化學

化學情境試題：香豆素知多少（Something about the Coumarin）〔I〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

在回答問題之前，首先請你閱讀與本試題有關的情境描述，以增加你對本試題背景知識的瞭解；然後思考問題解決的策略，並且寫下你的答案；最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

情境描述

一家知名連鎖紅茶店，被某週刊報導，其紅茶冰原料的茶葉包中被檢驗出含香豆素（coumarin）190 ppm；後來台中縣衛生局公布檢驗其紅茶湯（紅茶冰）發現含香豆素3~5 ppm，超過標準值，被勒令回收銷毀，並開罰4萬元。圖一為含有香豆素的咖啡紅茶葉。

圖一  含有香豆素的咖啡紅茶葉
圖片來源：台中縣衛生局

零級、一級與二級反應(Zero-Order、First-Order and Second-Order Reactions)與半衰期(Half-life)
國立三重高級中學化學科許余任老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

零級反應(Zero-Order Reactions)

零級反應的速率與反應物的濃度無關，增加反應物的濃度不會增進反應速率。零級反應的典型例子很多是催化分解反應。零級反應的速率定律式(Rate law)為

(式一)     \(\displaystyle r=-\frac{d[A]}{dt}=k\)

1~20號元素原子的核外電子組態與元素的性質(Electron Configuration and The Characters of Element No.1~ No.20)
臺北縣私立淡江高級中學化學科賴亭吟老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

原子由質子、中子和電子組成，原子和中子組成了原子核，電子則圍繞在原子核的四周，但是如何去描述電子的行為，一直是對科學家的一大挑戰。電子是很特別的微小粒子，海森堡(Werner Heisenberg, 1901-1976)告訴我們像這麼小的粒子是具有波動性的，也就是說電子既是粒子也是波，兼具粒子與波動兩種性質。

速率定律式 (Rate Law)與反應級數 (Rate order)
國立三重高級中學化學科許余任老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

速率定律式(Rate Law)

化學反應的速率定律式(rate law)是以數學方式描述反應速率和溶液中反應物濃度關係的反應式。舉一般的反應為例，\(A+B\rightarrow C\)，反應速率式為時間的函數， 有兩種表示型式分別為「微分速率定律式（式一）」或「積分速率定律式（式二）」或：

\(\displaystyle r=-\frac{d[A]}{dt}\)（式一）

\( r=k[A]^m[B]^n\) （式二）

\([A]\) 與 \([B]\) 分別表示反應物 \(A\) 與反應物 \(B\) 的濃度（通常單位為M, 莫耳每公升），\(m\) 與 \(n\) 各為 \(A\) 與 \(B\) 的反應級數(rate order)，不過不一定等於平衡方程式中化學計量的係數；數值由實驗結果決定。\(k\) 稱為速率常數(rate constant)。\(k\) 值的大小要視反應當時的情況而定，像是溫度、離子強度、吸附劑的表面積大小或照光…等。

化學示範實驗：美麗的彩環(Weight Percentage Concentration)
桃園縣私立復旦高級中學化學科陳淑媛老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

五顏六色的東西總是吸引眾人的目光，雞尾酒杯裡的彩虹永遠令人贊歎。利用不同密度的溶液搭配不同的顏色，讓這份美麗得以再現。這個實驗可以讓學生學會計算配方用以配製不同濃度的溶液，同時觀察到學生濃度與密度的關係，進而設計出屬於自己的彩環。

一、實驗目的：
1. 了解溶液濃度與密度關係。
2. 學習配製溶液。

化學示範實驗：自製乾電池(Dry Cell)
桃園縣私立復旦高級中學化學科陳淑媛老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

我們在市面上很輕易的可以買到乾電池（碳鋅電池），不過由於電池被密封的關係，我們實際上無法觀察到它內部的結構。既然如此，我們就自己做一個簡單的乾電池吧。

一、實驗目的：
1. 了解市面上乾電池的原理。
2. 進行簡易電池的製作。

反應速率(Reaction Rate)
國立三重高級中學化學科許余任老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

反應速率(Reaction Rate)
反應速率是指化學反應發生快慢程度，直接觀察的到的變化就是反應物減少或生成物增加的速度。例如：鐵的氧化在一般的情形下很慢，通常需要經年累月，是一個「慢」反應；而丙酮在火焰中燃燒一瞬間就可燃燒完畢，是一個「快」反應。

研究反應速率的學問稱為「化學動力學(Chemical kinetics)」，屬於物理化學的一部份。化學動力學包含探討反應條件，反應機構和反應過程模型的建立等基礎核心知識，對於化學工程、酵素學及環境工程方面應用，具有很大的意義。

化學示範實驗：雪花聖誕樹(Solubility)
桃園縣私立復旦高級中學化學科陳淑媛老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

小時候有一種玩具，當你加了一種溶液後，只要經過一個晚上，紙樹就會神奇的開花了。其實看起來很神奇，說穿了其實它只是溶解度及結晶的應用而已。如果是用白色結晶則看其來就像雪結在樹上，所以常常被當成聖誕節應景禮物送人。要一起來做一個特別的聖誕禮物嗎？

一、實驗目的：

了解固態物質的溶解度與結晶。