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112分科化學考科-10

25℃、1.0 大氣壓的某種混合氣體,其成分含有甲烷8.0 莫耳、乙烷1.0 莫耳及丙烷1.0莫耳。試問下列有關此混合氣體的敘述,哪些正確?(假設甲烷、乙烷、丙烷皆為理想氣體)
(A)甲烷的莫耳分率為0.80
(B)乙烷的分壓為1.0 atm
(C)丙烷的分壓為0.10 atm
(D)平均莫耳質量約為30 g/mol
(E)混合氣體的體積為24.5 L

答案

略解:(A)X_CH₄=8/(8+1+1)=0.8。
(B)P_C₂H₆=0.1×1=0.1 atm。
(C)P_C₃H₈=0.1×1=0.1 atm。
(D)M_avg=16×0.8+30×0.1+44×0.1=20.2 g/mol。
(E)V=nRT/P=10×0.082×298/1≈244 L。
答案:A,C 報錯
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112分科化學考科-26

[題組:第26-28題]
過氧化二(三級丁基)((CH₃)₃COOC(CH₃)₃,簡稱 dTBP),在加熱後會分解產生丙酮與乙烷,其反應如式5所示:
\[ (CH₃)₃COOC(CH₃)₃(g) \rightarrow 2(CH₃)₂CO(g)+C₂H₆(g) \quad (\text{式}5) \]
為了研究此一反應,小明在420 K下將一定量的dTBP氣體注入如圖8的反應容器中,並觀察水銀(汞)柱高度(h)隨時間的變化,紀錄如表4。小明也在表4中填寫了部分實驗數據分析的結果,但內容並不完整。假設容器中一開始只有dTBP且整個反應過程容器中只有式5所列之三種氣體存在,依據表4回答下列問題:(註:1.水銀壓力計內的體積變化可忽略不計,2.要寫出計算過程,否則不予計分)

26 計算時間為1分鐘時,容器中dTBP的體積莫耳濃度為何?
(已知:\(\frac{25.94}{76 \times 0.082 \times 420} \approx 0.0099\))(2分)

答案

略解:反應式:(CH₃)₃COOC(CH₃)₃ → 2(CH₃)₂CO + C₂H₆
初壓26.17 cmHg,1分鐘後總壓26.63 cmHg,增加0.46 cmHg。
設反應掉x cmHg dTBP,生成2x cmHg丙酮和x cmHg乙烷,總壓變化:26.17-x+2x+x=26.63,得x=0.23 cmHg。
1分鐘時dTBP分壓=26.17-0.23=25.94 cmHg。
由P=CRT,C=P/RT=25.94/(76×0.082×420)≈0.0099 M=9.9 mM。
答案:9.9 mM 報錯
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