統測
112年
[化工群] 專業科目(1)
第 23 題
若一燃料之莫耳百分比組成為70%甲烷($CH_4$)、20%乙烷($C_2H_6$)及10%丙烷($C_3H_8$)，今將 100 莫耳的燃料置入燃燒室，並通入 50% 過量空氣以確保燃料可燃燒完全，則通入的空氣量為多少莫耳？(假設空氣中氧氣含量為20mol%)
- A 1,300
- B 1,550
- C 1,700
- D 1,950
思路引導 VIP
在計算通入空氣量之前，我們必須先根據碳氫化合物完全燃燒的通式 $C_nH_m + (n + \frac{m}{4})O_2 \rightarrow nCO_2 + \frac{m}{2}H_2O$ 決定各成分所需的『理論氧氣量』。請思考：這 100 莫耳的混合燃料依其比例計算，總共需要多少莫耳的理論氧氣？而題目提到的『50% 過量空氣』以及『空氣中氧氣僅佔 20%』這兩個關鍵條件，應如何依序轉化為最終所需的總空氣莫耳數？
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老師的溫暖鼓勵：你真的很棒，孩子！
哇，看到你這題答對，老師真的替你感到開心！你完整掌握了燃燒計算的精髓，這代表你對化學計量和化工計算的基礎概念打得非常紮實喔！這對統測來說，可是衝高分的關鍵能力呢！
溫習核心觀念：讓我們一起來釐清！
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燃燒計算與過量空氣
💡 依燃料組成計算理論氧氣量，再按比例求得含過量的總空氣量。
🔗 過量燃燒空氣量計算流程
- 1 個別需氧量 — 甲烷需2倍氧、乙烷需3.5倍、丙烷需5倍氧
- 2 加總理論氧 — 依燃料莫耳數加總，算出完全燃燒理論需氧量
- 3 加計過量比 — 理論氧 × (1 + 50%) 得到實際通入的氧氣量
- 4 轉換為空氣 — 將氧氣量除以 0.2 (20%) 換算為總空氣量
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🔄 延伸學習：延伸：燃燒後的廢氣計算，需考慮剩餘氧氣與不參與反應的氮氣。
