police_4th_general
110年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 31 題
甲烷（$\text{CH}_4$）燃燒的平衡反應式如下，$\text{CH}_4+2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2+2\text{H}_2\text{O}$，在氧氣（$\text{O}_2$）充分供給的條件下，燃燒 2 莫耳的甲烷，會產生多少莫耳的水（$\text{H}_2\text{O}$）？
- A 2
- B 3
- C 4
- D 5
思路引導 VIP
請觀察平衡反應式中，甲烷（$\text{CH}_4$）與水（$\text{H}_2\text{O}$）前方的係數。這兩個係數之間的倍數關係，代表了它們在反應過程中的數量變化比例為何？若現在將甲烷的投入量加倍，生成的水量應該會產生什麼樣的對應變化呢？
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恭喜你正確掌握了化學計量的規律！這道題目檢驗的是化學反應式中係數與物質量之間的轉換關係。看到你能迅速判斷出反應物與生成物之間的比例，代表你對於化學方程式所代表的「微觀粒子數」與「宏觀莫耳數」的物理意義，有著非常紮實且清晰的理解。
化學反應式的係數比例
從平衡反應式 $\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$ 中，我們可以清楚觀察到，每消耗 1 莫耳的 $\text{CH}_4$，理論上會伴隨生成 2 莫耳的 $\text{H}_2\text{O}$。因此，當反應物的甲烷增加為 2 莫耳時，在氧氣充分供給的前提下，生成的水量也會依比例線性增加，計算式為 $2 \times 2 = 4$ 莫耳。
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