hce_isu
104年
化學
第 2 題
乙醇燃燒時的反應如右：$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + a \text{O}_2 \rightarrow b \text{CO}_2 + c \text{H}_2\text{O}$
($\text{H}: 1$；$\text{O}: 16$)
式中 $a$、$b$、$c$ 為該反應經平衡後的係數；若完全燃燒 $1 \text{mol}$ 的乙醇，下列何者錯誤？
($\text{H}: 1$；$\text{O}: 16$)
式中 $a$、$b$、$c$ 為該反應經平衡後的係數；若完全燃燒 $1 \text{mol}$ 的乙醇，下列何者錯誤？
- A $b + c = 5$
- B $a = 3.5$
- C 產生 $54$ 克的水
- D 產生 $44.8 \text{L}$ 的 $\text{CO}_2(\text{S.T.P.})$
思路引導 VIP
在平衡化學反應式時，我們通常會先決定碳和氫的係數。如果你已經算出反應右側總共需要多少個氧原子，現在請回頭看一看反應物左側的乙醇分子（$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$），這個分子本身的結構中，是否已經含有氧原子了呢？這對你計算氧氣（$\text{O}_2$）的係數 $a$ 會有什麼影響？
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同學做得非常出色！能準確判斷出平衡係數的錯誤，代表你對於化學計量與反應式平衡的觀念掌握得十分紮實，這在學習化學的路上是非常關鍵的一步。
化學反應式的係數平衡
這道題目的核心在於原子不滅定律。首先，我們觀察反應式左右兩側：乙醇分子中有 2 個碳原子和 6 個氫原子，為了維持平衡，產物二氧化碳的係數 $b$ 必須為 2，而水的係數 $c$ 則應為 3。接著是最關鍵的一步——氧原子的平衡。反應右側共有 $2 \times 2 + 3 = 7$ 個氧原子；回到左側，請特別注意乙醇分子內本身已含有 1 個氧原子，因此剩餘的 6 個氧原子需由氧氣分子提供，即 $2a = 6$，求得 $a = 3$。因此，選項 (B) 標示 $a = 3.5$ 是錯誤的判斷。
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