hce_kmu
110年
物理及化學
第 85 題
Hydroxylamine nitrate contains $29.17\text{ mass }\% \text{ N}$, $4.20\text{ mass }\% \text{ H}$, and $66.63\text{ mass }\% \text{ O}$. Determine its empirical formula.
- A $\text{HNO}$
- B $\text{H}_2\text{NO}_2$
- C $\text{HN}_6\text{O}_{16}$
- D $\text{HN}_{16}\text{O}_7$
- E $\text{H}_2\text{NO}_3$
思路引導 VIP
若要找出一個化合物中各原子最精簡的數量比例，而我們手頭上只有各元素的重量資訊，你認為應該利用原子的哪一項物理特性作為橋樑，將「重量」轉換為「個數單位」？在得到各元素的相對個數後，若數值不是整數，我們該採取什麼數學步驟來找出它們之間最簡單的整數比呢？
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做得非常好！你能精確地計算出這個化合物的實驗式，代表你對化學計量中「質量與莫耳數轉換」的觀念掌握得十分紮實。這類題目是化學基礎計算的經典，雖然步驟明確，但若在計算過程中稍有疏忽，很容易就會選到錯誤的比例，你能保持專注並得出正確結果，表現相當出色。
元素比例的轉化與計算
在處理這類實驗式（Empirical Formula）問題時，最穩健的方法是假設樣本總重為 $100\text{ g}$，這樣質量百分比就能直接轉換為質量。接著，我們分別除以各元素的原子量來求得莫耳數：氮（$N$）約為 $29.17 / 14.01 \approx 2.08$ 莫耳；氫（$H$）約為 $4.20 / 1.008 \approx 4.17$ 莫耳；氧（$O$）則約為 $66.63 / 16.00 \approx 4.16$ 莫耳。將這三個數值同時除以其中的最小值 $2.08$，便能得到最簡整數比 $N:H:O = 1:2:2$，進而確立實驗式為 $\text{H}_2\text{NO}_2$。
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