會考自然怎麼讀？｜化學篇｜必考公式、觀念應用統整

同學們好，我是陳大量老師，負責為大家複習會考自然考科（化學篇）。

現在，讓我們開始複習吧。

物理性質

密度

同學們，現在我們要談一個在國中理化課程中非常重要的概念-密度。

密度的定義是密度 = 質量/體積，代表物質的緻密程度。

密度越大的物質，在相同的小體積下質量會更大；反之，像棉花這種低密度物質，體積很大但質量卻很小。

密度的基本定義：密度 = 質量/體積，是一個極為重要的公式，幾乎每年都會在考試中出題。

物質三態

接下來，我們談談物質的三態。

物質的三態包括固態、液態和氣態，我們如何區分呢？主要根據它們是否具有固定的形狀和體積。

固體具有固定的形狀和體積，例如金屬在常溫常壓下的鐵塊，以及冰塊等，它們都是不可壓縮的。

注意玻璃雖然外觀像固體，但實際上是一種膠態液體。

液體沒有固定形狀，會隨著容器改變形狀，但具有固定的體積，且不可壓縮，例如水。

氣體則沒有固定的形狀和體積。

雖然在一定壓力下氣體體積看似固定，但施加外力就可壓縮氣體體積，所以氣體無固定體積。

物質在固液氣三態之間轉換時，都需要吸收或釋放熱量。

從左至右（固態 → 液態 → 氣態）需吸熱，反之則釋熱，這就是所謂的相變潛熱。

波

接下來我們談談物理中的波動問題。

波動只需記住一個重要公式:波速（V） = 頻率（F）×波長（λ）。

頻率的定義是每秒鐘的震盪次數，單位是赫茲（Hz）。

波長指的是一次完整的震盪過程中，波前所前進的距離，通常用希臘字母 λ 來表示。

為什麼用 λ 來代表波長呢？其實是因為 wave length（波長）的縮寫就是 Lambda，念十遍你就能記住了。

這個公式的推導可從速度的定義衍伸而來。

速度等於位移除以時間，而波的位移就是波長 λ，時間則是一個週期（一次完整震盪所需時間）。

頻率 F 是每秒鐘的震盪次數，所以週期和頻率是互為倒數的關係。

因此，只要給你頻率就能求出週期，給你週期也能求出頻率。

同學們須特別注意頻率和週期的倒數關係。

熱量

我們來探討一個有趣的物理量——熱量。

熱是一種能量形式，古代科學家由於對此未有深入了解，因此定義了一個叫做「卡路里」的熱量單位。

卡路里的定義是：使 1 克水的溫度上升 1 度celsius 所需吸收的熱量。

如果你想減肥，就需要特別注意一天攝入了多少大卡熱量。

我們有一個重要公式：ΔH = M×S×ΔT。

這裡 ΔH 代表吸收的熱量，M 是物質的質量（單位是公克），S 是該物質的比熱（每公克物質上升 1 ℃所需吸收的熱量），ΔT是溫度上升的程度。

比如有M公克的水，溫度上升 ΔT 度，那麼它需要吸收的熱量就是 M × ΔT卡路里。

不同物質的比熱值是不同的，鐵的比熱值就小於水。

比熱的定義是：每公克物質在溫度上升 1 ℃時所需吸收的熱量。

你可以上網查詢不同金屬的比熱值。

水的比熱值為 1 卡路里/（克·℃），是已知物質中最大的。

同學們需要特別記住，水的比熱值是最大的。

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化學基礎

物質的分類

物質大致可分為純物質和混合物兩大類。

純物質又可分為元素和化合物兩種。

元素是單一物質的存在形式，例如氧氣、氫氣等。

而化合物則是由多種元素按一定比例組合而成的物質，例如水分子 H2O、二氧化碳 CO2 等。

無論是元素還是化合物，都屬於純物質的範疇。

混合物則是由兩種或以上的純物質，按不固定的比例混合在一起形成的物質。

例如牛奶、沙子等都是混合物。

濃度與溶解度

接著我們討論一個非常重要的概念——濃度與溶解度。

先從國中所學的重量百分濃度談起。

重量百分濃度的定義是：溶液的重量除以溶質的重量，單位通常使用公克。

溶液是由溶質和溶劑組成的。

所謂溶質和溶劑的概念，可以用食鹽水為例。

食鹽水是一種混合物，包含了水和鹽兩種物質。

水是溶解鹽的介質，稱為溶劑；而被溶解的鹽則是溶質。

溶質和溶劑混合後就形成了溶液。

計算重量百分濃度時，需要將溶液的總重量除以溶質的重量，並以百分比表示。

這就是重量百分濃度的概念。

原子結構

現在，我們來探討原子的微觀世界。

原子的結構大致如圖所示，由極小的原子核和環繞其外的電子組成。

原子核的尺度約為 10 的 -15 次方米，整個原子的尺度則約為 10 的 -10 次方米，是極微小的天文數字。

原子核內含帶正電的質子和不帶電的中子。

質子是由拉賽佛發現的，中子則是查瑞克發現的。

原子核外圍繞著由湯姆森發現的帶負電子。

值得注意的是，質子和電子所帶電量的絕對值相等，分別為正負一個基本電荷單位。

一個基本電荷單位的數值約為 1.6 × 10 的 -19 庫侖。

不過，同學們目前準備會考，不需刻意記憶這些常數的精確數值，因為考試時如有需要，答題卡會提供給你們。

但如果想精進自身，記住這個重要常數於高中階段會很有幫助。

化學式

接下來我們討論化學式。

雖然在高中會學到許多不同種類的化學式，但在國中階段只需了解分子式和實驗式這兩種基本類型。

分子式常用於表示非金屬元素和分子化合物，例如氧氣（O2）和甲烷（CH4）。

實驗式則常用於表示金屬元素與離子化合物，例如氯化鈉（NaCl）。

莫耳數

接下來我們探討莫耳數的概念。

莫耳數是用來量化原子或分子數量的單位，1 莫耳等於 6.02×10^23 個原子或分子。

這個數字之所以選定，是因為它足以表示大量的原子或分子。

除了表示原子或分子的數量外，莫耳數還有其他化學物理意義。

我們知道碳的原子量為 12，這裡的原子量是一個相對質量值。

有趣的是，1 莫耳的碳原子剛好也等於 12 公克的質量。

因此，元素的原子量或分子的分子量數值，同時也代表著1莫耳該元素或分子的質量（單位為公克），而非公斤。

這一點需要特別注意。

容積莫耳數

接下來我們討論另一種濃度概念——體積莫耳濃度。

與之前學過的重量百分濃度不同，體積莫耳濃度關注的是每公升溶液中溶質的莫耳數。

我們已經學會如何計算物質的莫耳數。

換句話說，體積莫耳濃度只是將重量單位改為體積單位，將溶質的重量改為莫耳數而已。

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化學反應與過程

氧化還原

接下來談一個非常重要的概念——氧化還原反應。

我們舉個簡單例子：將鎂放入二氧化碳中燃燒。

由於鎂的活性較大，會從二氧化碳中奪取氧，使碳被還原成元素態。

從這個實驗可以觀察到，鎂被氧化，而碳被還原。

需要特別注意的是，被氧化的物質（鎂）使得另一物質（碳）還原，因此被氧化的物質稱為還原劑。

相反地，使另一物質氧化的物質（二氧化碳）就是氧化劑。

這個概念有點類似於殺蟲劑的功能——殺蟲劑的作用就是殺死蟲蟻。

同理，氧化劑的作用就是將其他物質氧化，而自身被還原。

酸與鹼

接下來我們談一個重要的化學概念——酸鹼。

能夠在水中解離出氫離子（H+）的物質稱為酸性物質，例如鹽酸、硫酸等。

而能夠解離出氫氧根離子（OH-）的物質則稱為鹼性物質，例如氫氧化鈉（NaOH）。

我們用 pH 值來表示酸鹼性。

pH 值為 7 的物質屬於中性，小於7的是酸性物質，大於7的是鹼性物質。

pH 值離 7 越遠，代表酸鹼性越強。

例如濃硫酸的 pH 值可能僅為 1 或更小，代表強酸性。

相反，pH 值越大則代表越強鹼性。

稀釋溶液會改變其濃度，進而影響 pH 值的大小。

同學們可以參考表格，了解濃度與 pH 值的關係變化。

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