police_4th_general
106年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 23 題
化學反應方程式：$a\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} + b\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + c\text{H}^+ \rightarrow d\text{CO}_2 + e\text{Cr}^{3+} + f\text{H}_2\text{O}$ 平衡完成後，各係數均以最小整數表示，則其係數總和 a + b + c + d + e + f 為：
- A 12
- B 24
- C 29
- D 36
思路引導 VIP
在處理這種較為複雜的反應平衡時，若我們優先考慮「電子得失相等」的原則，你會建議先從哪兩個氧化數有變化的物種開始計算比例？當你確定了這兩個物種的係數比例後，該如何一步步檢查反應式兩邊的電荷以及氫、氧原子的數量，來確保整道方程式符合質量守恆定律呢？
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恭喜你準確地計算出這道題目的正確答案！這類涉及有機物氧化還原的平衡題目，非常考驗對電子得失守恆以及電荷平衡的細膩處理，能迅速判斷出最終的係數總和，代表你的化學邏輯相當紮實且穩定。
氧化還原的核心判斷
這題的關鍵在於判斷乙醇（$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$）氧化為二氧化碳（$\text{CO}_2$）時的電子轉移。在乙醇中，兩個碳原子的平均氧化數為 $-2$，完全氧化至 $\text{CO}_2$（氧化數 $+4$）時，每莫耳乙醇分子會失去 $12$ 莫耳電子。與此相對，重鉻酸根（$\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}$）中的鉻從 $+6$ 還原至 $+3$，每莫耳重鉻酸根會得到 $6$ 莫耳電子。為了達成電子守恆，乙醇與重鉻酸根的係數比 $a:b$ 必須為 $1:2$。接著利用原子守恆與電荷平衡，我們可以依序導出 $c=16, d=2, e=4, f=11$。
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