物質狀態

學習目標

• 用 $PV=nRT$ 與道爾頓分壓定律處理氣體混合與收集。
• 在重量百分率、體積莫耳濃度、重量莫耳濃度之間換算，知道如何精確稀釋。
• 讀溶解度曲線，判斷飽和、析出量與再結晶分離。
• 用顆粒數解釋蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降與滲透壓。

先測一下

1. 把 $1.00$ M NaOH 稀釋成 $0.100$ M，要用什麼器材量取與定量？
2. 以排水集氣法收集氧氣，集氣瓶內的氣體只有氧氣嗎？
3. $0.1$ m 的蔗糖水與 $0.1$ m 的 NaCl 水，誰的沸點較高？

看詳解

1. 用度量管（移液管）精確量取，在容量瓶中加水到刻度。量筒與燒杯不夠精確。
2. 不是，還有水蒸氣：$P_{\mathrm{O_2}}=P_{\text{大氣}}-P_{\text{水}}$。

核心概念

氣體定律

• $PV=nRT$，$R=0.082\ \mathrm{atm\,L/(mol\,K)}$；溫度一定用 K。
• 道爾頓分壓：$P_{\text{總}}=\sum P_i$，。

看詳解

$P_{\mathrm{H_2}}=736$ mmHg $\approx0.968$ atm； mol。

看詳解

排水集氣；向上排氣；向下排氣（極易溶於水，不能排水）。這就是 115 分科化學 10（答對率 32%）。

溶液濃度

• 重量百分率 $=\frac{\text{溶質}}{\text{溶液}}\times100\%$；體積莫耳濃度 $C_M=\frac{n}{V_{\text{溶液}}(\mathrm L)}$；重量莫耳濃度 。

溶解度與飽和溶液

• 溶解度：定溫下 $100$ g 水最多溶解的克數。多數固體隨溫度升高而增加（$\mathrm{KNO_3}$ 增加很多，NaCl、KCl 變化小）；氣體則減少。
• 飽和溶液的重量百分率 $=\frac{S}{100+S}$。

看詳解

仍是飽和溶液（有晶體析出），濃度只由溫度決定：$\frac{31}{131}\approx23.7\%$，不是 25%。

依數性質

• 只與溶質顆粒數有關：蒸氣壓下降（拉序爾：$P=X_{\text{溶劑}}P^\circ$）、沸點上升 $\Delta T_b=K_bC_mi$、凝固點下降 、滲透壓 。

看詳解

留在空氣中的水：$n=\frac{0.82\times0.040\times30}{0.082\times300}=0.040$ mol；被吸收 $$ mol，需 mol g。這是 （答對率 37%）。

重要公式

解題策略

1. 氣體題：先寫哪些量固定；排水集氣要扣水蒸氣壓。
2. 溶解度題：只要還有晶體，濃度就由溫度決定。
3. 依數性質：先算「顆粒的莫耳數」再代公式。

混合練習

1. 20 mL、0.50 M HCl 稀釋到 250 mL，濃度？
2. 20°C NaCl 溶解度 36 g，飽和溶液的重量百分率？
3. 同溫同體積下混合 1 mol $\mathrm{N_2}$ 與 3 mol $\mathrm{H_2}$，總壓 4 atm，$\mathrm{H_2}$ 分壓？

看詳解

1. $0.040$ M。
2. $\frac{36}{136}\approx26.5\%$。
3. $3$ atm。

常見錯誤

小試身手

1. 109 學測化學 單選 4：相對濕度（答對率 37%）
2. 115 分科化學 10：氣體收集（答對率 32%）
3. 109 學測自然 多選 31：配製溶液（答對率 25%）
4. 挑戰題：112 學測自然 單選 20：溶解度與溶解熱（答對率 19%）

複習計畫