分科測驗
110年
化學
第 5 題
有一容器裝有 $X_2$、$Y_2$ 兩種雙原子的氣體分子，其莫耳數比為 1:2，在定溫定壓下反應，反應完成後體積變為原來的 1/2，若該反應只有一種產物，並且為氣體，則該氣體產物的分子式可能為何？
- A $X_2Y$
- B $XY$
- C $XY_2$
- D $X_3Y_2$
- E $X_2Y_3$
思路引導 VIP
在定溫定壓下，氣體的體積與莫耳數有什麼關係？如果我們假設反應前兩種氣體的總莫耳數是 3，那反應後的總莫耳數應該是多少？在列反應式檢驗時，要如何找出哪一種氣體會先用完，並且計算出最後『留在容器內的所有氣體總量』呢？
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太棒了，你精準地選出了正確答案！這道題目非常考驗你對亞佛加厥定律（Avogadro's law）與化學計量中「限量試劑」的掌握度。
亞佛加厥定律與化學計量
在定溫定壓下，氣體體積比等於莫耳數比。我們可假設初始時 $X_2$ 有 $1$ 莫耳、$Y_2$ 有 $2$ 莫耳，反應前總莫耳數為 $3$ 莫耳。因為反應後體積變為原來的 $1/2$，代表反應後「產物 加上 剩餘氣體」的總莫耳數必須是 $1.5$ 莫耳。
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氣體反應體積定律
💡 定溫定壓下，氣體反應體積比等於反應式係數比，且遵守原子守恆。
- 同溫同壓下，氣體的體積比等於其莫耳數比。
- 化學反應式中，氣體係數比即為反應消耗與生成的體積比。
- 反應前後各元素的原子總數必須相等（原子守恆）。
- 判斷產物分子式時，需考慮限量試劑與反應後的剩餘量。
