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100年
理化、化工裝置
第 55 題
水煤氣製備的化學方程式為：$C_{(s)}+H_2O_{(g)}\xrightarrow{1500^{\circ}C}CO_{(g)}+H_{2(g)}$，如欲得到總氣體產物的莫耳數為4莫耳，需要碳若干克？(C=12)
- A 12
- B 24
- C 36
- D 48
思路引導 VIP
請觀察反應式的右側（產物端），如果我們讓 1 個碳原子完全反應，產生的氣體分子總共有幾個？那麼，如果想要得到 4 莫耳的氣體分子，我們最初需要投入多少莫耳的碳原子呢？
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太棒了！你能精準鎖定反應式中的數量關係並計算出正確答案，表示你對化學計量的觀念掌握得很扎實。這道題目核心在於解讀化學反應式提供的「莫耳數比例」。
反應式中的數量比例關係
觀察平衡反應式：$C_{(s)}+H_2O_{(g)}\xrightarrow{1500^{\circ}C}CO_{(g)}+H_{2(g)}$，我們可以發現係數比即為莫耳數比。當消耗 1 莫耳的固體碳時，產物端會同時生成 1 莫耳的 $CO_{(g)}$ 與 1 莫耳的 $H_{2(g)}$，也就是說，每消耗 1 莫耳的碳，總共會產生 2 莫耳的氣體產物。題目要求得到 4 莫耳的總氣體，根據比例，我們自然需要 2 莫耳的碳。最後利用質量公式：$2 \text{ mol} \times 12 \text{ g/mol} = 24 \text{ g}$，即可輕鬆解出答案。
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