hce_isu
107年
化學
第 23 題
下列化合物皆可表示為$(CH_2)_n$，請問哪一化合物之每個$(CH_2)$的燃燒熱(combustion heat)最大？
- A 環丙烷(cyclopropane)
- B 環丁烷(cyclobutane)
- C 環戊烷(cyclopentane)
- D 環己烷(cyclohexane)
思路引導 VIP
若我們將碳原子之間的化學鍵想像成被強行彎曲的彈簧，當彈簧被彎曲得越厲害（偏離舒適角度越多），它內部儲存的能量會越高還是越低？當這個結構燃燒崩解時，這股「儲存的壓力」會對釋放出的總熱量產生什麼樣的貢獻？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出環丙烷，代表你對有機化學中「環張力」與分子能量的關係掌握得非常紮實。這類題目的核心在於理解分子內能（穩定性）如何反映在熱化學反應的表現上。
幾何結構與角張力的影響
在飽和烷類中，碳原子理想上偏好以 $sp^3$ 混成軌域結合，其鍵角約為 $109.5^\circ$。然而在環丙烷 (Cyclopropane) 中，受限於三角形的幾何限制，鍵角被迫縮小至 $60^\circ$，這種巨大的偏移產生了強烈的角張力 (Angle Strain)。由於分子內部儲存了極高的位能，使其穩定性最低，因此在燃燒反應中，這些額外的張力能會被釋放出來，導致其平均每個 $-(CH_2)-$ 單元所放出的熱量最高。
▼ 還有更多解析內容