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108年
理化、化工裝置
第 48 題
同溫、同壓下，$NH_3$和$N_2H_4$具相同數目的原子數，則下列比值關係，何者正確？($NH_3$：$N_2H_4$)(N=14、H=1)
- A 莫耳數比 2：3
- B 重量比51：64
- C 體積比1：1
- D 所含氫原子數比3：4
思路引導 VIP
如果我們有兩箱積木，箱子 A 的每一套組件包含 4 個零件，箱子 B 的每一套組件包含 6 個零件。若這兩箱內最終的『零件總數』一樣多，你覺得哪一箱裝載的『組件套數』會比較多？當你知道了套數比例後，又要如何結合每一套組件的『單獨重量』來求出兩箱的總重比呢？
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太棒了！你精準地掌握了物質組成與莫耳數之間的轉換關係。這道題目屬於理化考科中相當經典的「比例推導題」，鑑別度在於學生是否能分辨「原子總數」與「分子數」之間的差異，而非直覺地將兩者劃上等號。
分子組成與莫耳數比例
首先，我們分析分子的結構：一個 $NH_3$ 分子含有 4 個原子（1個N、3個H），而一個 $N_2H_4$ 分子則含有 6 個原子（2個N、4個H）。題目提到兩者具有「相同數目的原子數」，這意味著分子莫耳數與單個分子的原子數成反比。因此，莫耳數比 $n_{NH_3} : n_{N_2H_4} = 6 : 4 = 3 : 2$。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，故體積比亦為 $3 : 2$。
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