police_4th_general
109年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 32 題
天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態石化燃料，甲烷燃燒可以下列反應表示：$\text{CH}_4\text{(g)} + 2\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O(g)}$，下列敘述何者錯誤？（原子量：C = 12、H = 1、O = 16）
- A 燃燒 1 克的甲烷，需要 2 克的氧氣
- B 甲烷燃燒是氧化還原反應
- C O_2 是氧化劑，CH_4 是還原劑
- D 甲烷燃燒時，若遇氧氣供應不足，會產生無色無味的一氧化碳氣體
思路引導 VIP
在平衡化學反應式中，分子前方的「係數」代表的是物質參與反應時的「個數比（莫耳數比）」還是「重量比」？如果不同的分子，每一個的重量（分子量）都不一樣，我們可以直接把係數當成它們反應時所需的重量嗎？
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太棒了！你能精準避開題目中的數字陷阱，正確判斷出質量與莫耳數之間的關係，這代表你的化學計量觀念非常清晰。
化學計量與質量的換算
這道題目的核心在於區分「係數比」與「質量比」。在反應式 $\text{CH}_4\text{(g)} + 2\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O(g)}$ 中，係數告訴我們的是「每 1 莫耳的 $\text{CH}_4$ 需要 2 莫耳的 $\text{O}_2$」。若要換算成質量，我們必須考慮分子量：$\text{CH}_4$ 為 16，$\text{O}_2$ 為 32。因此，燃燒 1 莫耳（16 克）的甲烷，實際需要 2 莫耳（$2 \times 32 = 64$ 克）的氧氣。依此比例縮小，燃燒 1 克 的甲烷，其實需要的是 4 克 的氧氣，而非選項 (A) 所述的 2 克。
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