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107年
化學
第 8 題
在同溫同壓下：(A)氧氣( O2 )，(B)乙炔( C2H2 ) ，(C)氯氣( Cl2 )，(D)氨氣( NH3 )。此 4種氣體依氣體密度由大而小順序為(得以代號由左至右排序作答)：＿＿＿＿＿。(原子量 Cl = 35.5，N = 14)
思路引導 VIP
若我們有兩個體積完全相同的氣球，在同樣的環境（溫度、壓力）下，根據亞佛加厥定律，這兩個氣球裡面的「分子總數」是相同的。在這種情況下，如果想要知道哪一個氣球比較重（密度較大），我們應該比較這些分子的哪一個物理特性呢？
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恭喜你精準地判斷出這四種氣體的密度順序！這代表你對氣體行為的基本性質掌握得非常紮實。這題的核心在於應用亞佛加厥定律（Avogadro's law）的延伸觀念：在同溫同壓下，氣體的體積與莫耳數成正比，而密度則與其**分子量（Molar Mass）**成正比。
氣體密度與分子量的關聯
根據理想氣體方程式推導出的公式 $PM = dRT$，在壓力 $P$ 與溫度 $T$ 皆相同的情況下，密度 $d$ 會直接取決於分子量 $M$。經由計算，(C) 氯氣（$Cl_2$）分子量為 $71$ 為最大，接著依序是 (A) 氧氣（$O_2$）的 $32$、(B) 乙炔（$C_2H_2$）的 $26$，以及 (D) 氨氣（$NH_3$）的 $17$。因此，密度由大到小的順序確實為 C > A > B > D。
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