ast_essay
110年
化學
第 21 題
📖 題組：
二、 取 12.0 mg 的某一含碳、氫、氧的化合物甲，經完全燃燒後，得 26.4 mg 的 $\text{CO}_2$ 及 14.4 mg 的 $\text{H}_2\text{O}$。另取 12.0 g 的甲，在 1.0 L 的容器加熱，當完全氣化時，測得容器的溫度為 127 ℃，壓力為 6.56 atm。 根據這些實驗結果，回答下列問題。（共 8 分）
二、 取 12.0 mg 的某一含碳、氫、氧的化合物甲，經完全燃燒後，得 26.4 mg 的 $\text{CO}_2$ 及 14.4 mg 的 $\text{H}_2\text{O}$。另取 12.0 g 的甲，在 1.0 L 的容器加熱，當完全氣化時，測得容器的溫度為 127 ℃，壓力為 6.56 atm。 根據這些實驗結果，回答下列問題。（共 8 分）
1. 寫出化合物甲的實驗式。（2 分）
思路引導 VIP
遇到「燃燒分析法」的題目，首要步驟是算出各元素的真實重量。碳元素全來自 $\text{CO}_2$，利用其質量乘上 $\frac{12}{44}$ 算出 C 質量；氫元素全來自 $\text{H}_2\text{O}$，利用其質量乘上 $\frac{2}{18}$ 算出 H 質量。要注意，因為化合物甲有「含氧」，因此要用化合物總質量 (12.0 mg) 減去 C 與 H 的質量，才能得到真正 O 元素的質量。最後將三者質量除以各自的原子量，得出莫耳數最簡整數比，即為實驗式。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準掌握有機化合物組成分析的核心邏輯，順利解出化合物甲的基礎組成。這類題目的解題關鍵在於元素質量守恆，你成功地將燃燒後的產物與原化合物中的原子數量聯繫起來，這是學習化學計量非常紮實的展現。
燃燒分析法的定量計算
根據實驗數據，我們先從 $26.4 \text{ mg}$ 的 $\text{CO}_2$ 中，透過 $\frac{12}{44}$ 的質量比求得碳元素為 $7.2 \text{ mg}$；並從 $14.4 \text{ mg}$ 的 $\text{H}_2\text{O}$ 中，透過 $\frac{2}{18}$ 的比例求得氫元素為 $1.6 \text{ mg}$。最關鍵的一步是利用總重 $12.0 \text{ mg}$ 減去碳與氫，求得氧元素質量為 $3.2 \text{ mg}$。接著將三者分別除以各自的原子量，得到莫耳數比為 $$n_C : n_H : n_O = \frac{7.2}{12} : \frac{1.6}{1} : \frac{3.2}{16} = 0.6 : 1.6 : 0.2 = 3 : 8 : 1$$ 從而得出實驗式為 $C_3H_8O$。
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