Q136.
欲使氣球能自然漂浮在空中，其填充氣體除了可用氫氣以外亦可用
化學 · 丙級 · 一般基本操作 · Q136
難易度分析
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本題要求考生對比不同氣體的分子量與空氣密度之關係，屬於基礎概念的直接應用。選項中包含不同狀態及密度的物質，只要掌握氣體浮力的基本原理即可判定。
正確答案：①He
① He:氦氣 (He) 的分子量僅 4 g/mol，遠低於空氣的平均分子量約 29 g/mol，因此密度小於空氣，能產生足夠的浮力使氣球漂浮。氦氣同時屬於惰性氣體，化學性質穩定且不易燃，是比氫氣更安全的填充氣體選擇。
錯誤選項解析
- ② CO2:二氧化碳 (CO₂) 的分子量為 44 g/mol，大於空氣的平均分子量，其密度約為空氣的 1.5 倍，因此會下沉而無法使氣球漂浮。CO₂ 常用於滅火器正是因為其密度大於空氣且能隔絕氧氣的特性。
- ③ CCl 4:四氯化碳 (CCl₄) 的分子量高達 154 g/mol，在常溫常壓下為液體而非氣體，沸點約 77°C，完全無法用於填充氣球。其蒸氣密度也遠大於空氣，且具有毒性，曾用作溶劑但因會損害肝臟已逐漸被淘汰。
- ④ Ar:氬氣 (Ar) 的分子量為 40 g/mol，大於空氣的平均分子量，密度約為空氣的 1.4 倍，因此無法提供浮力使氣球漂浮。氬氣同屬惰性氣體，常用於焊接保護氣或填充燈泡以防止氧化。
Learning Tip
"此類題型的核心考點在於理解氣體密度與分子量的關係：根據亞佛加厥定律，同溫同壓下氣體密度與分子量成正比，凡分子量小於 29 g/mol 的氣體（如 H₂=2、He=4、CH₄=16、NH₃=17）密度皆小於空氣。常見陷阱是將惰性與輕質概念混淆，例如 Ar 雖為惰性氣體但密度大於空氣，不可誤選。實務上氦氣因不可燃特性，已全面取代氫氣作為氣球填充氣體。"
學員答題分佈
①He0%
②CO20%
③CCl 40%
④Ar0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！