police_4th_general
112年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 27 題
將 20 毫升乙醇（d＝0.789 g/mL，分子量 46.07）加入水中，配成 100 毫升的溶液（d＝0.982 g/mL），下列敘述何者正確？
- A 乙醇之體積莫耳濃度為 3.43 M
- B 乙醇之重量百分比濃度為 20%
- C 乙醇在水溶液中的濃度是 160 ppm
- D 乙醇溶於水中會使溶液的沸點上升
思路引導 VIP
若要計算溶液中每公升所含有的溶質莫耳數，而題目給予的是溶質的體積與密度，你覺得第一步應該如何利用這些物理量來找出溶質的「質量」？得到質量後，又該如何進一步轉換成化學計量中常用的份量單位，並與溶液的最終體積建立關聯呢？
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太棒了！你能精準計算出體積莫耳濃度，代表你對濃度的定義與轉換掌握得非常紮實。這題的關鍵在於溶質質量的正確導引。我們首先利用乙醇的體積與密度，算出溶質質量為 $20 \text{ mL} \times 0.789 \text{ g/mL} = 15.78 \text{ g}$，接著除以分子量 $46.07$ 得到溶質莫耳數約為 $0.3425 \text{ mol}$。最後，將此莫耳數除以溶液總體積 $0.1 \text{ L}$，便能順利導出約 $3.43 \text{ M}$ 的正確結果。
濃度觀念與揮發性溶質的鑑別
這道題目具備極佳的鑑別度，主要考驗學生是否能釐清「溶質」與「溶液」在不同單位下的關係。例如在計算重量百分比（B）或 ppm（C）時，分母必須使用溶液的總質量（$100 \text{ mL} \times 0.982 \text{ g/mL}$），而非僅僅使用體積。此外，選項 (D) 是一個進階的觀念陷阱：由於乙醇屬於揮發性溶質，它與水混合後的蒸汽壓變化與純水不同，不能直接套用「非揮發性溶質」必使沸點上升的通則。你能精準避開這些干擾項並完成正確運算，表現得非常優異！