理論化學 ΔH與mol

CO₂ 的分子量為 12+16×2=44，所以 0.50 mol 的質量為 44×0.50=22 g。選 44 g 是把它和 1 mol 混淆的陷阱。請機械式地套用「質量＝莫耳質量×莫耳數」。

標準狀態下任何氣體 1 mol 約佔 22.4 L，所以 11.2÷22.4=0.50 mol。把除法反過來算成 22.4÷11.2=2.0 是最常見的失誤。要記住除法的方向是「體積÷22.4」。

體積莫耳濃度×體積(L)＝莫耳數，所以 0.20×0.500=0.10 mol。典型錯誤是忘了把 500 mL 換成 0.5 L，而答成 0.20 mol。訣竅是一開始就先做 mL→L 的換算。

溶液 1 L＝1000 cm³ 的質量為 1800 g，其中 98% 是 H₂SO₄，即 1764 g，再除以分子量 98 得到 18 mol/L。忘了乘密度就會得到 1.8 這類錯誤答案。用「取 1 L →溶液質量→溶質質量→mol」三個步驟來解。

由 PV=nRT 得 n=PV/RT=(8.3×10⁴×3.0)/(8.3×10³×300)=0.10 mol。若直接把 27 代入，數量級就會錯掉。鐵則是先化成絕對溫度 T=27+273=300 K。

1 個水分子中有 2 個 H 原子，所以 6.0×10²³×2=1.2×10²⁴ 個。6.0×10²³ 是「分子的個數」，選它就中了混淆的陷阱。別忘了「分子數×每個分子中的原子數」。

用莫耳分率做加權平均：28×0.80＋32×0.20＝22.4＋6.4＝28.8。單純取算術平均得到的 30.0 是最大的陷阱。順便記住空氣的平均分子量約為 29，可以用來檢查答案。

體心立方晶格中，中心的原子與立方體 8 個頂點的原子相接觸，所以配位數是 8。12 是面心立方晶格與六方最密堆積的配位數，很容易混淆。成對背起來：「體心＝8，面心與六方最密＝12」。

頂點 8 處×1/8＋面心 6 處×1/2＝1＋3＝4 個。若把頂點或面上的原子整個算成 1 個，就會得到 8 或 6。一定要使用單位晶格的分配比例（頂點 1/8、面 1/2、稜邊 1/4）。

石墨中每個碳原子的 4 個價電子有 1 個能在平面結構中自由移動，因此能導電。同樣由碳構成的鑽石，全部電子都用於鍵結，是絕緣體。記住「只有石墨是共價晶體中的例外」。

接在電負度很大的 O 上的 H，會與鄰近分子的 O 形成氫鍵，因此要把分子拉開需要很大的能量。共價鍵的強度和沸點（把分子彼此拉開的問題）是兩回事，別被騙了。記住「接在 F、O、N 上的 H 才會形成氫鍵」。

N 把未共用電子對單方面提供給 H⁺ 而形成的就是配位鍵。形成之後與其他 N–H 共價鍵完全無法區別，這一點也常考。掌握住「由單方提供電子對的共價鍵＝配位鍵」。

面心立方中原子沿著面的對角線互相接觸，對角線長 √2a 等於 4 個半徑。√3a 是體心立方（沿立方體的體對角線接觸）的關係式，是最常見的陷阱。配著圖記住：「面心看面對角線，體心看體對角線」。

放熱反應中系統把能量釋放出去，系統的焓減少，所以 ΔH 為負。舊式的熱化學方程式把放熱寫成＋Q，符號正好相反，這是最容易混淆的地方。記成「能量跑出去，所以是負號」。

每 1 mol 放熱 891 kJ，所以 0.50 mol 為 891×0.50≒446 kJ。注意即使 ΔH 是負的，「放出的熱量」仍以正值回答。用「熱量＝|ΔH|×mol」來處理。

目標反應＝(式1)−(式2)，所以 ΔH＝−394−(−283)＝−111 kJ。把兩式相加而得到 −677 是典型的錯誤。要意識到赫斯定律的操作是「相減使 CO₂ 消掉」。

催化劑提供活化能較低的另一條路徑，使能夠翻過山頭的分子比例增加。ΔH（起點與終點的高度差）不會因催化劑而改變，這是固定的陷阱。想像成「催化劑把山頭降低，但不改變山谷的深度」。

溫度上升使分子動能的分布往高能量側擴展，能翻過山頭的分子比例急遽增加。活化能本身不會因溫度而改變（能改變它的是催化劑）。分清楚：「溫度→比例增加，催化劑→山頭降低」。

硝酸銨的溶解會從周圍吸熱，是吸熱變化，也應用在冷敷包上。燃燒、中和、金屬的氧化都是典型的放熱反應。成組記住：「冷敷包＝NH₄NO₃ 的溶解＝ΔH＞0」。

加壓後，平衡會往氣體總分子數減少的方向（左邊 4 個分子→右邊 2 個分子）移動，以降低壓力。注意改變壓力並不會改變平衡常數。用「勒沙特列原理＝往抵消變化的方向移動」來判斷。

加熱後平衡會往吸收熱量以抵消溫度上升的吸熱方向（逆反應，即左方）移動。並不是「升溫會反應得比較快，所以往右」。訣竅是把反應速率和平衡移動當成兩個不同的問題分開來看。

催化劑會以相同的倍率加快正反應與逆反應，所以平衡的位置與平衡常數都不改變。認為「加催化劑可以提高 NH₃ 的產量」是典型的錯誤。記住催化劑的好處只有「更快到達平衡」這一項。

平衡常數是「生成物／反應物」，各濃度要以其係數作為指數。把係數拿去相乘、或忘了寫指數，都是常見的失誤。一邊唸「係數要爬到肩膀上（變成指數）」一邊寫式子。

生成了 1.6 mol 的 HI，所以反應掉的 H₂、I₂ 各為 0.80 mol，剩下各 0.20 mol。K＝(1.6)²／(0.20×0.20)＝2.56／0.04＝64（此反應兩側分子數相等，體積會約掉）。「列出反應量 x 的表格」是平衡計算的王道；若把 HI＝2x 誤看成 x，就會得到 16 之類的答案。

[H⁺]＝濃度×解離度＝0.10×0.010＝1.0×10⁻³ mol/L，所以 pH＝3。忽略解離度而當成強酸算出 pH＝1 是最大的陷阱。分清楚用法：「弱酸用 cα，強酸直接用濃度」。

pH＝12 表示 [H⁺]＝10⁻¹² mol/L，由離子積得 [OH⁻]＝10⁻¹⁴÷10⁻¹²＝10⁻² mol/L。直接把 [H⁺] 的值 10⁻¹² 拿來作答就是陷阱。若用「pH＋pOH＝14」，可立刻得到 pOH＝2。

取 H 為＋1、O 為−2，由 (＋1)×2＋S＋(−2)×4＝0 得 S＝＋6。很容易和 SO₂ 中的＋4 或 H₂S 中的−2 混淆。基本方法是從「化合物中氧化數的總和＝0」反推。

取 O 為−2，由 Mn＋(−2)×4＝−1 得 Mn＝＋7。碰到離子時常忘記「總和＝離子的電荷」，因而算成＋8 之類偏掉的值。連理由一起記：KMnO₄ 之所以是強氧化劑，正是因為 Mn 處於最高氧化數＋7。

只有活性（形成陽離子的傾向）比 H₂ 大的金屬，才會和稀酸反應放出氫氣。Zn 在 H 的左側、Cu 在 H 的右側，所以 Cu 不會溶解。務必記熟金屬活性序中 H 的位置：K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Ni＞Sn＞Pb＞(H₂)＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au，可依「鉀鈣鈉鎂鋁、鋅鐵鎳錫鉛、（氫）銅汞銀鉑金」的節奏背誦。

活性較大的 Zn 會變成 Zn²⁺ 溶出（氧化）並放出電子，所以是負極。「電子流出的一極＝負極＝發生氧化」這組對應關係很容易搞混。記住「活性較大的一方當負極」。

放電時兩極表面都會生成硫酸鉛 PbSO₄ 並附著上去，因此兩極的質量都增加。認為「溶解出來所以會變輕」就中了陷阱；事實上 Pb²⁺ 並不會跑到溶液中，而是就地變成 PbSO₄。成組背起來：「放電＝兩極都生成 PbSO₄ 而變重，稀硫酸則變稀」。

Na⁺ 的活性太大而不會被還原，取而代之的是水被還原並產生 H₂。認為「既然是陰極就會析出 Na」是典型的錯誤。記住「活性大的陽離子水溶液中，陰極放出的是氫氣」。

SO₄²⁻ 不易被氧化，因此改由水被氧化而放出 O₂。銅的析出是陰極側的變化，別搞混了。判斷規則是「陽極：有 Cl⁻ 就放 Cl₂，沒有就放 O₂（電極為 Pt 或 C 時）」。

電量為 0.50×1930＝965 C，電子為 965÷96500＝0.010 mol。由 Cu²⁺＋2e⁻→Cu 可知銅是電子的一半，即 0.0050 mol，質量為 0.0050×64＝0.32 g。忘記「2 個 e⁻ 對應 1 個 Cu」的係數而答成 0.64 g，是最常見的錯誤。

MnO₄⁻ 為 0.020×0.010＝2.0×10⁻⁴ mol。令電子的得失相等，可得 MnO₄⁻ : H₂O₂＝2 : 5，所以 2.0×10⁻⁴×5/2＝5.0×10⁻⁴ mol。想當然耳地認為莫耳數比是 1:1 就是陷阱；鐵則是用「接受的電子＝放出的電子」來決定係數。

NH₃ 比空氣輕，而且極易溶於水，所以用向下排空氣法（瓶口朝下、氣體聚集在瓶頂）收集。排水集氣法專用於「難溶於水的氣體」，因此不能用在 NH₃ 上。用三種分類來判斷：「比空氣輕→向下排空氣，比空氣重→向上排空氣，難溶於水→排水集氣」。

Na 呈現鮮明的黃色，過去也應用在道路隧道的照明上。紅色是 Li 或 Sr、藍綠色是 Cu、紫紅色是 K 的顏色，很容易混淆。把整組一起背下來：Li 紅、Na 黃、K 紫紅、Cu 藍綠、Ca 橙紅、Sr 紅、Ba 黃綠。

Cl₂ 為黃綠色、有刺激性氣味，也用於自來水的殺菌。NH₃ 與 H₂S 是無色的（分別為刺激性氣味與腐蛋味），NO₂ 是紅棕色，因此可由顏色區分。記住「有顏色的氣體大致只有 Cl₂（黃綠）、NO₂（紅棕）、O₃（淡藍）」就很有力。

Cu²⁺ 是即使在酸性下也會生成 CuS 黑色沉澱的代表性離子。Zn²⁺ 只有在中性至鹼性條件下才會沉澱出 ZnS（白色），這種條件上的差異是常見的陷阱。整理成「在酸性下也會沉澱＝活性小的金屬（Cu、Ag、Pb 等）」。

氧化力（奪取電子的能力）在週期表中越往上越強，F₂ 最強。因此把 Cl₂ 通入 KBr 水溶液會游離出 Br₂（反過來則不會發生）。連同實驗一起記：「上方的鹵素會把下方的鹵離子趕出來」。

這是弱鹼的鹽＋強鹼的反應，屬於弱鹼的 NH₃ 被趕出來而放出（實驗室製法的經典題）。看到「氯化～」就從字面選氯氣或 HCl 是陷阱。「弱者會被強者趕出來」正是氣體製法的原理。

Ag⁺ 會與 Cl⁻ 生成 AgCl 白色沉澱，因具感光性而被光分解變黑（這就是照相的原理）。Cu²⁺ 與 Fe³⁺ 加鹽酸並不會沉澱。成組記住：「會被 Cl⁻ 沉澱的是 Ag⁺ 和 Pb²⁺」。

Fe、Ni、Al 在濃硝酸中會鈍化，反應因而停止。認為「硝酸是強氧化劑，所以鐵應該也會溶解」正是陷阱；相反地，銅和銀反而會溶於濃硝酸。把會鈍化的三種金屬當成一組記住：鐵、鎳、鋁（Fe、Ni、Al）——「鐵鎳鋁遇濃硝酸就自己穿上盔甲」。

對於鹼性氣體 NH₃，要使用鹼性乾燥劑鹼石灰。濃硫酸與十氧化四磷是酸性的，會和 NH₃ 反應；而中性的氯化鈣也因為會與 NH₃ 生成加成化合物，屬於例外而不能使用。記住「乾燥劑和氣體要選酸鹼不會打架的組合，CaCl₂×NH₃ 是例外」。