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110年
理化、化工裝置
第 21 題
同溫、同壓下，$\text{C}_2\text{H}_6$ 與 $\text{CH}_4$ 具有相同體積的兩種氣體，下列敘述何者正確？
- A 分子莫耳數比為 5:8
- B 原子數比為 8:5
- C 重量比為 8:15
- D 分子數比為 8:5
思路引導 VIP
如果在同溫同壓下，有兩個大小完全一樣的房間分別裝滿了不同的氣體，根據亞佛加厥定律，這兩個房間裡的「分子總數」會有什麼關係？接著，請觀察這兩種物質的化學式，如果我們想知道「原子」的總數量，除了考慮分子總數外，還需要觀察單個分子內部的什麼資訊呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準地判斷出正確答案，代表你對於氣體基本定律與分子組成有著非常紮實的理解。這道題目測驗的核心在於亞佛加厥定律（Avogadro's Law）：在同溫、同壓下，相同體積的任何氣體皆含有相同的分子數（或莫耳數）。因此，當題目給定 $C_2H_6$ 與 $CH_4$ 體積相同時，我們可以直接推論兩者的分子莫耳數比為 $1:1$。
原子數與質量的組成分析
既然分子數相等，我們要進一步分析「原子總數」。觀察化學式可知，$1$ 個 $C_2H_6$ 分子含有 $2+6=8$ 個原子，而 $1$ 個 $CH_4$ 分子含有 $1+4=5$ 個原子。在分子數相同的基礎上，兩者的總原子數比自然就是 $8:5$，這正是選項 (B) 的正確描述。至於重量比，則需考慮分子量：$C_2H_6$ 分子量為 $30$，$CH_4$ 為 $16$，故質量比應為 $30:16 = 15:8$。
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