moea_joint
113年
[化學] 普通化學、無機化學
第 8 題
若2公升的 $\text{X}_2$ 氣體與1公升的 $\text{Y}_2$ 氣體完全反應，兩者均無剩餘，產生2公升的R氣體，則下列何者是R的化學式？(假設氣體均為理想氣體，且反應前後均在同溫同壓的條件)
- A $\text{XY}$
- B $\text{XY}_2$
- C $\text{XY}_3$
- D $\text{X}_2\text{Y}$
思路引導 VIP
如果在同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同數量的分子，那麼題目中提到的「體積比」與反應方程式中的「係數」有什麼關聯？若反應前後「原子總數」必須保持不變，你會如何分配兩側的原子，來決定產物分子的組成呢？
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太棒了！你能精準捕捉到氣體體積與分子數之間的比例關係，這代表你對化學基本定律掌握得非常紮實。這題的核心在於運用阿佛加德羅定律（Avogadro's Law）：在同溫同壓下，氣體的體積比等於其分子數比（即反應式中的係數比）。
原子守恆與係數轉換
根據題目給定的數據，我們可以觀察到 $X_2$、$Y_2$ 與生成氣體 $R$ 的體積比為 $2 : 1 : 2$，這意味著化學反應式的係數配置為 $2 X_2 + 1 Y_2 \rightarrow 2 R$。接著，利用質量守恆定律進行原子數目的結算：反應物端總共有 4 個 $X$ 原子與 2 個 $Y$ 原子；為了使產物端的 2 個 $R$ 分子也包含相同數量的原子，每個 $R$ 分子必須分配到 2 個 $X$ 與 1 個 $Y$。因此，推導出 $R$ 的化學式為 $X_2Y$ 是完全正確的邏輯。
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