95 學年度指定科目考試化學考科 第 16 題

財團法人大學入學考試中心基金會

一個已經純化的有機物(醇類或醚類)試樣(含碳60.0%;氫13.3%)。已知該有機物的一分子內的碳數小於5,在常溫常壓為液體。今取試樣0.1337克,先將其變成氣體後,以取代水的方法收集了水56.15毫升(相當於試樣變成氣體的體積)。以上的實驗重做了一次,得到了同樣的數據。做這些實驗時的室溫為27.0℃,而重複兩次讀取壓力計,均得756.7 mmHg。另外,查表得知在27.0℃時,水的蒸氣壓為26.7 mmHg。今用以上數據,採取兩種方法計算分子量如下:

(註:本題計算時,原子量以H=1.00;C=12.0;O=16.0,而溫度0℃=273.0 K為準)

方法一:

碳數 \frac{60.0}{12.0}=5.0 2.99 3

氫數 \frac{13.3}{1.00}=13.3 7.96 8

氧數 \frac{26.7}{16.0}=1.67 1 1

由以上算法求得實驗式為 \mathrm{C_3H_8O},因為碳數要小於5,所以該有機物的分子式也等於 \mathrm{C_3H_8O}

∴分子量= (12.0\times3)+(1.00\times8)+16.0=60.0\ (\mathrm{g/mol})

方法二:

純試樣氣體的壓力=756.7-26.7=730.0 (mmHg)

\because PV=\frac{g}{M}RT
\therefore M=\frac{gRT}{PV}=\frac{0.1337\times82.05\times300.0}{\frac{730.0}{760.0}\times56.15}=61.02\ (\mathrm{g/mol})

分子式為 \mathrm{C_3H_8O} 的有機物有三個,若欲在普通的高中化學實驗室,做實驗來推測該物質是什麼有機物,則下列哪一種方法最方便而有效?

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