一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要112 年第 21 題單選題
下列何者可能是環烷類?
AC2H4
BC3H8
CC5H10正確答案
DCH4
C正確答案
環烷類的通式為 CnH2n,且因為要形成封閉環狀結構,碳數至少需要 3 個(n≥3)。選項中僅 C5H10 符合此條件,可能是環戊烷。
為什麼答案是 C
C5H10 符合 CnH2n 的通式,且碳數為 5(大於等於 3),因此它可能是環烷類(環戊烷),也可能是烯類(戊烯)。題目問「可能」,故本選項正確。
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完整詳解
Pro · 無限重點 環烷類的通式為 CnH2n,且因為要形成封閉環狀結構,碳數至少需要 3 個(n≥3)。選項中僅 C5H10 符合此條件,可能是環戊烷。
背誦通式:環烷類與單烯類同為 CnH2n。但成環至少要 3 個碳,直接找 n≥3 且氫數是碳數兩倍的選項,秒選 C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
C2H4 雖然符合 CnH2n 的通式,但 2 個碳原子只能形成直線(雙鍵),無法構成封閉的環狀結構,因此它只能是乙烯,不可能是環烷類。
B✕
C3H8 符合 CnH2n+2 的通式,屬於飽和的直鏈或支鏈烷類,具體為丙烷,沒有環狀結構。
C✓ 正確
C5H10 符合 CnH2n 的通式,且碳數為 5(大於等於 3),因此它可能是環烷類(環戊烷),也可能是烯類(戊烯)。題目問「可能」,故本選項正確。
D✕
CH4 符合 CnH2n+2 的通式,是最簡單的烷類(甲烷),只有一個碳原子,絕對無法成環。
常見烴類通式與最小碳數對照表
| 類別 | 通式 | 最小碳數 (n) | 備註 |
|---|
| 烷類 (Alkane) | CnH2n+2 | n ≥ 1 | 全為單鍵,飽和烴 |
| 烯類 (Alkene) | CnH2n | n ≥ 2 | 含一個雙鍵,不飽和烴 |
| 炔類 (Alkyne) | CnH2n-2 | n ≥ 2 | 含一個參鍵,不飽和烴 |
| 環烷類 (Cycloalkane) | CnH2n | n ≥ 3 | 全為單鍵但成環,與單烯類互為同分異構物 |
考生容易只記住環烷類的通式為 CnH2n,而誤選 A 選項 (C2H4)。必須牢記幾何學常識:要圍成一個多邊形(環),最少需要 3 個頂點(碳原子),因此 n 必須大於等於 3。