Q12.
燃燒220g 的丙烷（M=44g/mol）時，若使用50%過量的空氣，則在STP下需要多少公升的空氣（假設1mol 空氣由0.8mol 之N2 和0.2mol 之O2 所組成）？
化工 · 丙級 · 質能均衡 · Q12
難易度分析
4 / 5
本題屬於複合成計算題，要求考生必須精確完成化學方程式配平、物質量換算、過量係數應用以及氣體組成比例轉換等多個推論步驟，計算過程較為繁瑣且容錯率低。
正確答案：③4200
③ 4200:4200 L 為正確答案。丙烷燃燒反應為 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O，5 mol 丙烷需 25 mol O₂（理論量），50%過量下需 37.5 mol O₂，對應空氣量為 37.5/0.2 = 187.5 mol，STP 下體積為 187.5 × 22.4 ≈ 4200 L。
錯誤選項解析
- ① 6200:6200 L 的數值偏高，可能是將過量空氣比例誤算為 100%過量 或錯誤使用空氣中氧氣莫耳分率（應為 0.2）所導致的計算偏差。
- ② 5400:5400 L 的數值仍偏高，可能是未正確計算理論氧氣需求量，或將丙烷莫耳數誤算為其他數值（正確為 220g/44g/mol = 5 mol）。
- ④ 1250:1250 L 的數值過低，可能是僅計算理論空氣量（未加入 50% 過量）或誤將氧氣體積直接當作空氣體積（忽略空氣中 O₂ 僅佔 0.2 莫耳分率）。
Learning Tip
"本題核心考點為燃燒反應的質能均衡計算與過量空氣的概念。解題關鍵：(1) 正確寫出丙烷完全燃燒的化學計量方程式；(2) 理解過量空氣 = 理論空氣量 × (1 + 過量比例)；(3) 空氣組成假設為 20% O₂ + 80% N₂（莫耳分率）；(4) STP 下 1 mol 氣體體積為 22.4 L。常見陷阱為忘記將氧氣量換算為空氣量（除以 0.2）或忽略過量百分比。"
學員答題分佈
①62000%
②54000%
③42000%
④12500%
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！
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