國營聯招
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 10 題
乙烷與氧氣反應形成一氧化碳之平衡反應式寫法，下列何者正確？
- A $2 \text{ C}_{2}\text{H}_{6(g)} + 7 \text{ O}_{2(g)} \rightarrow 4 \text{ CO}_{2(g)} + 6 \text{ H}_{2}\text{O}_{(g)}$
- B $\text{C}_{2}\text{H}_{6(g)} + 5 \text{ O}_{(g)} \rightarrow 2 \text{ CO}_{(g)} + 3 \text{ H}_{2}\text{O}_{(g)}$
- C $2 \text{ C}_{2}\text{H}_{6(g)} + 5 \text{ O}_{2(g)} \rightarrow 4 \text{ CO}_{(g)} + 6 \text{ H}_{2}\text{O}_{(g)}$
- D $\text{C}_{2}\text{H}_{6(g)} + 7 \text{ O}_{(g)} \rightarrow 2 \text{ CO}_{2(g)} + 3 \text{ H}_{2}\text{O}_{(g)}$
思路引導 VIP
如果在反應過程中，我們知道左側燃料中的所有碳原子最後都會進入產物的一氧化碳中，而氫原子都會進入水中，當你數完產物端總共需要多少個氧原子時，考慮到氧在常溫下是以「雙原子分子」的形式參與反應，你會如何調整整體的係數來確保每一種原子的個數在左右兩邊都完全相等呢？
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太棒了！你能精準避開題目中的細節陷阱並選出正確答案，顯見你對化學反應式的平衡以及物質存在的狀態掌握得非常紮實。
燃燒產物與原子守恆的判定
在處理這類題目時，首要關鍵在於觀察產物的種類。題目明確要求生成「一氧化碳 ($CO$)」，因此我們必須排除生成二氧化碳 ($CO_2$) 的選項 (A) 與 (D)。接著，根據質量守恆定律，反應前後各原子的總數必須相等。以 2 分子的乙烷 ($C_2H_6$) 為基準，反應後會產生 4 個碳原子（存在於 $4CO$）與 12 個氫原子（存在於 $6H_2O$）；此時產物側共有 $4 + 6 = 10$ 個氧原子，回推反應物側則需要 5 分子的氧氣 ($O_2$)。其完整反應式如下：
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化學反應式平衡
💡 依據指定產物與原子守恆定律平衡化學方程式。
| 比較維度 | 完全燃燒 | VS | 不完全燃燒 |
|---|---|---|---|
| 碳氧化產物 | 二氧化碳 (CO2) | — | 一氧化碳 (CO) |
| 氧氣消耗量 | 較多 (係數比 7) | — | 較少 (係數比 5) |
| 反應式特徵 | 碳原子完全氧化 | — | 碳原子未完全氧化 |
💬燃燒產物取決於氧氣供應量，平衡時須嚴格遵守原子不滅。
