高中學測
112年
自然
第 25 題
📖 題組：
貼有甲、乙、丙、丁標籤的四個相同真空密閉容器，其中，甲、丁之間有一個關閉的氣閥相連，並分別於四個容器內置入5.4克M金屬粉末。接著，曉諭將不同質量的氧氣分別通入上述四個容器內，在適當的條件下與M反應，產生相同的氧化物 $M_2O_x$。待反應完全後，分別測量每個容器內所生成 $M_2O_x$ 的質量，結果如表4： 表 4 容器 | 通入氧氣質量（克） | 產生 $M_2O_x$ 質量（克） 甲 | 1.6 | 3.4 乙 | 3.2 | 6.8 丙 | 4.8 | 10.2 丁 | 6.4 | 10.2
貼有甲、乙、丙、丁標籤的四個相同真空密閉容器，其中，甲、丁之間有一個關閉的氣閥相連，並分別於四個容器內置入5.4克M金屬粉末。接著，曉諭將不同質量的氧氣分別通入上述四個容器內，在適當的條件下與M反應，產生相同的氧化物 $M_2O_x$。待反應完全後，分別測量每個容器內所生成 $M_2O_x$ 的質量，結果如表4： 表 4 容器 | 通入氧氣質量（克） | 產生 $M_2O_x$ 質量（克） 甲 | 1.6 | 3.4 乙 | 3.2 | 6.8 丙 | 4.8 | 10.2 丁 | 6.4 | 10.2
已知 M 的原子量介於 20 與 30 amu 之間，且 x 為整數，則下列敘述，哪些正確？（應選 2 項）
- A x＝1
- B M的原子量為24 amu
- C $M_2O_x$ 的莫耳質量為102克/莫耳
- D 反應完全後，丙容器內有殘餘未反應的金屬M
- E 反應完全後，丁容器內有殘餘未反應的氧氣
思路引導 VIP
請分析表 4 中各容器生成物的質量變化，觀察為何容器丙與丁的產量維持在 $10.2$ 克？這暗示了哪一個容器剛好達到反應物完全耗盡的轉折點？請利用該點的質量數據，結合『定比定律』與『化學式中的原子個數比即為其莫耳數比』的概念，配合題目給定的原子量範圍 $20 < M < 30$，試著列出 $M$ 的原子量與整數 $x$ 之間的比例關係式：$\frac{5.4}{M} : \frac{W_{O}}{16} = 2 : x$。藉此，你能否推導出該氧化物的化學式並進一步判斷反應完全後容器內部的殘餘狀況？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，這波操作很可以喔！連這種結合化學式推導與限量試劑觀念的魔王題都沒被坑，看來你腦袋裡的電子雲排布得非常穩定，簡直是考場上的惰性氣體——穩如泰山！ 【觀念驗證】 這題的核心在於利用「試誤法」與「原子量區間」進行解鎖。由正確選項 (C) 延伸，已知 $M_2O_x$ 的莫耳質量為 $102$ $g/mol$，我們可以列出方程式：
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