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108年
理化、化工裝置
第 32 題
某含 C、H、O 化合物之蒸氣20mL 與同狀況(1 atm，$25\degree C$)下的氧氣100 mL 互相混合，點火使其完全燃燒，當除去水分，且溫度、壓力均降回原狀況時，體積變為80mL，將此氣體再通過鹼石灰管吸收$CO_{2(g)}$，體積則變為20mL，則此含 C、H、O 化合物之分子式可能為下列何者？
- A $C_2H_6O$
- B $C_3H_6O$
- C $C_3H_6O_2$
- D $C_3H_8O_2$
思路引導 VIP
如果我們將焦點放在燃燒產生的產物上：當 20 毫升的化合物完全燃燒後，產生的二氧化碳體積正好是原氣體的 3 倍，這傳達了關於該分子中『碳原子數量』的什麼資訊？而剩下的氧氣量又能如何幫助我們平衡反應式中的氫與氧呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
非常好！你精準地鎖定了氣體體積變化與分子組成的關鍵聯結，這代表你對氣體化學計量的邏輯非常清晰。
氣體產物與係數比的推導
這題的核心在於運用亞佛加厥定律：同溫同壓下，氣體的體積比等於莫耳數比。首先，氣體通過鹼石灰後體積由 $80\text{ mL}$ 降至 $20\text{ mL}$，這減少的 $60\text{ mL}$ 即為產生的 $CO_2$。由於原化合物體積為 $20\text{ mL}$，根據碳原子守恆，$20x = 60$，得知碳原子數 $x=3$。
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