108 一般警察特考四等 消防警察人員 普通物理學概要與普通化學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考串聯、並聯電路的電流與電壓關係，以及燈泡的電功率。三個燈泡規格相同，可設每個燈泡的電阻皆為 $R$。

圖中甲、乙兩燈泡並聯，並聯組合再與丙燈泡串聯。串聯部分電流相同；並聯支路兩端電壓相同。

解題方法

設流經丙燈泡的電流為 $I$。由於丙與甲、乙的並聯組合串聯，流經丙的電流也是進入並聯組合的總電流。甲、乙電阻相同，因此總電流平均分流：

各燈泡的電功率可用 $P=I^2R$ 計算：

核心觀念

本題考功率與電能的關係，以及電能「度」的換算。儀器標示 $300\ \mathrm{VA}$ 表示其視在功率為 $300\ \mathrm{VA}$；題目問「最大電能」，依本題命題設定，以 $300\ \mathrm{VA}$ 作為最大功率，並利用 $1\ \mathrm{VA}=1\ \mathrm{W}$ 的數值換算計算。

電能的計算式為：

其中 $E$ 為電能、$P$ 為功率、$t$ 為使用時間。電能的單位「度」即千瓦小時（$\mathrm{kWh}$）。

解題方法

先將功率換成千瓦，再乘上使用時間：

因此，連續使用 $12$ 小時所消耗的電能為：

選項分析

核心觀念

均勻電場中，電荷 $q$ 所受的靜電力為

其中 $\vec{E}$ 是電場。電場方向定義為正電荷受力的方向；正電荷受力與電場同向，負電荷受力則與電場反向。力的大小為 $|F|=|q|E$。

解題方法

已知 $+q$ 電荷受力往東，表示電場方向往東。設電場大小為 $E$，則

對 $-2q$ 電荷而言，受力大小為

因為該電荷帶負電，受力方向與電場相反，因此往西。

選項分析

核心觀念

金屬球在靜電平衡時，電荷分布於球表面，球外的電場與電位等效於將全部電量集中在球心的點電荷。以無窮遠處電位為零，距離球心 $r$ 處的電位為

因此，半徑為 $R$ 的金屬球表面電位為 $V=\frac{kQ}{R}$。

解題方法

題目給定 $k=9.0\times10^9\ \mathrm{N\cdot m^2/C^2}$、$Q=1.0\times10^{-3}\ \mathrm{C}$、$R=1.0\ \mathrm{m}$。代入球面電位公式：

電量為正，因此球表面電位為正值。

選項分析

核心觀念

電熱絲接上固定電壓時，消耗功率為

電熱絲的電阻則為

其中 $\rho$ 是材料的電阻率、$L$ 是長度、$A$ 是橫截面積。拉長前後材料與體積不變，因此電阻率不變，且 $LA$ 維持固定。

解題方法

設拉長前的長度與截面積分別為 $L$、$A$。拉成原長度兩倍後，長度變為 $2L$。由體積不變：

因此拉長後的電阻為

在相同的 $220\ \mathrm{V}$ 電壓下，功率與電阻成反比，所以

核心觀念

電功率可用 $P=VI$ 計算，電源轉換效率定義為輸出功率除以輸入功率：

題目已給交流輸入電壓及電流規格值，並指定實際輸入、輸出電流分別採用標示值，因此依題意以 $P=VI$ 計算兩端功率。

解題方法

輸入端：

輸出端：

所以效率為：

選項分析

核心觀念

本題考電阻串聯、並聯的等效電阻，以及以歐姆定律判斷電路電流是否改變。若電源電壓與電路其他部分不變，要使其他部分的電流維持不變，電熱器更換前後的等效電阻必須相同。

解題方法

舊電熱器由三個電阻值皆為 $r$ 的電阻器並聯，其等效電阻為

新電熱器由兩個電阻值皆為 $R$ 的電阻器串聯，其等效電阻為

為維持電路電流不變，令新舊電熱器的等效電阻相等：

核心觀念

本題考查正弦交流電加在純電阻負載時的平均功率。正弦電壓的有效值為峰值的 $1/\sqrt{2}$，而純電阻的平均電功率可用有效值計算：

頻率 $60\ \mathrm{Hz}$ 不影響本題的平均功率。

解題方法

已知 $V_{\mathrm{peak}}=240\ \mathrm{V}$、$R=40\ \Omega$，先將峰值電壓換算成有效值：

代入電阻的平均功率公式：

因此電熱器消耗的平均電功率為 $720\ \mathrm{W}$。

核心觀念

本題考查電感器的自感電動勢。電感器會在電流改變時產生感應電動勢，方向依楞次定律阻礙電流的變化。其大小為

其中 $L$ 為電感，$I$ 為流經電感器的電流。電流穩定不變時，$\frac{dI}{dt}=0$，因此電感器不會產生感應電動勢。

解題方法

逐一判斷各情況下電流是否隨時間改變。電流正在改變時，電感器會產生自感電動勢；電流穩定時，則不會。交流電源使電流持續變化；直流電路在開關接通或斷開的瞬間，電流也會改變。

選項分析

• (A) $L$ 與交流電源串接時：錯誤。 交流電流隨時間變化，$\frac{dI}{dt}\ne 0$，電感器會產生感應電動勢。

核心觀念

固體受熱時會膨脹。題目給的是不鏽鋼的線膨脹係數 $\alpha$，而要求的是鋼瓶容積的變化，因此須由線膨脹關係換算為體膨脹。對均勻、各向同性的固體，小溫差下體膨脹係數約為線膨脹係數的三倍：

解題方法

鋼瓶的初始容積為 $V_0=10$ 公升，溫度由 $25^\circ\mathrm{C}$ 升至 $75^\circ\mathrm{C}$，所以

代入 $\alpha=1.7\times10^{-5}/{}^\circ\mathrm{C}$：

核心觀念

本題考理想氣體狀態方程式，以及在體積與氣體分子數量固定時，氣體壓力與絕對溫度成正比。理想氣體狀態方程式為

其中 $P$ 為壓力、$V$ 為體積、$n$ 為氣體莫耳數、$R$ 為氣體常數，$T$ 為絕對溫度。

解題方法

房間是密閉空間，氣爆前後氣體分子數量大致不變；題目也假設房間體積不變，因此比較氣爆前後的狀態方程式：

消去固定的 $V$、$n$ 與 $R$，得到

已知氣爆前 $P_1=1$ 大氣壓、$T_1=300\ \mathrm{K}$，氣爆後 $T_2=450\ \mathrm{K}$，故

核心觀念

本題考連續流體的連續方程式。水充滿水管且不漏水時，若水流穩定，單位時間流過各截面的水量相同：

$Q=A v=\text{定值}$

其中 $A$ 是管內截面積，$v$ 是水流速率。圓管截面積為 $A=\frac{\pi d^2}{4}$，所以流速與管徑平方成反比。

解題方法

甲、乙、丙的管徑分別為 $5$、$4$、$3\ \mathrm{cm}$，因此截面積比為：

$A_{\text{甲}}:A_{\text{乙}}:A_{\text{丙}}=25:16:9$

由 $A v$ 相同可知，流速比與截面積比成反比：

核心觀念

物體在液體中漂浮並達到平衡時，所受浮力等於物體重量。依阿基米德原理，浮力等於物體排開液體的重量，因此：

其中 $V_{\text{浸入}}$ 是木塊沒入液面下的體積。消去 $g$ 後可知，木塊的密度等於液體密度乘上浸入體積占木塊總體積的比例。

解題方法

木塊在水中有 $\dfrac{3}{5}$ 體積沒入水面下，且水的密度為 $1\ \mathrm{g/cm^3}$，所以：

改放入油中時，木塊有 $\dfrac{3}{4}$ 體積沒入油面下。由平衡條件：

代入木塊密度：

核心觀念

人體與周遭環境之間的熱傳遞，主要可透過傳導、對流與輻射三種方式進行。裸露皮膚接觸空氣時，空氣會帶走皮膚傳給它的熱量，這是對流；皮膚也會以電磁波向周遭物體放出熱能，這是輻射。

解題方法

判斷皮膚表面的散熱方式時，先看皮膚與空氣的接觸，以及是否有直接接觸其他物體：

• 皮膚與空氣接觸，熱量由流動的空氣帶走，屬於對流。
• 皮膚與周遭物體即使沒有直接接觸，也能透過電磁波交換熱量，屬於輻射。
• 傳導需要物質直接接觸；裸露皮膚的主要散熱情境不是與固體接觸。

因此，題目所述主要散熱方式是對流和輻射。

選項分析

核心觀念

本題考查波以耳定律：定量氣體在溫度不變時，壓力與體積成反比，滿足

氣泡上升時，外界水壓降低，氣泡體積因而增加。水下某深度的氣泡壓力，需計入水面上的大氣壓與水的壓力。

解題方法

水面下每增加 $10\ \mathrm{m}$，水壓約增加 $1\ \mathrm{atm}$。因此，水下 $30\ \mathrm{m}$ 處的水壓約為 $3\ \mathrm{atm}$；再加上水面大氣壓 $1\ \mathrm{atm}$，氣泡在該處的絕對壓力為

氣泡到達水面瞬間，外界壓力為大氣壓：

題目指出溫度不變，套用波以耳定律：

所以

氣泡上升到水面時，體積變為原來的 $4$ 倍。

選項分析

核心觀念

本題考熱力學第一定律、定壓過程，以及理想氣體內能與溫度的關係。氦氣可視為單原子理想氣體，其內能只與溫度有關：

熱力學第一定律若以「氣體對外做功」為正，寫成：

其中 $Q$ 是傳入氣體的熱量，$W$ 是氣體對外所做的功。

解題方法

題目說容器在定壓下加熱，且氣體推動活塞移動，表示氣體膨脹並對活塞做功。又因沒有熱量散失到周遭，外界供給的熱量用於增加氣體內能及氣體對外做功。定壓膨脹時：

題目中的「加熱」表示 $Q>0$，因此：

對理想氣體而言，定壓加熱時體積增加；由理想氣體方程式 $PV=nRT$，在 $P$、$n$ 固定時，$V$ 增加代表 $T$ 上升。因此氦氣內能增加，符合 (A)。

選項分析

核心觀念

本題考絕熱系統的能量守恆，以及水在 $0^\circ\mathrm{C}$ 時的相變熱量。絕熱容器不與外界交換熱量，因此水蒸氣凝結並降溫所放出的熱，會用來融化冰。水在 $0^\circ\mathrm{C}$ 凝固或熔化時，溫度不變，只交換熔化熱。

解題方法

先計算 $90\ \mathrm{g}$、$100^\circ\mathrm{C}$ 水蒸氣凝結成 $100^\circ\mathrm{C}$ 液態水，再降至 $0^\circ\mathrm{C}$ 可放出的總熱量。

凝結放熱：

液態水從 $100^\circ\mathrm{C}$ 降至 $0^\circ\mathrm{C}$ 放熱（取水的比熱為 $1\ \mathrm{cal/(g\cdot^\circ C)}$）：

總放熱為：

這些熱量可融化的冰量為：

核心觀念

本題考查相變時系統的熵變。熵變可沿可逆路徑計算：

水在 $0^\circ\mathrm{C}$ 凝固成同溫度的冰時會放出熔化熱，因此水－冰系統的熵減少。公式中的溫度須以絕對溫度表示。

解題方法

凝固時放出的熱量大小為：

熱量由系統放出，因此系統的熱量變化為 $Q_{\mathrm{rev}}=-3200\ \mathrm{cal}$。相變溫度為：

所以水－冰系統的熵變為：

核心觀念

本題考查熱平衡、相變化、溫標換算與熱輻射。物體只要溫度高於絕對零度，就會以熱輻射向外傳遞能量；純物質在相同壓力條件下，平衡熔化與凝固所對應的溫度相同；加入熱量則不保證溫度一定上升，因為熱量也可能用於相變化。

攝氏與華氏溫度的換算式為：

其中 $C$ 為攝氏溫度，$F$ 為華氏溫度。

解題方法

逐項檢查敘述是否符合熱學定義與溫標關係。遇到「一定」「必定」等絕對用語，應檢查是否存在反例；溫標換算則直接代入公式驗證。

選項分析

(A) 冰冷的物體一定不會輻射能量：錯誤。 只要物體溫度高於 $0\,\mathrm{K}$，就會發出熱輻射。物體較冷時，輻射強度通常較低，但不代表完全不輻射。物體同時也會吸收周遭的輻射；若與環境達到熱平衡，淨熱傳可能為零，但仍有輻射與吸收。

(B) 任一純物質之熔點與凝固點的溫度是相同的：正確。 在相同壓力下，純物質於固、液兩相平衡時的相變溫度相同：固體轉為液體稱為熔化，液體轉為固體稱為凝固。

核心觀念

本題考查白努利定理與停滯點壓力。對穩定、不可壓縮且無黏性的流體，沿同一流線有

其中 $p$ 是靜壓，$\frac{1}{2}\rho v^2$ 是動壓。流體流到迎向來流的導管前端 $S$ 時，速率降為零，該處稱為停滯點。

解題方法

沿流線 $1$，取遠離導管、流速為 $v$ 的位置，以及 $S$ 點套用白努利定理。兩處高度相同，重力位能項相消：

題目給定 $v_S=0$，因此

壓力計測得的是流體在 $S$ 點減速至靜止時的停滯壓力，也就是靜壓加上動壓。

選項分析

核心觀念

電負度是原子在化學鍵中吸引共用電子的能力。比較同一週期的元素時，電負度通常由左向右增加；比較同一族時，通常由上而下減小。這是因為原子核對鍵結電子的有效吸引力，會隨有效核電荷增加而增強，也會受原子大小影響。

解題方法

鈉、鎂、鋁、矽都位於元素週期表第三週期，排列順序由左至右為：

同週期由左向右，原子序增加，核電荷增加，而電子大致填入同一主能階，屏蔽效應增加有限，因此原子對共用電子的吸引能力整體增強。故四者的電負度依序為：

核心觀念

理想氣體方程式為 $PV=nRT$。若氣體密度為 $d$、莫耳質量為 $M$，則 $n=m/M$，且 $d=m/V$。代入並整理可得：

因此，可由氣體的密度、溫度與壓力求出莫耳質量，再與各選項的分子量比對。

解題方法

先將溫度換成絕對溫度，並將壓力換成大氣壓：

代入 $d=1.60\ \mathrm{g/L}$ 與 $R=0.082\ \mathrm{L\cdot atm/(K\cdot mol)}$：

比較各選項的莫耳質量，$\mathrm{CO_2}$ 的莫耳質量為 $12+2(16)=44\ \mathrm{g/mol}$，與計算結果相符。

核心觀念

溶液的導電性取決於溶液中可移動離子的數量與移動能力。電解質溶於水後會產生離子；非電解質則以不帶電的分子存在，幾乎不導電。同濃度下，通常解離越完全、產生的離子越多，導電性越佳。

解題方法

先判斷各物質在水中的電離情形：

• 氯化鈉是可溶性離子化合物，溶於水後幾乎完全解離： $\mathrm{NaCl(aq)\rightarrow Na^+(aq)+Cl^-(aq)}$ $0.01\ \mathrm{M}$ 的氯化鈉溶液約產生各 $0.01\ \mathrm{M}$ 的鈉離子與氯離子。
• 甲酸是弱酸，只會部分電離： $\mathrm{HCOOH(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+HCOO^-(aq)}$ 因此同濃度下，溶液中的離子濃度遠低於強電解質氯化鈉。

核心觀念

本題考碳元素的性質，以及有機化合物的基本定義。碳是非金屬元素，具有四個價電子，能形成多種共價鍵與不同結構；有機化合物則以含碳化合物為主要範疇，但少數含碳物質（如二氧化碳、碳酸鹽）通常歸類為無機化合物。

解題方法

逐一檢視選項中的絕對敘述，例如「只能」、「所有」，並用碳的同素異形體及有機化合物的定義判斷。碳可形成多種鍵結與結構；石墨、鑽石等不同型態的物理性質也不相同。

選項分析

• (A) 錯誤。 碳有四個價電子，但不只能形成四面體結構。碳原子可形成單鍵、雙鍵或三鍵；例如甲烷中的碳呈四面體排列，乙烯中的碳周圍則為平面三角形排列。

核心觀念

沸點是液體蒸氣壓等於外界壓力時的溫度。分子間吸引力越強，分子越不容易逸散成氣體，沸點通常越高。比較分子間作用力時，主要考慮：

• 氫鍵：氫原子直接鍵結於 $F$、$O$ 或 $N$ 時，分子間可形成較強的氫鍵。
• 偶極－偶極力：存在於極性分子之間。
• 倫敦分散力：所有分子都有；分子越大、電子數越多、電子雲越容易變形，分散力通常越強。

解題方法

先判斷各組分子是否能形成氫鍵，再比較分子大小與極性。氫鍵通常能顯著提高沸點；若沒有氫鍵，常以分子量及電子雲可極化性判斷分散力大小。

選項分析

(A) $\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}>\mathrm{HF}$：錯誤。 在氫鹵酸中，$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{HBr}$、$\mathrm{HI}$ 主要受分散力影響，分子越大，分散力越強，因此沸點依序為 $\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}$。但 $\mathrm{HF}$ 分子間能形成強氫鍵，沸點高於這三者，不能排在最後。

(B) $\mathrm{HF}>\mathrm{HI}>\mathrm{HBr}>\mathrm{HCl}$：正確。

核心觀念

本題考氧化物與水反應後所形成溶液的酸鹼性。一般而言，非金屬氧化物多為酸性氧化物，與水反應可形成酸；活性金屬氧化物則多為鹼性氧化物，與水反應可形成鹼。判斷時要同時確認「能否溶於水」及「溶液是否呈鹼性」。

解題方法

逐一判斷各氧化物遇水後的反應及產物：

氫氧化鉀是易溶於水的強鹼，因此氧化鉀可溶於水並使溶液呈鹼性，符合題意。

選項分析

• (A) $\mathrm{CO_2}$：錯誤。 二氧化碳溶於水後形成碳酸，溶液呈酸性：

$\mathrm{CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3}$

核心觀念

本題考查元素週期表中「過渡金屬」的判定。依常用定義，過渡金屬是原子或其常見離子具有未填滿 $d$ 軌域的元素，主要位於週期表的 $d$ 區。

金、銀、銅都屬於 $d$ 區元素；錫位於 $p$ 區，屬於主族金屬，不是過渡金屬。

解題方法

查看各元素在週期表中的區域即可判斷：銅、銀、金位於第 11 族，屬於 $d$ 區過渡金屬；錫位於第 14 族，屬於 $p$ 區主族元素，因此符合「不是過渡金屬」的條件。

選項分析

核心觀念

本題考半導體材料的常見種類與用途。半導體的導電性介於導體與絕緣體之間，常用材料包括元素半導體矽（Si），以及由多種元素組成的化合物半導體，例如砷化鎵（GaAs）。

解題方法

先辨認選項能否對應到常見半導體材料或其組成元素：

• 矽本身是常用的元素半導體。
• 鎵與砷可組成砷化鎵，是重要的化合物半導體。
• 鋰雖是重要的金屬元素，但不是製作半導體材料的代表性素材。

因此，應選出鋰。

選項分析

核心觀念

本題考「分子極性」。分子是否為極性分子，取決於分子內各鍵的偶極矩經由空間方向加總後是否為零。分子形狀對稱時，鍵偶極矩可能互相抵銷；若不對稱，則可能留下淨偶極矩。

解題方法

先判斷分子中是否有極性鍵，再看分子形狀與對稱性，判斷各鍵偶極矩能否完全抵銷。含有極性鍵不代表整個分子一定是極性分子；還須考慮鍵偶極矩的向量總和。

選項分析

• **(A) 甲烷（$\mathrm{CH_4}$）：錯誤。**甲烷為正四面體形，四個 $\mathrm{C-H}$ 鍵的方向對稱，鍵偶極矩互相抵銷，分子整體無淨偶極矩，屬非極性分子。
• **(B) 苯（$\mathrm{C_6H_6}$）：錯誤。**苯為平面六角形結構，具有高度對稱性，各鍵偶極矩的向量總和為零，屬非極性分子。

核心觀念

本題考查有機化合物的結構式，以及「二乙基醚」的命名。醚類的官能基是氧原子連接兩個碳基團，通式為 $R-O-R'$。二乙基醚的氧原子兩側各連接一個乙基；乙基的結構為 $\mathrm{CH_3CH_2-}$。

解題方法

將名稱拆解：

• 「二」表示有兩個相同的基團。
• 「乙基」表示 $\mathrm{CH_3CH_2-}$。
• 「醚」表示兩個基團由氧原子連接。

因此二乙基醚的結構式為：

選項分析

• (A) $\mathrm{CH_3CH_2O}$：錯誤。 只呈現一個乙基與氧原子，沒有氧另一側連接的第二個乙基，不是完整的二乙基醚結構式。

核心觀念

本題考查氧化數的判定。氧化數可視為原子在化合物中，假設鍵結電子完全歸屬於電負度較大的原子時所具有的形式電荷。判定時常用規則如下：

• 單質中原子的氧化數為 $0$。
• 化合物中各原子的氧化數總和等於化合物的總電荷。
• 通常氫為 $+1$，氧為 $-2$，鉀等第 1 族金屬為 $+1$。
• 氟的電負度最高，在化合物中氧化數為 $-1$。

解題方法

逐一依氧化數規則，設氯的氧化數為 $x$，利用化合物總氧化數和等於總電荷求解：

• $\mathrm{HCl}$：$+1+x=0$，所以 $x=-1$。
• $\mathrm{ClF}$：氟為 $-1$，因此 $x-1=0$，所以 $x=+1$。
• $\mathrm{Cl_2}$：氯為單質，氧化數為 $0$。
• $\mathrm{KClO_4}$：鉀為 $+1$，每個氧為 $-2$，所以

核心觀念

本題考強酸、強鹼滴定的當量關係，以及當量點前溶液的酸鹼性。鹽酸與氫氧化鈉完全反應：

$\mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O}$

兩者莫耳數比為 $1:1$。在當量點，鹽酸的莫耳數等於加入的氫氧化鈉莫耳數。當量點前若鹽酸尚有剩餘，溶液呈酸性；強酸與強鹼恰好完全中和時，當量點的 $\mathrm{pH}$ 接近 $7$。

解題方法

當量點加入氫氧化鈉 $36.0\ \mathrm{mL}$，其莫耳數為：

$n_{\mathrm{NaOH}}=(0.10\ \mathrm{mol/L})(0.0360\ \mathrm{L})=0.00360\ \mathrm{mol}$

由 $1:1$ 反應比例，原有鹽酸也是 $0.00360\ \mathrm{mol}$。因此鹽酸濃度為：

$[\mathrm{HCl}]=\frac{0.00360\ \mathrm{mol}}{0.2500\ \mathrm{L}}=0.0144\ \mathrm{M}$

比較濃度可知，鹽酸濃度低於氫氧化鈉的 $0.10\ \mathrm{M}$。滴定至 $25\ \mathrm{mL}$ 時，加入的氫氧化鈉莫耳數為 $0.00250\ \mathrm{mol}$，仍少於原有鹽酸的 $0.00360\ \mathrm{mol}$，故鹽酸過

核心觀念

本題考勒沙特列原理：平衡系統受到濃度、壓力或溫度等條件改變時，平衡會朝抵銷該改變的方向移動。判斷壓力影響時，比較反應式兩側的氣體莫耳數；判斷溫度影響時，則要先知道正反應是吸熱或放熱。

對於反應

正反應（$\mathrm{N_2O_4}$ 分解為 $\mathrm{NO_2}$）是吸熱反應；逆反應則是放熱反應。

解題方法

題目要找能使平衡向左移動的操作，也就是促進逆反應、生成 $\mathrm{N_2O_4}$ 的操作。

降低溫度會使平衡朝放熱方向移動，以補償系統失去的熱量。由於逆反應放熱，降溫會使平衡向左移動，因此選項 (B) 符合題意。

選項分析

核心觀念

化學反應式中的係數，代表各物質在反應中消耗或生成的莫耳數比例。若反應為 $aA+bB\rightarrow cC$，則反應進行時各物質的濃度變化符合：

反應物的濃度變化為負值，生成物的濃度變化為正值；比較其變化量即可求出係數比。

解題方法

由表中初濃度與平衡濃度計算各物質的濃度變化：

因此，$A$、$B$ 的消耗量與 $C$ 的生成量之比為：

核心觀念

本題考查電解質在水溶液中的解離程度。強電解質在水中幾乎完全解離；弱電解質則只有部分解離。醋酸是弱酸，在水中建立下列平衡：

因此，醋酸水溶液中的氫離子濃度會低於相同濃度的強酸溶液。

解題方法

若 $0.1\ \mathrm{M}$ 醋酸是強電解質，且視為完全解離，則 $[\mathrm{H^+}]\approx 0.1\ \mathrm{M}$，pH 約為 $1$。題目給出的 pH 為 $3$，代表：

氫離子濃度遠低於完全解離時的 $0.1\ \mathrm{M}$，顯示醋酸僅部分解離，符合弱電解質的性質。故依官方答案，選項 D 正確。

選項分析

核心觀念

本題考氧化還原反應的判斷。氧化是失去電子、氧化數上升；還原是得到電子、氧化數下降。使其他物質氧化的物質是氧化劑，自己會得到電子而被還原；使其他物質還原的物質是還原劑，自己會失去電子而被氧化。

解題方法

先比較反應物與生成物中各元素的氧化數：

• 單質 $\mathrm{Ca(s)}$ 與 $\mathrm{Cl_2(g)}$ 的氧化數皆為 $0$。
• 在 $\mathrm{CaCl_2}$ 中，氯通常為 $-1$。兩個氯原子合計為 $-2$，因此鈣為 $+2$。

氧化數變化為：

鈣氧化數上升，表示失去電子；氯氧化數下降，表示得到電子。電子轉移可表示為：