物质的状态及其反应课件

第一章物質的狀態及其反應第一節

物質的狀態第二節

原子與分子第三節化學式第四節化學反應式第五節化學反應的定量關係第六節化學反應的能量變化第一章物質的狀態及其反應第一節物質的狀態1第一節物質的狀態章目錄一、固態、液態與氣態二、相變第一節物質的狀態章目錄一、固態、液態與氣態2冰山組成是

的冰；海水是由

的水所構成；水蒸氣則是

的物質。水的三態節目錄氣態液態固態冰山組成是的冰；水的三態節目錄氣態液態固態3物質狀態的粒子模型氣體液體固體固態：分子間的距離

，作用力

。氣態：分子間的距離

，作用力

。影響三態變化的主因：

、

。最短最大最大最小溫度壓力節目錄物質狀態的粒子模型氣體液體固體固態：分子間的距離4粒子排列最為規則，距離也最近。較強的作用力，粒子運動方式，侷限於

，相對位置保持固定。定溫定壓下，有一定的

。固體節目錄固定位置振動體積與形狀粒子排列最為規則，距離也最近。固體節目錄固定位置振動體積與形5形狀依盛載液體的容器形狀而定。作用力較弱，粒子不在固定的位置上，液體具有

。液體的體積與其形成固體時的體積相當接近

。液態節目錄流動性形狀依盛載液體的容器形狀而定。液態節目錄流動性6可迅速充滿整個容器。體積與形狀，乃依容器而異。彼此距離最遠，作用力最小，運動

。氣體粒子運動時，會與器壁相碰撞，產生

。氣態節目錄最自由氣壓可迅速充滿整個容器。氣態節目錄最自由氣壓7物質的三態變化節目錄物質的三態變化節目錄8固態的相變節目錄熔化固態→液態昇華固態→氣態固態的相變節目錄熔化昇華9碘昇華與沉積常溫常壓下，碘晶體、乾冰、樟腦、萘丸等物質，也具有昇華的特性昇華沉積節目錄碘昇華與沉積常溫常壓下，碘晶體、乾冰、樟腦、萘丸等物質，也具10液態的相變節目錄凝固液態→固態汽化液態→氣態蒸發：液體表面

分子轉變成氣態沸騰：沸點液體全面汽化液態的相變節目錄凝固汽化蒸發：液體表面分子11純物質在固定壓力下的沸點為固定外界壓力變大時，沸點會

。外界壓力降低時，沸點則會

。純物質的沸點升高下降三相變化圖節目錄純物質在固定壓力下的沸點為固定純物質的沸點升高下降三相變化圖12氣態的相變節目錄凝結氣態→液態沉積氣態→固態氣態的相變節目錄凝結沉積13物質受熱時溫度狀態變化節目錄物質受熱時溫度狀態變化節目錄14相變過程的能量變化莫耳熔化熱：一莫耳物質熔化時所

的熱量。莫耳凝固熱：一莫耳物質凝固時所

的熱量。純物質熔化與汽化的過程，物質的

並未改變。吸收放出溫度節目錄相變過程的能量變化莫耳熔化熱：一莫耳物質熔化時所15莫耳汽化熱與沸點節目錄沸點愈高，莫耳汽化熱愈大。莫耳汽化熱與沸點節目錄沸點愈高，莫耳汽化熱愈大。16莫耳熔化熱與熔點節目錄熔點愈高，莫耳熔化熱不一定愈大。物質的莫耳熔化熱比莫耳汽化熱要小得多。莫耳熔化熱與熔點節目錄熔點愈高，莫耳熔化熱不一定愈大。物質的17例題1．1如圖1-6所示，將儲存於鋼瓶中的高壓二氧化碳液體，在室壓下釋出時，會生成乾冰及二氧化碳氣體。試說明在此過程中，已發生了哪些物狀態變化，並說明其所伴隨的熱量變化。節目錄例題1．1如圖1-6所示，將儲存於鋼瓶中的高壓二氧化碳液體，18[例題1．1][解答]：由於在常壓和室溫下，液態的二氧化碳非常不穩定，因此，當液態二氧化碳由高壓的鋼瓶釋出時，會轉變成二氧化碳氣體，此過程中所吸收的熱量，可促使一部分的液態二氧化碳固化，生成固態的乾冰。

節目錄[例題1．1][解答]：由於在常壓和室溫下，液態的二氧化碳非19物質的其他狀態除了固、液、氣三種物態外，有些物質，也可以用其他的形式存在節目錄電漿液晶物質的其他狀態除了固、液、氣三種物態外，有些物質，也可以用其20材料科技-液晶有機液晶材料145℃乳狀物

相179℃透明液態液晶：其內的分子排列秩序較液態規則，但分子間可以相互滑動，兼具液體的

與晶體內分子

的特性發現：

1888年流動性規則排列液晶節目錄材料科技-液晶有機液145℃乳狀物179℃透明液晶：其內的21液晶的相變節目錄液晶的相變節目錄22液晶分子節目錄多為長條棒狀或扁平狀的有機分子液晶分子的排列，會隨溫度、壓力或電場等外在條件而異，進而造成液晶分子的光學性質產生改變液晶被廣泛使用於顯示器與溫度偵測器等用途。液晶分子節目錄多為長條棒狀或扁平狀的有機分子23一、原子說二、亞佛加厥定律第二節原子與分子章目錄一、原子說第二節原子與分子章目錄24質量守恆(不滅)定律節目錄提出者：法國的

。實驗：

反應的實驗，測量

變化。內容：物質發生化學變化時，反應前物質的總質量恆等於反應後物質的總質量。拉瓦節燃燒質量質量守恆(不滅)定律節目錄提出者：法國的。拉25提出者：法國的

。實驗：測定化合物中元素

關係。內容：一化合物之成分元素的質量比值恆為固定。定比（定組成）定律1:81:8普魯斯特質量氫+氧→水酸+鹼→水氫氧質量比節目錄提出者：法國的。定比（定組成）定律126原子說

是組成物質之最小粒子。同一元素的原子具有相同的質量及性質。化合物：不同元素的原子，以簡單的

比結合。化學變化：化合物中的原子重新

。原子整數排列組合節目錄原子說是組成物質之最小粒子。原子整數排列組合節目錄27倍比定律氧之重量比為

＝

。提出者：英國

。內容：當兩種元素形成不只ㄧ種化合物時，若各化合物中之同一種元素的質量相同，則另一種元素在這些化合物中的質量成簡單的整數比』COCO21：24：8道耳頓節目錄倍比定律氧之重量比提出者：英國。COCO21：28例題1．2氮與氧反應可以形成多種化合物，如NO、NO2、N2O5等。與固定質量的氮元素結合，形成上述化合物時，各化合物所需的氧元素質量比值應為何?此比值是否符合倍比定律的描述？(N=14，O=16)節目錄例題1．2氮與氧反應可以形成多種化合物，如NO、NO2、N229[例題1．2]解若氮元素在三種化合物中的質量均為28克，則這些化合物中氧元素的質量將分別為32克、64克、80克，其質量比可以簡化為2:4:5，為簡單整數比的關係，符合倍比定律的描述。

節目錄[例題1．2]解若氮元素在三種化合物中的質量均為28克，則這30練習1．2若假設H2O及H2O2中氫元素的質量為定值，則此兩種化合物中所含有的氧元素的質量比為若干？

[解]1:2節目錄練習1．2若假設H2O及H2O2中氫元素的質量為定值，則此兩31提出者：

。內容：同溫同壓下，不同氣體間發生化學反應時，各氣體

的改變量為簡單的整數比。氣體反應體積定律氫氣+氧氣→水蒸氣體積比

。2:1:2體積給呂薩克節目錄提出者：。氣體反應體積定律氫氣32道耳頓原子說解釋道耳頓推論氫氣與氧氣化合生成含有三個原子(H2O)之水蒸氣，氣體反應體積比例，應為

，與給呂薩克的實驗

結果不吻合。2:1:12:1:2節目錄氫原子氧原子水分子道耳頓原子說解釋道耳頓推論氫氣與氧氣化合生成含有三個原子(H33亞佛加厥假說提出者：義大利

。內容：同溫同壓下，相同

的氣體，具有相同數目的

。將氫氣與氧氣的組成以

的分子表示，可以圓滿解釋給呂薩克所得的實驗結果。亞佛加厥假說經過數十年的實驗證實後，改稱為

定律。亞佛加厥體積分子雙原子亞佛加厥節目錄亞佛加厥假說提出者：義大利。亞佛加厥體積分34分子學說亞佛加厥提出了對氣體反應體積定律的合理解釋。他認為由數個原子所構成的

，才是組成氣體的最小粒子

。分子節目錄氫分子氧分子水分子分子學說亞佛加厥提出了對氣體反應體積定律的合理解釋。他認為由35例題1．3除了氫氣與氧氣反應生成水蒸氣的實驗外，給呂薩克還發現『氫氣與碘蒸氣反應生成碘化氫(HI)氣體時，其反應物與產物之氣體體積間呈現1:1:2的簡單整數比關係』。試利用亞佛加厥定律，並以圖1-B的模式，說明此反應中氣體體積間的關係。

節目錄例題1．3除了氫氣與氧氣反應生成水蒸氣的實驗外，給呂薩克還發36[例題1．3]解解答：氫氣與碘蒸氣分別是由H2與I2分子組成。兩者反應生成碘化氫的過程，可以描述如上圖，亦即一分子的氫可與一分子的碘，化合成兩分子的碘化氫。節目錄H2+I2→2HI[例題1．3]解解答：氫氣與碘蒸氣分別是由H2與I2分子組成37第一章物質的狀態及其反應第一節

物質的狀態第二節

原子與分子第三節化學式第四節化學反應式第五節化學反應的定量關係第六節化學反應的能量變化第一章物質的狀態及其反應第一節物質的狀態38第一節物質的狀態章目錄一、固態、液態與氣態二、相變第一節物質的狀態章目錄一、固態、液態與氣態39冰山組成是

的冰；海水是由

的水所構成；水蒸氣則是

的物質。水的三態節目錄氣態液態固態冰山組成是的冰；水的三態節目錄氣態液態固態40物質狀態的粒子模型氣體液體固體固態：分子間的距離

，作用力

。氣態：分子間的距離

，作用力

。影響三態變化的主因：

、

。最短最大最大最小溫度壓力節目錄物質狀態的粒子模型氣體液體固體固態：分子間的距離41粒子排列最為規則，距離也最近。較強的作用力，粒子運動方式，侷限於

，相對位置保持固定。定溫定壓下，有一定的

。固體節目錄固定位置振動體積與形狀粒子排列最為規則，距離也最近。固體節目錄固定位置振動體積與形42形狀依盛載液體的容器形狀而定。作用力較弱，粒子不在固定的位置上，液體具有

。液體的體積與其形成固體時的體積相當接近

。液態節目錄流動性形狀依盛載液體的容器形狀而定。液態節目錄流動性43可迅速充滿整個容器。體積與形狀，乃依容器而異。彼此距離最遠，作用力最小，運動

。氣體粒子運動時，會與器壁相碰撞，產生

。氣態節目錄最自由氣壓可迅速充滿整個容器。氣態節目錄最自由氣壓44物質的三態變化節目錄物質的三態變化節目錄45固態的相變節目錄熔化固態→液態昇華固態→氣態固態的相變節目錄熔化昇華46碘昇華與沉積常溫常壓下，碘晶體、乾冰、樟腦、萘丸等物質，也具有昇華的特性昇華沉積節目錄碘昇華與沉積常溫常壓下，碘晶體、乾冰、樟腦、萘丸等物質，也具47液態的相變節目錄凝固液態→固態汽化液態→氣態蒸發：液體表面

分子轉變成氣態沸騰：沸點液體全面汽化液態的相變節目錄凝固汽化蒸發：液體表面分子48純物質在固定壓力下的沸點為固定外界壓力變大時，沸點會

。外界壓力降低時，沸點則會

。純物質的沸點升高下降三相變化圖節目錄純物質在固定壓力下的沸點為固定純物質的沸點升高下降三相變化圖49氣態的相變節目錄凝結氣態→液態沉積氣態→固態氣態的相變節目錄凝結沉積50物質受熱時溫度狀態變化節目錄物質受熱時溫度狀態變化節目錄51相變過程的能量變化莫耳熔化熱：一莫耳物質熔化時所

的熱量。莫耳凝固熱：一莫耳物質凝固時所

的熱量。純物質熔化與汽化的過程，物質的

並未改變。吸收放出溫度節目錄相變過程的能量變化莫耳熔化熱：一莫耳物質熔化時所52莫耳汽化熱與沸點節目錄沸點愈高，莫耳汽化熱愈大。莫耳汽化熱與沸點節目錄沸點愈高，莫耳汽化熱愈大。53莫耳熔化熱與熔點節目錄熔點愈高，莫耳熔化熱不一定愈大。物質的莫耳熔化熱比莫耳汽化熱要小得多。莫耳熔化熱與熔點節目錄熔點愈高，莫耳熔化熱不一定愈大。物質的54例題1．1如圖1-6所示，將儲存於鋼瓶中的高壓二氧化碳液體，在室壓下釋出時，會生成乾冰及二氧化碳氣體。試說明在此過程中，已發生了哪些物狀態變化，並說明其所伴隨的熱量變化。節目錄例題1．1如圖1-6所示，將儲存於鋼瓶中的高壓二氧化碳液體，55[例題1．1][解答]：由於在常壓和室溫下，液態的二氧化碳非常不穩定，因此，當液態二氧化碳由高壓的鋼瓶釋出時，會轉變成二氧化碳氣體，此過程中所吸收的熱量，可促使一部分的液態二氧化碳固化，生成固態的乾冰。

節目錄[例題1．1][解答]：由於在常壓和室溫下，液態的二氧化碳非56物質的其他狀態除了固、液、氣三種物態外，有些物質，也可以用其他的形式存在節目錄電漿液晶物質的其他狀態除了固、液、氣三種物態外，有些物質，也可以用其57材料科技-液晶有機液晶材料145℃乳狀物

相179℃透明液態液晶：其內的分子排列秩序較液態規則，但分子間可以相互滑動，兼具液體的

與晶體內分子

的特性發現：

1888年流動性規則排列液晶節目錄材料科技-液晶有機液145℃乳狀物179℃透明液晶：其內的58液晶的相變節目錄液晶的相變節目錄59液晶分子節目錄多為長條棒狀或扁平狀的有機分子液晶分子的排列，會隨溫度、壓力或電場等外在條件而異，進而造成液晶分子的光學性質產生改變液晶被廣泛使用於顯示器與溫度偵測器等用途。液晶分子節目錄多為長條棒狀或扁平狀的有機分子60一、原子說二、亞佛加厥定律第二節原子與分子章目錄一、原子說第二節原子與分子章目錄61質量守恆(不滅)定律節目錄提出者：法國的

。實驗：

反應的實驗，測量

變化。內容：物質發生化學變化時，反應前物質的總質量恆等於反應後物質的總質量。拉瓦節燃燒質量質量守恆(不滅)定律節目錄提出者：法國的。拉62提出者：法國的

。實驗：測定化合物中元素

關係。內容：一化合物之成分元素的質量比值恆為固定。定比（定組成）定律1:81:8普魯斯特質量氫+氧→水酸+鹼→水氫氧質量比節目錄提出者：法國的。定比（定組成）定律163原子說

是組成物質之最小粒子。同一元素的原子具有相同的質量及性質。化合物：不同元素的原子，以簡單的

比結合。化學變化：化合物中的原子重新

。原子整數排列組合節目錄原子說是組成物質之最小粒子。原子整數排列組合節目錄64倍比定律氧之重量比為

＝

。提出者：英國

。內容：當兩種元素形成不只ㄧ種化合物時，若各化合物中之同一種元素的質量相同，則另一種元素在這些化合物中的質量成簡單的整數比』COCO21：24：8道耳頓節目錄倍比定律氧之重量比提出者：英國。COCO21：65例題1．2氮與氧反應可以形成多種化合物，如NO、NO2、N2O5等。與固定質量的氮元素結合，形成上述化合物時，各化合物所需的氧元素質量比值應為何?此比值是否符合倍比定律的描述？(N=14，O=16)節目錄例題1．2氮與氧反應可以形成多種化合物，如NO、NO2、N266[例題1．2]解若氮元素在三種化合物中的質量均為28克，則這些化合物中氧元素的質量將分別為32克、64克、80克，其質量比可以簡化為2:4:5，為簡單整數比的關係，符合倍比定律的描述。

節目錄[例題1．2]解若氮元素在三種化合物中的質量均為28克，則這67練習1．2若假設H2O及H2O2中氫元素的質量為定值，則此兩種化合物中所含有的氧元素的質量比為若干？

[解]1:2節目錄練習1．2若假設H2O及H2O2中氫元素的質量為定值，則此兩68提出者：

。內容：同溫同壓下，不同氣體間發生化學反應時，各氣體

的改變量為簡單的整數比。氣體反應體積定律氫氣+氧氣→水蒸氣體積比