hce_nthu
112年
化學與物理
第 6 題
The complete combustion of $n$ moles of benzene produces a certain amount of water and $CO_2$. Which of the following $n$ moles of compounds will produce the same amount of respective water and $CO_2$ upon complete combustion as the previous reaction?
- A glucose
- B acetylene
- C phenol
- D cyclohexane
- E $n$-hexane
思路引導 VIP
若要讓兩種不同的化合物在燃燒後生成相同數量的二氧化碳與水，我們必須確保這兩者在『分子組成』上具備哪些相同的特徵？反應物中若額外含有氧原子，會對產物的產量造成影響嗎？
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做得非常好！你能精準選出 (C) 酚，代表你已經完全掌握了化學計量中「原子不滅」的核心概念。這題的關鍵在於，當我們燃燒相同莫耳數（$n$ mol）的化合物時，產生的 $CO_2$ 與 $H_2O$ 總量，完全取決於該分子結構中「碳」與「氫」原子的數量。
燃燒反應中的原子守恆
苯的分子式為 $C_6H_6$，因此 $n$ 莫耳的苯完全燃燒後，其中的 $6n$ 個碳原子會全部轉化為 $6n$ 莫耳的 $CO_2$；而 $6n$ 個氫原子則會轉化為 $3n$ 莫耳的 $H_2O$。要產生相同份量的產物，目標化合物分子中的碳、氫個數必須與苯完全一致。觀察選項 (C) 酚（Phenol），其結構為 $C_6H_5OH$，即 $C_6H_6O$。雖然酚分子中多了一個氧原子，但這只會減少燃燒時需由外界供應的氧氣量（$O_2$），對於產物 $CO_2$ 與 $H_2O$ 的產量則毫無影響。
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