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第0、1單元 基礎概念與化學計量
一、七種SI基本單位
物理量 質量 長度 溫度 時間 物質數量 電流 亮度
符號 Kg m K s mol A Cd
二、字首修飾SI單位的大小
字首 Prefix 乘的倍數 符號
十億 Giga 109 G
百萬 Mega 106 M
仟 Kilo 103 k
Deci 10－1 d
厘 Centi 10－2 c
毫 Milli 10－3 m
微 Micro 10－6 μ
微毫（奈） Nano 10－9 n
微微 Pico 10－12 p
菲 Femto 10－15 f
三、部分SI導出的單位
物理量 SI單位 單位符號 SI單位的定義
能量 焦耳Joule J Kg.m2s-2
力 牛頓newton N Kgms－2(or Jm－1)
壓力 巴斯卡 Pa Kgm－1s－2(or Nm－2)
功率 瓦特watt W Kgm2s－3(or Js－1)
頻率 赫茲 Hz s－1
電荷 庫倫coulomb C As
電位差 伏特Volt V Kgm2s－3A－1 (or Js－1A－1)
四、單位間的互換
長度（Length）：SI制單位 公尺m
1 m =1×102 cm =1×103 mm =1×106μm = 1×109 nm =1×1010 = 1×1012 pm
1 (埃，angstron) = 1×10－10 m ; 1nm (奈米，nanometer) = 1×10－9 m
2.54 cm = 1 inch (英吋，in ) 1.609 km = 1mile (英哩，mi )
1 foot = 1ft (英呎) = 12 in 1mile = 5280 ft
體積（Volume）：SI制導出單位 立方公尺m3
1L = 1×103 cm3 = 1dm3 (立方公寸) 1m3 (立方米) = 1×103 L= 1×106 mL
1 gal (加侖) = 4qt (夸特) = 3.785 L 1 qt = 0.946 L = 2pt (瓶脫)
質量（Mass）或重量（Weight）：SI制單位 公斤kg
1 kg = 1×103 g = 1×106 mg = 10－3 噸 1 oz = 28.350 g
1 lb (英鎊) = 454 g = 0.454 kg 1 lb =16 oz (盎司)
能量（Energy）：SI制導出單位 焦耳J（Kg.m2s－2）
1 (卡,cal ) = 4.184 (焦耳, J ) 1 J = 1.0×107 (爾格, erg)
1 (電子伏特,eV ) = 1.6×10－19 J 1atm.L = 101.325 J = 24.2 cal
壓力（Pressure）：SI制導出單位 巴斯卡Pa【Kgm－1s－2(or Nm－2)】
1atm ＝76cm-Hg＝760mm-Hg＝760 torr（1托耳，torr =1毫米汞柱，mmHg）
＝1033.6 cm-H2O＝1033.6 gw/cm2＝10336 Kgw/m2
＝1.013 × 105 N/m2＝1.013 × 105 Pa（帕pascal）＝1013百帕 = 1013毫巴
五、常見單位
1. 溫度（Temperature）
(1) SI制的溫度單位為：K（凱氏溫度 ; 絕對溫度）
(2) 其他溫度單位與彼此關係：攝氏℃ ; 華氏0F
A. 絕對溫度（T K）= t℃+273.15 【EX：25℃+273 = 298K】
B. 華氏溫度（0F）= t℃+32 【EX：25℃× +32 = 77 0F】
2. 密度（density）
(1) 定義：每單位體積所含的質量。
(2) 公式：密度
(3) 備註：密度受溫度影響
3. 比熱（Specific heat）
(1) 定義：1克物質上升1℃所吸收熱量
(2) 常見單位：cal/g.℃ ; J/g.℃
(3) 物質的吸熱或放熱 = 質量 × 比熱 × 溫度差
六、測量數據的處理
1. 測量數據：準確值＋估計值 = 有效數字
2. 有效數字（Significant Figures）：
(1) 有效數字來源：測量儀器有最小單位，其為準確值最後一位。
(2) 有效數字愈多，表示所用測量單位越小，測量愈準。
3. 有效數字判定原則：
(1) 帶小數：任何阿拉伯數字皆是有效數字。
(2) 純小數：
A. 小數點右端異於零的數之後，所有0均為有效。
B. 小數點在右端到異於0的數之間的各種0數均為無效。
(3) 整數：
A. 位於中間0皆有效。
B. 末端連續的0不一定有效。
4. 有效數字的運算原則
(1) 加減法
A. 準確數字相加減，其結果仍然準確。
B. 不準確的數字經加減後其結果仍然含有不準確性
(2) 乘除法
乘、除運算後所得積或商的有效數字位數
＝運算中最少之有效數字
(3) 有效數字經運算後的進位及判定： 四捨六入 ; 逢五無後則成雙
七、測量的信賴度
1. 精密度（Precision）
(1) 某次測量與多次測量結果的接近程度，衡量測量結果的再現性。
(2) 精密度常以絕對平均偏差（deviation）或相對平均偏差表示。
2. 準確度（Accuracy）
(1) 某次測量與真值（or公認值）的接近程度。
(2) 準確度常以絕對平均誤差或相對平均誤差（error） 表示。
八、混合物分離的方法（物理方法）
純化方法 原 理
過 濾 利用合適的過濾器，如濾紙、濾網等，來分離固、液物質
蒸 餾 利用混合物中各成分沸點差異，加以分離的方法，如分離墨水中的色素與水時，水會先氣化再將之冷凝收集
傾 析 當液體中有難溶而易沉澱的固體時，可藉由傾倒上層液體而留下固體在容器中而分離
離心分離 利用離心機分離液體中不易沉降的固體粒子，使其在短時間內沉澱於離心管底部
萃 取 利用物質在兩種不互溶的溶劑中溶解度不同，將物質由其中一相移入另一相。例如碘不易溶於水，但可溶於正己烷中，因此可用正己烷萃取水中的碘。
層 析 利用物質在固定相及移動相中附著力的不同，而有不同移動速率而分離物質，如濾紙色層分析法。
九、一些基本定律
確定原子學說的基本定律
質量守恆定律 (1) 提出者：西元1789年，法國科學家拉瓦節。
(2) 內容：
在化學變化發生時，反應前後的總質量相等。
定比定律 (1) 提出者：西元1799年，法國科學家普魯斯特。
(2) 內容：
某一個化合物，無論其來源或製備方法為何，
其組成元素間都有一定的質量比。
倍比定律 (1) 提出者：西元1803年，英國科學家道耳頓。
(2) 內容：
當兩元素可以生成兩種以上的化合物時，若其中
一元素的質量固定，則另一元素的質量恆成簡單
整數比。
道耳頓原子說 (1) 內容：
(a) 物質均由不能再分割的原子構成
(b) 相同元素的原子，其質量與性質相同；
不同元素的原子，其質量與性質相異
(c) 不同元素原子能以簡單整數比，結合成化合物
(d) 化學反應是原子間的重新排列組合，在反應
過程中，原子的種類與數目均不改變
(2) 修正：
(a) 原子可再分割為質子、中子、電子等粒子
(b) 同位素之存在; 同量素之存在
(3) 道耳頓的原子說可以解釋質量守恆定律、定比定律及倍比定律等定律。
確定分子學說的基本定律
氣體化合體積定律 (1) 提出者：西元1809年，法國科學家給呂薩克。
(2) 內容：
同溫、同壓下，化學反應中用去或生成的各種
氣體體積間，恆成簡單的整數比。
(3) 道耳頓原子說無法說明氣體化合體積定律。
亞佛加厥定律 (1) 提出者：西元1811年，義大利科學家亞佛加厥。
(2) 內容：
在同溫、同壓下，同體積的任何氣體具有
相同分子數。
(3) 解釋：可以合理解釋氣體化合體積定律。
十、原子量求法
(1) 坎尼扎羅法（Cannizzaro）最大公因數法
原理 分子中含原子必為整數，故每莫耳分子中，含任何元素重均為其原子量的整數倍
方法 找出多種含X的化合物，依此測出每莫耳化合物中含X的重量，這些重量之最大公因數即為X之原子量（原子量不等於1）
(2) 杜龍-博蒂法（Dulong-Petit）比熱法
原理 經由實驗發現，許多金屬固體元素，其一莫耳升高1℃所需熱量均在6.0~6.4 cal之間。只能求得近似原子量，無法求精確值，需搭配當量法求的精確值。
方法 近似金屬原子量 ;
3R =金屬熱容量= 24~25 J/mol.℃
(3) 質譜儀法（目前最精確求得原子量方法 ; 證實同位素存在）
原理 由質譜儀測得某種陽離子，Xn+的 的比值。
方法 原子量Aw
(4) 平均原子量法
原理 由於自然界同位素的存在，週期表上之原子量為平均原子量（不為實際質量數）
方法 M＝
(5) 當量法
原理 化合物中組成元素之當量數相等。
方法
(6) 晶體繞射法
原理 由X-ray晶體繞射測定金屬晶體構造，並求得晶體原子量
方法 M =
十一、 莫耳數求法
已知條件 莫耳數（mol，n）求法
任何狀態 已知粒子數
為N個 n =
已知質（重）
量為W克 n =
氣態 已知體積
V公升（L） n =
溶液 已知體積莫耳
濃度CM n溶質 =
已知重量百分
濃度P% n溶質 =
電子 已知電流強度
I安培、時間t秒 n電子e =
十二、 分子量求法
種類 公式 備註
氣體類 亞佛加厥定律的應用：
＝ ＝
同溫同壓下
蒸汽密度法：PM = dRT 適用揮發性較大的物質
d常見單位：g/L
擴散定律：
同溫同壓下
混合氣體平均分子量： ＝
Mmin＜ ＜Mmax
一般類 沸點上升度數（ΔTb = Kb．Cm．i）
或凝固點下降度數（ΔTf = Kf．Cm．i） 常用於不揮發物質
Kb、Kf與溶劑種類有關
滲透壓π＝CM RTi 適用於分子量很大的物質
滴定法：克當量數相同 適用於酸鹼中和與
氧化還原反應
十三、 化學式表示法法
實驗式 分子式 結構式 示性式
原子種類
原子數比
原子數量
排列方式
十四、 實驗式及分子式求法
1. 假設實驗式為CxHyOz ：
= （或= ）
= x：y：z（最簡單整數比），式量為12x＋y＋16z。
2. 利用題目提供有關分子量資訊求得分子式
分子式＝（實驗式）n，其中n＝ 分子量 式量
十五、 化學計量
1. 限量試劑：
(1) 定義：一化學反應若完全反應， 作用完的反應物稱為限量試劑。
(2) 應用：計算生成物的量由限量試劑相關計量來計算
2. 理論產量：限量試劑完全反應後，所得產物之量。
3. 實際產量：化學反應過程中實際上所得的產物的量。
4. 產率
5. 分解率（轉化率）
6. 原子使用效率
7. 計量化學流程：
十六、 熱化學
1.反應熱ΔH種類 ：
種類 意義 特性
莫耳生成熱 1莫耳物質由其成分元素生成時之反應熱 (1) 不一定為吸熱或放熱
(2) 元素物質的生成熱為0
莫耳分解熱 1莫耳物質分解為其成分元素時之反應熱 (1) 不一定為吸熱或放熱
(2) 同一種物質的莫耳分解熱與
莫耳生成熱等值異號
莫耳燃燒熱 1莫耳物質完全燃燒時之反應熱 (1) 必為放熱
(2) 不可燃物質O2、H2O、CO2、N2
的燃燒熱為0
莫耳溶解熱 1莫耳物質溶解於大量
溶劑時之反應熱 (1) 氣體之莫耳溶解熱必為放熱
(2) 固體之莫耳溶解熱不一定為吸熱或放熱
莫耳解離熱 1莫耳的氣態物質分解為氣態原子之反應熱 (1) 必為吸熱
(2) 解離熱可視為分子中鍵能之和
莫耳中和熱 酸與鹼反應生成1莫耳
水時之反應熱 必為放熱
2.卡記中反應熱ΔH（熱量Q）
= m (質量) × s (比熱) × ΔT (溫度差)
= n (莫耳數) × (莫耳熱容量) ×ΔT
【註1】炸彈型卡計（定容）測出ΔE or Qv
【註2】咖啡杯式卡計（定壓）測出ΔH or Qp
3.反應熱ΔH速解公式：
ΔH = 生成物焓總和－反應物焓總和
= 正活化能－逆活化能= Ea－Ea’
= 反應物鍵能之和－生成物鍵能之和（ ）
= 生成物生成熱之和－反應物生成熱之和（ ）
= 反應物燃燒熱之和－生成物燃燒熱之和（ ）
1.於實驗過程中，當皮膚接觸到酸性溶液時最有效又安全之處理方法是：
(A)用紙巾擦乾皮膚
(B)用硫酸鈉(Na2(SO)4(s))粉末塗抹皮膚
(C)用氨水(NH(aq))沖洗皮膚
(D)先用清水再用氫氧化鈉(NaOH(aq))水溶液沖洗皮膚
(E)先用清水再用碳酸氫鈉(NaHCO3(aq))水溶液沖洗皮膚
【105中國醫(12)】
【詳解】E
皮膚受酸腐蝕時，先用大量清水沖洗，再用飽和碳酸氫鈉清洗，最後再用
清水清洗。
【註1】:皮膚受鹼腐蝕時，先用大量清水沖洗，再用醋酸（20 g/L）清洗，
最後再用清水清洗。
【註2】:眼睛受鹼液濺入眼中時，可用硼酸溶液洗，最後再用清水清洗。
2.根據下列所提供的鍵能數據，求出化學反應 CH4 + Cl → CH3Cl + H 的
反應熱是多少？
鍵結 HH ClCl HC HCl CCl
鍵能 435 243 414 431 331 (kJ/mol)
(A) 275 kJ/mol (B) 109 kJ/mol (C) 83 kJ/mol
(D) 83 kJ/mol (E) 109 kJ/mol
【105中國醫(15)】
【詳解】C
方程式：CH4 + Cl． → CH3Cl + H．
根據ΔH＝ －[414×3 + 331] = 83 kJ/mol
3.下列敘述何者不在道耳敦原子理論(Dalton’s atomic theory)中出現？
(A)物質由不可分割的原子組成
(B)同種元素的原子都相同包括質量及其他所有性質
(C)化合物組成之原子之間有最小整數比
(D)原子在化學反應中維持自己原本特性不被破壞
(E)同位素是質子數相同，中子數不同的原子
【105中國醫(27)】
【詳解】E
物質由原子組成，不可再分割。故無次粒子：電子、質子、中子概念。
年代 發現者 學說或定律 內容
1802 道耳頓 原子說 (1) 合理解釋質量守恆、定比、倍比。
(2) 無法解釋氣體化合體積定律。
內容 修正
(1) 物質由原子組成，
不可再分割。
(2) 相同元素具相同性質和質量。
(3) 形成化合物的原子
具一定組成。
(4) 化學反應僅原子重新排列，但種類、數目不變。 (1) 原子中具更小粒子，如：質子、
中子、電子。
(2) 同位素及同量素的發現。
(3) 核反應不適用
原子不滅。
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