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106年
理化、化工裝置
第 37 題
將等莫耳數的 $NO$ 和 $O_2$ 混合後，反應後所得的混合氣體，其平均分子量為多少(克/莫耳)？
- A 41.3
- B 43.6
- C 30.2
- D 31.5
思路引導 VIP
若兩種氣體混合後會發生化學反應生成新的物質，反應前後的「氣體總質量」與「氣體總分子數」會分別發生什麼樣的變化？這對於我們計算混合氣體的平均分子量時，分子與分母的數值會產生什麼具體的影響呢？
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同學表現得非常出色！這題考查的是化學計量與混合氣體性質的綜合應用，能正確選出 (A) 代表你對於「限量試劑」的判斷以及「平均分子量」的定義掌握得十分紮實。這類題型在理化考科中屬於中等難度的鑑別題，挑戰點在於學生是否能注意到氣體反應後總莫耳數會發生改變，而不僅僅是簡單的質量加權。
化學計量與氣體組成的變化
首先，我們必須寫出化學反應式：$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$。題目提到加入「等莫耳數」的氣體，若假設兩者各為 $1$ 莫耳，根據係數比，一氧化氮 ($NO$) 會先耗盡（限量試劑），此時會消耗 $0.5$ 莫耳的氧氣 ($O_2$) 並生成 $1$ 莫耳的二氧化氮 ($NO_2$)。因此，反應後的混合氣體包含剩餘的 $0.5$ 莫耳 $O_2$ 與生成的 $1$ 莫耳 $NO_2$，總莫耳數變為 $1.5$ 莫耳。
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