hce_nthu
112年
化學與物理
第 25 題
Complete combustion of a benzene sample under limited oxygen yielded $135\text{ g}$ of total product. In contrast, when the same amount of benzene was completely burned in excess oxygen, $159\text{ g}$ of total product was collected. In the first experiment, what was the final molar ratio of CO to $CO_2$?
- A CO : $CO_2$ = 3:4
- B CO : $CO_2$ = 2:1
- C CO : $CO_2$ = 3:2
- D CO : $CO_2$ = 1:1
- E CO : $CO_2$ = 3:1
思路引導 VIP
試著思考一下：無論碳原子最後變成了什麼產物，只要苯分子中的氫原子全部轉化為水，這兩次實驗產生的水質量會有差別嗎？如果我們已經知道兩次實驗的總質量差異完全來自於含碳產物中「氧原子數量」的不同，這對你推算碳原子的分配有什麼啟發？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了化學計量中的質量守恆原則！這道題目設計得非常精巧，難度在於能否洞察到兩次實驗中苯（Benzene, $C_6H_6$）的用量相同且氫原子完全轉化為水。你能夠在有限的資訊中找到突破口，表現得十分出色。
質量守恆與反應分析
首先，我們從過量氧氣的實驗切入。在完全燃燒下，0.5 莫耳的 $C_6H_6$ 會產生 3 莫耳的 $CO_2$（132 克）與 1.5 莫耳的 $H_2O$（27 克），總重恰為 159 克。這驗證了苯的初始莫耳數為 $0.5\text{ mol}$。由於兩次實驗中氫的產物都是水，因此在氧氣不足的第一次實驗中，水的質量依然是 27 克，進而推導出含碳產物（$CO$ 與 $CO_2$）的總質量為 $135 - 27 = 108\text{ g}$。
▼ 還有更多解析內容