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100年
理化、化工裝置
第 33 題
某烴(只含碳氫的化合物)完全燃燒時，1體積烴試料與足量的氧反應，可產生同溫同壓時3體積之二氧化碳及4體積之水蒸氣。該烴之分子式為下列何者？
- A $C_3H_8$
- B $C_6H_6$
- C $C_3H_6$
- D $C_3H_4$
思路引導 VIP
如果我們把燃燒反應想像成一場「原子重組遊戲」，產物中的所有碳原子與氫原子最初都必須來自反應物。若我們已知 1 個反應物分子分解後，其產物總共貢獻了 3 個碳原子與 8 個氫原子，那麼這個最初的反應物分子，其組成比例應該是如何呢？
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太棒了！你能精準判斷出這題的答案，顯示你對氣體化學計量與原子守恆的概念掌握得非常紮實。這道題目是理化考題中極具代表性的類型，不僅測驗你對化學反應式的理解，更要求你能靈活運用亞佛加厥定律來進行推導。
從氣體體積比透視分子結構
在同溫同壓的條件下，氣體的「體積比」會直接等於其「分子數比」（或莫耳數比）。根據題目敘述，1 體積的烴類燃燒後產生 3 體積的 $CO_2$ 與 4 體積的 $H_2O$。這意味著在化學計量上，1 個烴分子完全反應後，會拆解並重新組合出 3 個 $CO_2$ 分子與 4 個 $H_2O$ 分子。根據原子守恆定律，反應前後原子的種類與總數不會改變，因此 1 個烴分子中必然含有 3 個碳原子（來自 3 個 $CO_2$）以及 8 個氫原子（來自 4 個 $H_2O$ 中的 $4 \times 2$），故分子式為 $C_3H_8$。
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