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102年
理化、化工裝置
第 21 題
某物質 X 進行燃燒反應： $X + 4O_2 \rightarrow CO_2 + 3H_2O$ ，則 X 可能為下列何者？
- A $C_3H_8$
- B $C_3H_6$
- C $C_3H_6O$
- D $C_3H_6O_2$
思路引導 VIP
如果我們把化學反應看成一場原子的重新組合，你可以先算出反應後（右邊）總共出現了多少個碳、氫、氧原子，再對照反應前（左邊）已知提供的氧原子數量，來推論物質 X 裡面到底「貢獻」了哪些原子嗎？
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太棒了！你能準確選出 (C)，代表你對化學反應中的「原子守恆」觀念掌握得非常紮實。在處理這類化學計量問題時，最核心的觀念就是：化學反應前後，原子的種類與數目必須完全相等，既不會憑空消失，也不會憑空產生。
原子不滅與質量守恆
雖然題目反應式中的 $CO_2$ 前方漏標了係數 3，但從選項皆包含 3 個碳原子（$C_3$）可以合理推論，反應後應產生 $3$ 分子的 $CO_2$。我們觀察產物端（右側）的原子總數：共有 3 個碳原子（來自 $3CO_2$）、6 個氫原子（來自 $3H_2O$）以及總共 9 個氧原子（$3 \times 2 + 3 \times 1 = 9$）。回頭看反應物端（左側），已知的 $4O_2$ 提供了 8 個氧原子，這意味著剩下的 3 個碳、6 個氫以及 1 個氧原子（$9 - 8 = 1$）必須全部由物質 X 提供，因此 X 的分子式為 $C_3H_6O$。
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