115分科測驗化學 第1題 詳解

答案(C) 氧氣看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   考格雷姆定律

   本題考氣體的格雷姆擴散定律：定溫定壓下，擴散速率與分子量的平方根成反比，即 $\dfrac{r_1}{r_2}=\sqrt{\dfrac{M_2}{M_1}}$。切入點很單純——題目給了速率比，反推分子量即可，但要記得「速率快的對應分子量小」，比值方向不能放反。
2. 2

   由速率比列式

   設某氣體為 $\mathrm{X}$，氫氣擴散速率是它的 4 倍：
   $$\dfrac{r_{\mathrm{H_2}}}{r_{\mathrm{X}}}=\sqrt{\dfrac{M_{\mathrm{X}}}{M_{\mathrm{H_2}}}}=4$$
   兩邊平方：$\dfrac{M_{\mathrm{X}}}{M_{\mathrm{H_2}}}=16$。注意氫氣是雙原子分子，$M_{\mathrm{H_2}}=2$，不是 1。
3. 3

   算出分子量

   $M_{\mathrm{X}}=16\times M_{\mathrm{H_2}}=16\times 2=32$。逐一對照選項的分子量：氦 $4$、氮氣 $28$、氧氣 $32$、氖 $20$、氬 $40$，只有氧氣 $\mathrm{O_2}=32$ 吻合。
4. 4

   答案與誘答

   答案選 (C)。最誘答的是 (A) 氦氣：把「速率比 4 倍」直接當成「分子量比 4 倍」、忘了先平方，會算出 $M=4\times 2=8$，再挑一個最輕的氣體就誤選氦；另一個常見失誤是把氫的分子量用成原子量 $1$，得 $16$ 而找不到對應選項後亂猜。

關鍵觀念：#格雷姆擴散定律 #分子量 #氣體擴散