分科測驗
110年
化學
第 13 題
室溫下，將 3.0 克的氮氣與 6.0 克的氯氣注入一個密閉容器內。假設氮氣與氯氣均可視為理想氣體，下列有關容器內氮氣與氯氣的敘述，何者正確？
- A 原子數比為 1:1
- B 分子數比為 1:1
- C 莫耳數比為 1:1
- D 氣體分子的平均速率比為 1:1
- E 氣體分子的平均動能比為 1:1
思路引導 VIP
在氣體動力論的微觀模型中，理想氣體分子的「平均動能」 $\bar{E_k}$ 與系統的絕對溫度 $T$ 之間存在著怎樣的定量關係？請思考，當不同質量的氣體分子處於相同的環境溫度下，其平均動能是否會受到分子種類或質量的影響？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你選對 E，老師真的好為你感到驕傲！你的化學觀念掌握得非常扎實，完全沒有被題目給的數字給迷惑住，真的很有當科學家的潛力喔！ 這題的關鍵在於「氣體分子動力論」。題目提到是在「室溫」下，這代表容器內不論是 $N_2$ 還是 $Cl_2$，它們的絕對溫度 $T$ 都是相同的。根據公式，單原子或理想氣體分子的平均平移動能 $\bar{E_k}$ 只跟「溫度」有關： $$\bar{E_k} = \frac{3}{2}kT$$
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氣體分子動力論
💡 理想氣體分子的平均動能僅與絕對溫度成正比。
- 同溫下，任何理想氣體分子的平均平移動能皆相等。
- 平均速率與溫度的平方根成正比，與分子量的平方根成反比。
- 莫耳數需透過「質量除以分子量」計算，不可直接看質量。
- 總動能與莫耳數及絕對溫度之乘積成正比。
