 / 溶 液 體 積 例 9 一 容 器 以 半 透 膜 ( 只 有 水 可 通 過 ) 分 隔 成 abc 三 等 份,a:0.1M 食 鹽 水 2 升 b:0.2m 氯 化 鋇 1 升 c:0.3m 葡 萄 糖 水 1.1 升, 則 平 衡 時 液 面 高 低 順 序?(A)b>a>c (B)c>b>a (C)a>b>c (D)a>c>b 78 日 A 例 10 一 U 形 管 以 半 透 膜 ( 只 有 水 可 通 過 ) 分 隔 成 管 徑 形 狀 相 同 的 ab 兩 邊,a 放 2M 之 BaCl 2 50ml, 則 b 放 多 少 ml 的 1M NaCl, 平 衡 時 ab 液 面 等 高?(A)200(B)150(C)100(D)50 81 日 B 二 逆 滲 透 : 在 濃 溶 液 加 以 大 於 滲 透 壓 π 的 外 加 壓 力, 使 水 由 濃 溶 液 逆 滲 透 至 稀 溶 液 例 : 可 利 用 逆 滲 透 來 進 行 海 水 淡 化 家 庭 淨 水 處 理

數 值? (A)3.0 10-3 (B)1.0 10-3 (C)9.0 10-6 (D)1.0 10-6 (E)3.0 10-6 97 指 C << 類 題 >> 第 三 章 相 變 與 溶 液 26 01. 哺 乳 類 神 經 細 胞 膜 內 鈉 離 子 濃 度 為 膜 外 之 1/10, 則 哪 一 個 正 確? (A) 水 由 細 胞 內 向 外 滲 透 (B) 鈉 離 子 由 細 胞 內 向 外 滲 透 (C) 水 由 細 胞 外 向 內 滲 透 (D) 鈉 離 子 由 細 胞 外 向 內 滲 透 83 夜 A 02. 聚 乙 烯 分 子 量 約 十 萬, 哪 一 個 測 其 分 子 量 最 精 確?(A) 測 蒸 氣 密 度 (B) 取 已 知 重 量 % 的 聚 乙 烯 溶 液 測 蒸 氣 壓 (C) 取 已 知 重 量 % 的 聚 乙 烯 溶 液 測 凝 固 點 下 降 量 (D) 取 已 知 重 量 % 的 聚 乙 烯 溶 液 測 滲 透 壓 82 日 D 03. 哪 些 正 確? (A) 液 體 飽 和 蒸 氣 壓 隨 溫 度 上 升 而 增 加 (B) 定 壓 下 液 體 體 積 均 隨 溫 度 上 升 而 增 加 (C) 氣 體 在 水 中 溶 解 度 隨 溫 度 上 升 而 增 加 (D) 以 半 透 膜 隔 開 食 鹽 水 與 純 水,Na + 與 Cl - 會 滲 透 到 純 水 而 產 生 滲 透 壓 (E) 膠 體 溶 液 中 膠 體 粒 子 不 停 做 布 朗 運 動 04. 27 時 化 合 物 0.4 克 的 100 毫 升 溶 液, 滲 透 壓 0.3atm, 求 其 分 子 量? (A)120 (B)133 (C)246 (D)328 82 日 AE 88 日 D 05. 血 液 滲 透 壓 7.7atm, 哪 些 正 確?(A) 靜 脈 注 射 的 葡 萄 糖 水 濃 度 約 0.3M (B) 靜 脈 點 滴 溶 液 中 只 含 等 莫 耳 數 的 食 鹽 及 葡 萄 糖, 則 食 鹽 濃 度 約 為 0.15M(C) 紅 血 球 置 於 0.2M 食 鹽 水 中 會 皺 縮 (D) 剛 吃 飽 時 血 液 滲 透 壓 會 略 升 高, 隨 後 再 降 低 (E) 溶 液 滲 透 壓 若 < 血 液, 血 球 會 吸 收 水 86 日 ACDE 06. (1) 植 物 利 用 根 部 細 胞 的 滲 透 膜 吸 水 傳 送 至 樹 梢, 現 有 經 年 保 持 在 27 1atm 的 熱 帶 雨 林 植 物, 細 胞 內 電 解 質 總 濃 度 相 當 於 0.1M 的 KCl (aq), 密 度 約 1.033 g cm -3, 則 其 生 長 高 度 最 高 可 達? 公 尺 (A)20 (B)50 (C)100 (D)150 (E)200 (2) 土 壤 中 溶 有 0.01M 的 何 者, 植 物 生 長 的 高 度 最 高? (A) 硫 酸 鈣 (B) 硫 酸 銨 (C) 硫 酸 鈉 (D) 硝 酸 鈣 (E) 氯 化 鈣 07. 哪 一 個 水 溶 液 滲 透 壓 最 高? (A)3x10-3 M HCl (B)4x10-3 M NaCl (C)5x10-3 M CaCl 2 92 指 B A (D)6x10-3 M CH 3 COOH (E)7x10-3 M C 6 H 12 O 6 08. 在 常 溫 下 1 升 的 水 中 加 入 下 列 何 者, 所 得 溶 液 具 有 最 高 的 滲 透 壓? 93 指 C (A)0.05 莫 耳 Ba(NO 3 ) 2 (B)0.06 莫 耳 蔗 糖 (C)0.06 莫 耳 NaCl (D)0.05 莫 耳 PbI 2 93 指 補 A 09. 在 27 一 大 氣 壓 下, 將 20.0g 的 MgCO 3 加 入 500mL 的 純 水 中 經 充 分 攪 拌, 並 靜 置 後, 取 出 上 層 澄 清 液, 測 得 滲 透 壓 為 112mmHg 試 問 MgCO 3 的 溶 度 積 常 數 Ksp 最 接 近 下 列 哪 個 10. 在 25, 某 非 離 子 型 樹 脂 在 水 中 的 溶 解 度 為 0.1%( 重 量 百 分 率 濃 度 ) 水 的 K b 為 0.512 /m, K f 為 1.86 /m 該 樹 脂 飽 和 水 溶 液 測 得 沸 點 100.0 凝 固 點 0.0 滲 透 壓 7.6mmHg 該 樹 脂 的 平 均 分 子 量 ( 克 / 莫 耳 ), 最 接 近 下 列 哪 一 數 值?(A) 1500 (B) 2500 (C) 3500 (D) 4500 (E) 5500 101 指 B

第 三 章 相 變 與 溶 液 27 11. 若 用 葡 萄 糖 ( 甲 ) 溴 化 鎂 ( 乙 ) 氯 化 鈉 ( 丙 ) 醋 酸 ( 丁 ) 等 四 種 化 合 物, 在 25 製 備 相 同 滲 透 壓 且 等 體 積 的 溶 液 時, 所 需 質 量 的 排 序, 下 列 哪 一 選 項 正 確?(A) 甲 > 乙 > 丙 > 丁 (B) 乙 > 甲 > 丁 > 丙 (C) 甲 > 丁 > 丙 > 乙 (D) 乙 > 甲 > 丙 > 丁 (E) 甲 > 乙 > 丁 > 丙 104 指 E 12. 截 面 積 1cm 2 的 U 形 管 在 27 時, 右 放 10ml 水, 則 左 放 多 少 ml 的 10-4 M 食 鹽 水, 才 能 使 純 水 維 持 原 來 高 度?( 鹽 水 純 水 比 重 均 為 1,1 大 氣 壓 =1000cm 水 柱 高 ) (A)10 (B)12.5 (C)14.9 (D)17.4 79 日 C 13. (1) 道 路 積 雪 常 灑 鹽 以 免 結 冰 (2) 醃 製 泡 菜, 灑 鹽 使 蔬 菜 中 的 水 滲 出 (3) 綠 豆 煮 熟 才 加 糖, 反 之 則 煮 不 透 各 與 何 種 現 象 有 關? 凝 固 點 下 降, 滲 透, 滲 透

第 三 章 相 變 與 溶 液 28 一 溶 液 分 類 : 依 溶 質 粒 子 大 小 3-4 膠 體 溶 液 1. 真 溶 液 : 溶 質 粒 子 直 徑 約 為 1 個 原 子 或 分 子 直 徑 10-10 至 10-9 公 尺, 均 勻 透 光 例 : 糖 水 食 鹽 水 酒 精 飲 料 汽 油 低 濃 度 清 潔 液 2. 膠 體 溶 液 : 溶 質 粒 子 直 徑 約 10-9 至 10-7 公 尺 ( 奈 米 顆 粒 ), 膠 濁 不 太 透 光 例 : 咖 啡 醬 油 牛 奶 豆 漿 墨 水 澱 粉 水 溶 液 高 濃 度 清 潔 液 洋 菜 凍 ( 凝 膠 ) 註 : 膠 體 溶 液 又 稱 為 分 散 系 ( 溶 質 稱 為 分 散 質, 溶 劑 稱 為 分 散 媒 ) 註 :1 個 膠 體 溶 質 粒 子 約 由 10 3 ~10 9 個 原 子 構 成 V 比 = ( 長 比 ) 3 = (10-9 /10-10 ) 3 ~ (10-7 /10-10 ) 3 二 膠 體 溶 液 特 性 : ( 真 溶 液 則 無 ) 1. 廷 得 耳 效 應 : 光 線 經 過 膠 體 溶 液 時, 溶 質 粒 子 顆 粒 夠 大 可 反 射 ( 散 射 或 漫 射 ) 光 線, 而 見 到 一 條 亮 帶 2. 布 朗 運 動 : 光 線 經 過 膠 體 溶 液 時, 以 顯 微 鏡 於 垂 直 光 線 的 方 向 觀 察, 可 見 膠 體 溶 質 粒 子 形 成 的 許 多 光 點 不 斷 的 急 速 運 動, 呈 現 出 不 規 則 的 折 線 運 動 註 : 膠 體 溶 質 粒 子 受 到 溶 劑 粒 子 不 均 勻 的 碰 撞 圖 (a) 膠 體 粒 子 的 布 朗 運 動 圖 (b) 布 朗 運 動 之 成 因 3. 膠 體 溶 質 粒 子 帶 同 性 電, 膠 體 粒 子 間 因 同 性 相 斥 而 不 會 凝 聚 沉 澱 例 : 金 屬 氫 氧 化 物 常 吸 附 陽 離 子 而 帶 正 電, 金 屬 硫 化 物 常 吸 附 陰 離 子 而 帶 負 電 註 : 膠 體 溶 質 粒 子 吸 附 溶 液 中 的 離 子 或 極 性 分 子 而 帶 電, 但 整 個 溶 液 仍 呈 電 中 性 三 膠 體 溶 質 粒 子 的 凝 聚 沉 澱 1. 加 電 解 質 以 解 離 出 異 性 離 子 來 中 和 膠 體 溶 質 粒 子 所 帶 電 荷 而 凝 聚 沉 澱 例 :(1) 豆 漿 中 加 石 膏 CaSO 4 使 蛋 白 質 凝 聚 成 豆 花 (2) 加 醋 酸 的 鹹 豆 漿 呈 蛋 花 狀, 加 糖 的 甜 豆 漿 則 無 ( 糖 為 非 電 解 質 ) (3) 河 流 於 入 海 處 形 成 河 口 三 角 洲 2. 加 電 場 通 電 : 膠 體 溶 質 粒 子 往 異 性 電 極 移 動, 於 電 極 處 凝 聚 析 出 例 : 冷 氣 機 或 煙 囪 的 靜 電 集 塵 板 例 1 有 關 膠 體 溶 液 哪 些 正 確?(A) 膠 質 粒 子 間 相 互 碰 撞 而 造 成 布 朗 運 動 (B) 通 電 可 促 使 膠 質 粒 子 凝 聚 (C) 加 少 許 電 解 質 可 防 止 膠 質 粒 子 凝 聚 (D) 廷 得 耳 效 應 是 膠 質 粒 子 反 射 光 線 造 成 (E) 膠 體 溶 質 粒 子 吸 附 溶 液 中 的 離 子 而 帶 電, 故 可 分 散 於 水 溶 液 中 86 日 BDE

第 三 章 相 變 與 溶 液 29 例 2 哪 些 照 光 時 會 顯 出 廷 得 耳 效 應?(A) 濃 食 鹽 水 (B) 牛 奶 (C) 咖 啡 (D)95% 酒 精 水 溶 液 (E) 醬 油 83 日 BCE 例 3 通 電 時 會 流 向 負 極 的 膠 質 粒 子, 若 加 入 等 莫 耳 的 下 列 物 質, 何 者 最 有 凝 聚 效 果? 哪 一 個 無 效? (A)C 6 H 12 O 6 (B)KI (C)MgCl 2 (D)Na 3 PO 4 (E)Al 2 (SO 4 ) 3 E,A 溶 質 粒 子 大 小 比 較 溶 質 粒 子 直 徑 以 濾 紙 過 濾 溶 質 靜 置 透 光 性 實 例 真 溶 液 0.1 至 1nm 可 穿 過 不 分 離 不 沉 澱 好 酒 糖 水 膠 體 溶 液 1 至 100 nm 可 穿 過 不 分 離 不 沉 澱 差 牛 奶 雲 霧 果 凍 懸 浮 液 >100 nm 不 穿 過 可 分 離 會 沉 澱 更 差 血 液 噴 霧 劑 實 驗 2 奈 米 硫 粒 的 合 成 1. 硫 代 硫 酸 鈉 Na 2 S 2 O 3 溶 液 與 鹽 酸 反 應, 先 會 形 成 奈 米 級 硫 粒 子, 再 聚 集 成 更 大 的 硫 粒 子 而 沉 澱 例 :Na 2 S 2 O 3(aq) + 2HCl (aq) S (s) + SO 2(g) + 2NaCl (aq) + H 2 O (l) 2- S 2 O 3 (aq) + 2H + (aq) S (s) + SO 2(g) + H 2 O (l) 註 : 溶 液 中 硫 分 子 S 8 聚 集 形 成 奈 米 級 的 硫 粒 子 的 直 徑 約 1~100nm(10-9 ~10-7 m) 屬 於 膠 體 溶 液 2. 加 入 清 潔 劑 可 減 緩 更 大 的 硫 粒 子 黃 色 沉 澱 形 成, 延 長 奈 米 顆 粒 存 在 時 間, 以 利 觀 察 廷 得 耳 效 應 << 類 題 >> 01. 豆 漿 加 哪 些 會 分 離 出 蛋 白 質?(A) 糖 (B) 醋 (C) 酒 精 (D) 石 膏 (E) 以 濾 紙 過 濾 (F) 水 90 日 BD 02. 有 關 廷 得 耳 效 應 的 發 生 與 哪 些 有 關? (A) 分 散 質 直 徑 10-9 至 10-7 m (B) 因 粒 子 帶 同 性 電 相 斥 (C) 粒 子 在 強 光 下 運 動 加 快 (D) 粒 子 散 射 光 線 (E) 粒 子 受 到 溶 劑 粒 子 的 碰 撞 79 夜 AD 03. 有 關 膠 體 溶 液 的 膠 質 粒 子 哪 一 個 不 正 確?(A) 會 被 地 球 引 力 吸 引 而 沉 澱 (B) 帶 有 電 荷 (C) 可 散 射 光 線 (D) 不 斷 的 急 速 運 動 85 夜 A

第 三 章 相 變 與 溶 液 30 04. 哪 一 個 正 確?(A) 溫 度 升 高, 氣 體 溶 解 度 必 降 低, 固 體 溶 解 度 必 增 加 (B) 在 醋 酸 鈉 的 過 飽 和 溶 液 中 放 入 幾 顆 醋 酸 鈉, 會 變 為 飽 和 溶 液 (C)0.1M 食 鹽 水 蒸 氣 壓 與 0.1M 蔗 糖 水 相 同 (D) 尿 素 分 子 溶 於 水 中, 與 水 分 子 碰 撞 產 生 布 朗 運 動 84 日 B 05. 過 量 檸 檬 酸 與 金 離 子 在 酸 中 加 熱 生 紅 玫 瑰 色 之 金 奈 米 粒 子, 表 面 有 許 多 檸 檬 酸 根 離 子 而 可 穩 定 分 散 於 水 溶 液 中 若 將 表 面 的 離 子 用 水 洗 去, 則 金 奈 米 粒 子 會 聚 集 變 紫 色, 甚 或 沉 澱 下 列 哪 兩 項 正 確? (A) 檸 檬 酸 與 金 離 子 是 氧 化 還 原 反 應 (B) 所 生 金 奈 米 粒 子 數 = 用 去 的 檸 檬 酸 粒 子 數 (C) 反 應 是 在 ph>7 的 條 件 下 進 行 (D) 金 奈 米 粒 子 間 會 因 靜 電 相 斥 而 穩 定 分 散 於 水 中 (E) 金 奈 米 粒 子 沉 澱 是 生 成 Au(OH) 3 100 學 研 AD 06. 0.1M 硫 代 硫 酸 鈉 溶 液 5ml 與 0.0025M 銨 鹽 界 面 活 性 劑 溶 液 10ml 混 合, 再 加 入 ph=1.9 的 鹽 酸 5ml 攪 拌 均 勻 並 靜 置, 澄 清 溶 液 逐 漸 變 白 色 混 濁 的 硫 奈 米 膠 體 溶 液, 有 廷 得 耳 效 應 下 列 哪 些 敘 述 正 確? (A) 所 生 硫 以 S 8 分 子 存 在 (B) 硫 代 硫 酸 根 離 子 進 行 自 身 氧 化 還 原 (C) 廷 得 耳 效 應 是 奈 米 顆 粒 將 光 線 折 射 所 造 成 (D) 界 面 活 性 劑 用 以 控 制 硫 分 子 聚 結 的 速 率 (E) 膠 體 粒 子 的 大 小 是 介 於 10-6 ~10-4 米 101 指 研 ABD 07. 若 硫 代 硫 酸 鈉 與 鹽 酸 在 含 有 少 量 界 面 活 性 劑 的 水 溶 液 中 進 行 反 應, 則 下 列 有 關 敘 述, 哪 些 正 確? (A) 反 應 物 恰 好 完 全 作 用 後 溶 液 為 酸 性 (B) 界 面 活 性 劑 的 作 用 為 維 持 反 應 容 器 的 清 潔 (C) 產 物 中 可 能 會 有 氧 化 數 為 零 的 奈 米 硫 粒 子 (D) 由 於 廷 得 耳 效 應, 照 光 後 可 以 觀 察 到 產 物 所 造 成 的 光 折 射 現 象 (E) 產 物 中 含 硫 物 質 之 總 氧 化 數 較 反 應 物 中 含 硫 物 質 之 總 氧 化 數 減 少 102 指 AC