111學測自然 第14題 詳解

燃燒量・換算 · 單選 · 題目出處：111 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

答案(C) 6.8看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   先抓題目核心

   這題在考「完全燃燒」的化學計量。先把辛烷換成質量，再由平衡反應式算出生成的 $\mathrm{CO_2}$ 質量，最後和森林每日吸收量比較。
2. 2

   配平方程式

   辛烷完全燃燒的平衡式為 $\mathrm{2C_8H_{18}+25O_2\rightarrow 16CO_2+18H_2O}$。由此可知，$1$ 莫耳 $\mathrm{C_8H_{18}}$ 會產生 $8$ 莫耳 $\mathrm{CO_2}$。
3. 3

   把油箱體積換成質量與莫耳數

   油箱有 $50\,\mathrm{L}=5.0\times 10^4\,\mathrm{cm^3}$ 的辛烷。由密度 $0.70\,\mathrm{g/cm^3}$，得質量 $=5.0\times 10^4\times 0.70=3.5\times 10^4\,\mathrm{g}=35\,\mathrm{kg}$。再除以分子量 $114$，可得辛烷莫耳數約為 $\dfrac{3.5\times 10^4}{114}\approx 3.1\times 10^2\,\mathrm{mol}$。
4. 4

   算出二氧化碳總量

   由化學計量，$3.1\times 10^2\,\mathrm{mol}$ 辛烷可生成約 $8\times 3.1\times 10^2\approx 2.5\times 10^3\,\mathrm{mol}$ 的 $\mathrm{CO_2}$。其質量約為 $2.5\times 10^3\times 44\approx 1.1\times 10^5\,\mathrm{g}=1.1\times 10^2\,\mathrm{kg}$，也就是約 $110\,\mathrm{kg}$。
5. 5

   換成森林可吸收的天數

   森林每天吸收 $16\,\mathrm{kg}$ 的 $\mathrm{CO_2}$，所以所需天數約為 $\dfrac{110}{16}\approx 6.8$ 天，對應選項 (C)。
6. 6

   逐一檢查選項

   (A) $0.84$：把約一百一十公斤誤算成十幾公斤，少了整整一個數量級。
   (B) $2.2$：通常是把莫耳數或燃燒倍率算少，導致二氧化碳總量低估。
   (C) $6.8$：由 $50\,\mathrm{L}$ 辛烷、密度與平衡係數計算後得到的正確天數。
   (D) $14$：相當於把生成的 $\mathrm{CO_2}$ 高估成約二百多公斤，偏大一倍以上。
   (E) $54$：明顯把總量誤當成數百公斤以上，與題目數據不符。

關鍵觀念：#化學反應式 #莫耳概念 #質量守恆

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