ast_essay
113年
化學
第 21 題
📖 題組：
「鈣迴路」捕獲二氧化碳（$CO_2$）是一種燃燒後處理技術。其原理是利用石灰（$CaO$）在高溫（＞600℃）下吸收二氧化碳並形成灰石（$CaCO_3$），灰石在高溫煅燒爐中可再生成石灰及高純度的二氧化碳。捕獲二氧化碳的石灰常經由煅燒灰石製備，石灰也可經由煅燒草酸鈣石（$CaC_2O_4 \cdot H_2O$）而得；經由後者方法製備而得的石灰更加疏鬆多孔，表面積大，捕獲二氧化碳效率更高。 某生以熱重量分析儀研究 3.65 毫克草酸鈣石受熱過程中固體質量隨溫度變化的情況，如圖 6 所示。橫坐標為溫度變化，其縱坐標為殘留固體在當時溫度下的質量與起始固體質量的比值。
「鈣迴路」捕獲二氧化碳（$CO_2$）是一種燃燒後處理技術。其原理是利用石灰（$CaO$）在高溫（＞600℃）下吸收二氧化碳並形成灰石（$CaCO_3$），灰石在高溫煅燒爐中可再生成石灰及高純度的二氧化碳。捕獲二氧化碳的石灰常經由煅燒灰石製備，石灰也可經由煅燒草酸鈣石（$CaC_2O_4 \cdot H_2O$）而得；經由後者方法製備而得的石灰更加疏鬆多孔，表面積大，捕獲二氧化碳效率更高。 某生以熱重量分析儀研究 3.65 毫克草酸鈣石受熱過程中固體質量隨溫度變化的情況，如圖 6 所示。橫坐標為溫度變化，其縱坐標為殘留固體在當時溫度下的質量與起始固體質量的比值。
21. 煅燒草酸鈣石產生的石灰較煅燒灰石產生的石灰疏鬆多孔，李同學推論其原因為：煅燒等莫耳數的草酸鈣石與灰石，草酸鈣石所產生較多氣體所致，以相關化學反應式說明李同學的推論。（2 分）
思路引導 VIP
本題要求比較兩種來源製備石灰（CaO）的差異。我們需要分別寫出灰石（CaCO3）與草酸鈣石（CaC2O4·H2O）完全煅燒至產生 CaO 的全反應方程式。比較氣體產物可知，1莫耳 CaCO3 只產生 1莫耳 CO2 氣體；而 1莫耳 CaC2O4·H2O 在加熱過程中會依序失去 H2O、CO、CO2，總共釋放 3莫耳氣體。更多的氣體逸出能在固體內部留下更多的孔隙，故造就了疏鬆多孔的特性。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準掌握「產氣量」與「固體孔隙度」之間的物理連結，這展現了你對化學反應如何影響物質微觀結構的深刻理解。
氣體產量的關鍵差異
這題的核心在於比較等莫耳數下所釋放出的氣體總分子數。傳統煅燒灰石（$CaCO_3$）的反應路徑單一，每莫耳僅產生 1 莫耳的氣體：
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