113學測自然 第10題 詳解

答案(D) 丁看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   燃燒產物藏線索

   有機化合物完全燃燒時，分子中的 C 全部變成 $\mathrm{CO_2}$、H 全部變成 $\mathrm{H_2O}$。因此由兩種產物的重量比，可以回推分子中 C 與 H 的原子個數比，再拿這個比值去比對五個分子式即可，不必動用分子量的完整計算。
2. 2

   重量比化莫耳比

   重量比要先各除以分子量才能變成莫耳比。$\mathrm{CO_2}$ 分子量 44、$\mathrm{H_2O}$ 分子量 18：$$\mathrm{CO_2}:\mathrm{H_2O}=\dfrac{11}{44}:\dfrac{3}{18}=\dfrac{1}{4}:\dfrac{1}{6}=3:2$$
3. 3

   換成碳氫個數比

   每 1 個 $\mathrm{CO_2}$ 含 1 個 C，但每 1 個 $\mathrm{H_2O}$ 含 2 個 H，氫要乘以 2：$$\mathrm{C}:\mathrm{H}=3:(2\times 2)=3:4$$
4. 4

   比對五個分子式

   逐一約分 C 與 H 的個數比：甲 $19:19=1:1$、乙 $20:30=2:3$、丙 $28:44=7:11$、丁 $6:8=3:4$、戊 $29:50$。只有丁（$\mathrm{C_6H_8O_6}$，即維生素 C）符合 $3:4$。分子內的 O 不影響 $\mathrm{CO_2}$ 與 $\mathrm{H_2O}$ 的比例，不必列入比較。
5. 5

   答案與陷阱

   答案選 (D)。最誘答的是乙：$\mathrm{C_{20}H_{30}O}$ 的 $\mathrm{C}:\mathrm{H}=2:3$，恰好是莫耳比 $3:2$ 的顛倒——算出 $\mathrm{CO_2}:\mathrm{H_2O}=3:2$ 後忘記把 H 乘 2、又把比值倒過來套，就會誤選乙。

關鍵觀念：#完全燃燒 #化學計量 #有機化合物