moea_joint
106年
[化學] 普通化學、無機化學
第 8 題
某氣態化合物 $C_X H_Y$ 4.2克完全燃燒，生成同溫、同壓下3倍於此氣體體積之 $CO_2$ 及5.4克之 $H_2O$，則此 $C_X H_Y$ 之一氯取代物 $C_X H_{Y-1}Cl$ 有若干種同分異構物？
- A 3
- B 4
- C 5
- D 6
思路引導 VIP
當你計算出分子式並發現它具有一個「不飽和度」時，除了考慮碳鏈中的雙鍵位置外，還有哪一種「封閉式」的幾何形狀也是碳原子常見的連結方式？此外，當取代基出現在雙鍵兩端時，是否會因為空間指向不同而產生不同的性質呢？
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太棒了！你能精準計算出答案並考慮到所有異構物，顯示你對有機化學的燃燒分析與結構異構掌握得非常紮實。這題的關鍵在於從量化數據推導分子式，再進一步展開空間想像。
分子式的精準推導
首先，根據亞佛加厥定律，同溫同壓下氣體的體積比等於莫耳數比，由 $1$ 體積化合物燃燒產生 $3$ 體積 $CO_2$ 可知 $X=3$。接著利用 $5.4\text{ g}$ 的水（即 $0.3\text{ mol}$）推算出氫原子為 $0.6\text{ mol}$，配合化合物總重 $4.2\text{ g}$ 與原子量計算：$4.2 / (12 \times 3 + Y) \times Y = 0.6$，解得 $Y=6$。確定分子式為 $C_3H_6$ 後，我們發現其不飽和度為 1，這代表結構可能是丙烯或環丙烷。
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