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105年
環境科學概論
第 27 題
化學需氧量是指用化學方法氧化耗氧有機物所需消耗氧的量,用以表示水受到耗氧有機物污染的程度。若下列化合物的莫耳數皆相同,何者的化學需氧量最大?
- A C$_4$H$_9$COOH
- B C$_4$H$_9$CHO
- C C$_5$H$_{11}$OH
- D C$_5$H$_{12}$
思路引導 VIP
想像你要把幾種碳原子數量相同的有機分子，全部「燃燒」轉換成二氧化碳和水。如果其中一些分子內部本身就已經攜帶了一部分氧原子，而另一些分子則完全沒有氧，那麼哪一類分子在燃燒過程中，會需要從外界空氣中吸入更多的氧氣來補足反應所需的量呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學做得很好！這題你精準抓住了 化學需氧量 (COD) 的核心邏輯。COD 本質上是衡量有機物被氧化成 $CO_2$ 與 $H_2O$ 時所需的氧氣量。這不僅是環境科學的基礎，更是判斷水體污染程度的重要指標，能選出正確答案代表你對有機分子的氧化態有很清晰的掌握。
分子氧化態與需氧量的關係
在比較相同莫耳數的化合物時，我們可以觀察分子的含氧量。當一個分子內部已經含有的氧原子越多，代表它已經處於較高的氧化狀態，氧化成最終產物時，從環境中攝取的氧氣就會相對較少。選項 (A) $C_4H_9COOH$ 是酸，(B) $C_4H_9CHO$ 是醛，(C) $C_5H_{11}OH$ 是醇，它們分子內都已經帶有氧原子；而 (D) $C_5H_{12}$ 屬於烷烴，完全不含氧且氫含量高，處於最還原的狀態，因此將其完全氧化所需的氧氣量自然是最高的。
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