乙醇之燃燒化學反應式為下列何者？ 9 3

本題考點

完全燃燒化學反應式的配平，以及乙醇分子式 C₂H₅OH 的辨識。

正解理由

乙醇分子式為 C₂H₅OH，每個分子含 2 個碳、6 個氫與 1 個氧。完全燃燒時碳全數生成 CO₂、氫全數生成 H₂O，故生成物為 2CO₂＋3H₂O；生成物側氧原子總數為 2×2＋3＝7 個，扣除乙醇本身自帶的 1 個氧原子，尚需由氧氣供應 6 個氧原子，即 3 莫耳 O₂。配平結果為 C₂H₅OH＋3O₂→2CO₂＋3H₂O，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   錯誤。C₃H₆ 為丙烯，屬烯類而非醇類，碳數 3、且分子不含氧，其燃燒式與乙醇無關。

2. (B)

   錯誤。CH₃OH 為甲醇，碳數僅 1，生成物為 CO₂＋2H₂O，雖與乙醇同屬醇類同系物，分子式並不相同。

3. (C)

   正確。反應物確為乙醇，且左右兩側碳為 2、氫為 6、氧為 7，三種原子數皆平衡。

4. (D)

   錯誤。C₂H₅OC₂H₅ 為乙醚，碳數為 4，生成物為 4CO₂＋5H₂O，屬醚類而非醇類。

演算步驟

1. ① 設 C₂H₅OH＋aO₂→bCO₂＋cH₂O。
2. ② 碳平衡：b＝2；氫平衡：6＝2c，得 c＝3。
3. ③ 氧平衡：左側 1＋2a＝右側 2b＋c＝2×2＋3＝7，得 a＝3。
4. ④ 故 C₂H₅OH＋3O₂→2CO₂＋3H₂O。

記憶點

碳氫氧化合物完全燃燒的配平有通式可用：CₓH_yO_z＋(x＋y/4−z/2)O₂→xCO₂＋(y/2)H₂O。把乙醇的 x＝2、y＝6、z＝1 代入，氧氣係數為 2＋1.5−0.5＝3，與逐項平衡的結果一致。這條通式是速解各選項的利器：甲醇 x＝1、y＝4、z＝1 得 1.5 莫耳 O₂；乙醚 x＝4、y＝10、z＝1 得 4＋2.5−0.5＝6 莫耳 O₂；丙烯 x＝3、y＝6、z＝0 得 3＋1.5＝4.5 莫耳 O₂。可見題目選項中那些以分數呈現的係數，正是通式算出來的結果，並非印刷錯誤。

配平之後可以再往兩個方向延伸。其一是理論空氣量：空氣中氧約占 21% 體積，故燃燒 1 莫耳乙醇所需理論空氣量約為 3÷0.21≈14.3 莫耳；換算質量比時，乙醇分子量 46、氧分子量 32，理論空氣質量比約為 (3×32÷0.232)÷46≈9.0，這類換算是熱釋放率與燃燒產物估算的基礎。其二是當量比的概念：實際供氧量與理論需氧量的比值決定燃燒是否完全，供氧不足時碳無法全部氧化為 CO₂，會大量生成一氧化碳與煤煙，這正是室內火災通風控制階段一氧化碳濃度飆高的化學原因。

易混淆概念對照：醇類、醚類與烴類的分子式外觀相近，判別要點在有無氧原子與氧的接法——羥基(−OH)接在碳鏈末端者為醇，氧夾在兩個碳鏈之間者為醚，完全不含氧者為烴。命題者把甲醇、乙醚、丙烯與乙醇並列，測的就是這組結構辨識能力。乙醇本身是水溶性溶劑，這也連結到泡沫滅火的考點：一般泡沫遇乙醇會被脫水破泡，必須改用耐酒精型泡沫。

延伸考點方向：燃燒熱與熱釋放率的計算(每莫耳乙醇完全燃燒的放熱量乘上質量燃燒速率)、燃燒範圍與閃火點的比較，以及水溶性醇類火災的滅火藥劑選用，都是由這條反應式往外長出來的題型。