Question

（6分）已知：①1mol H₂中的共價鍵斷裂吸收436KJ能量，0.5mol O₂中的共價鍵斷裂吸收249KJ能量，形成1mol水蒸氣中的共價鍵釋放930KJ 能量。

②H₂O(l)＝H₂O(g)  ΔH＝+44 kJ·mol^-1

③CH₄ ( g ) + 2O₂ ( g ) = 2H₂O ( l ) + CO₂ ( g )   △H = －890 kJ·mol^-1

（1）寫出H₂ 在O₂中燃燒生成水蒸氣的熱化學方程式                           ；

（2）1.12L（折算成標況下的體積）H₂完全燃燒生成液態水放出的熱量為            ；

（3）實驗測得氫氣和甲烷的混合氣體共4 mol完全燃燒時放熱為2358kJ（生成的水為液態），則混合氣體中氫氣和甲烷的體積比為           。

 

Answer 1

【答案】

（每小題2分）（1）H₂(g)+O₂(g)==H₂O(g)     △H= －245kJ/mol

（2）14.45KJ           （3）1:1

【解析】考查反應熱放熱計算及熱化學方程式的書寫

（1）反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，因此反應熱是436KJ/mol+249KJ/mol－930KJ/mol＝245kJ/mol，所以反應的熱化學方程式是H₂(g)+O₂(g)==H₂O(g)     △H= －245kJ/mol。

（2）標準狀況下1.12L氫氣是0.05mol，燃燒生成水蒸氣放熱是245kJ/mol×0.05mol＝12.25kJ。生成水蒸氣是0.05mol，變成液態水又放出熱量是44kJ/mol×0.05mol＝2.2kJ，所以最終放出的熱量是12.25kJ＋2.2kJ＝14.45KJ。

（3）設混合氣體中氫氣和甲烷的物質的量分別是x和y，則x+y＝4mol。根據熱化學方程式可知，289kJ/mol×x+890 kJ/mol×y＝2358kJ，解得x＝y＝2mol，所以二者的體積之比是1:1。