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(乙)H2O(L) → H2O(g) DH=Q2 為汽化熱(物理變化) ,且Q2>Q1 ... 則在該溫度及壓力,將1莫耳甲烷完全氧化,生成水蒸氣和二氧化碳的反應熱(ΔH)為多少千焦?
( )1.
關於氫氣的燃燒反應:2H2(g)+O2(g)→2H2O(L)的敘述,下列何者正確?
(A)ΔH為正值 (B)1atm、25℃時,此反應可以自然發生 (C)生成物的熱含量總和較反應物的熱含量總和低 (D)在1atm、100℃時所放的熱量為標準反應熱。
【答案】:(C)
【解析】:(A)燃燒為放熱反應,ΔH必為負值。
(B)燃燒需點火,溫度達到燃點,才能發生燃燒反應,因此室溫下,燃燒無法自然發生。
(C)燃燒為放熱反應,因此生成物的熱含量總和比反應物的熱含量總和低。
(D)標準反應熱是指在1atm、25℃時所產生的熱量。
( )2.
試利用下列熱化學方程式:C6H6+O2→6CO2+3H2O+782.3kcAl;C+O2→CO2+94.0kcAl;H2+O2→H2O+68.3kcAl,試計算苯的生成熱DH(kcAl/moL)為:
(A)+169 (B)+295 (C)+190 (D)+13。
【答案】:(D)
【解析】:
(-94)x6+(-68.3)x3-x=-782.3 [ x=13.4KcAl
( )3.
(甲)H2O(s)+Q1→H2O(L) (乙)H2O(L)+Q2→H2O(g) (丙)H2O(g)→
H2(g)+O2(g) DH=Q3 (丁)2H2O(g)+Q4→2H2+O2,則:
(A)Q1>Q2>Q3>Q4 (B)Q4>Q3>Q2>Q1 (C)Q4=Q3>Q2>Q1 (D)以上皆非。
【答案】:(B)
【解析】:(甲)H2O(s)
→H2O(L) DH=Q1 為熔化熱(物理變化)
(乙)H2O(L)
→H2O(g) DH=Q2 為汽化熱(物理變化) ,且Q2>Q1
(丙)H2O(g)→
H2(g)+(1/2)O2(g) DH=Q3 為1莫耳水的分解熱(化學變化)
(丁)2H2O(g)
→2H2+O2
DH=Q4 為2莫耳水的分解熱(化學變化),因此Q4>Q3
化學變化熱量>物理變化,因此 Q4>Q3>Q2>Q1
( )4.
已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(L)之生成熱分別為-x、-y、-z千焦/莫耳,燃燒熱分別為-a、-b、-c千焦/莫耳;又已知CO(g)+2H2(g)→CH3OH(L),則:
(A)x+y=a+2b+c (B)x+z=a-2b-2c (C)y+z=b+2c-a (D)z-x=a+2b-c。
【答案】:(D)
【解析】:
因此反應熱=(-z)-(-x)-2(-y)=(-a)+2(-b)-(-c)
[ -z+x+2y=-a-2b+c 由於H2(元素)的生成熱=0 [y=0
因此 -z+x=-a-2b+c
[ z-x=a+2b-c
( )5.
關於熱化學方程式C(s)+O2(g)→CO2(g),DH=-394(kJ/moL),下列敘述何者正確?
(A)上式反應為吸熱反應,反應熱為394kJ/moL (B)1莫耳石墨的燃燒熱是394kJ (C)反應物較生成物穩定 (D)石墨加氧的位能比二氧化碳的位能低394kJ/moL。
【答案】:(B)
【解析】:C(s)+O2(g)→CO2(g),DH=-394(kcAl/moL)為燃燒反應,為放熱反應 DH為負值。
石墨的生成熱為零,碳的燃燒熱是以石墨為基準,1莫耳的石墨燃燒,放熱394千焦。
燃燒為放熱反應,生成物的熱含量較反應物低,因此生成物較穩定。
石墨燃燒放熱,因此生成物熱含量比反應物低,所以生成物的位能較低。
( )6.
下列何種物質之莫耳生成熱為零?
(A)CO2(g) (B)H2O(g) (C)Ne(g) (D)O3(g)。
【答案】:(C)
【解析】:元素的生成熱為零,Ne(g)為惰性氣體,為單原子元素氣體,生成熱為零。
( )7.
標準狀況下,已知CO2標準莫耳生成熱為–393.6千焦,且3C(s)+2Fe2O3(s)→4Fe(s)+3CO2(g) DH=463.6kJ,試問Fe2O3之標準莫耳生成熱應為多少kJ?
(A)70 (B)–70 (C)–822.2 (D)–857.2 (E)–1644.4。
【答案】:(C)
【解析】:
則: (-393.6)x3-2x=463.6 x=-822.2 KJ
( )8.
已知25℃、1atm時:
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+484KJ;
2H2(g)+O2(g)→2H2O(L)+572KJ
同狀況下,由氫氣與氧氣生成9克液態水,可放出熱量若干千焦?
(A)121 (B)143 (C)242 (D)286。
【答案】:(B)
【解析】:2H2(g)+O2(g)→2H2O(L)+572KJ [ 2莫耳的水生成熱=572KJ
[ 1莫耳的水生成熱=572/2=286KJ
[9克的液態水=0.5莫耳液態水 [ 0.5莫耳的水生成熱=286/2=143KJ
( )9.
在1atm、25℃時,H2(g)及C(s)的莫耳燃燒熱分別為-285.5千焦及-393.9千焦,而C2H2(g)之莫耳分解熱為-226.7千焦,則反應2C2H2(g)+5O2(g)→4CO2(g)+2H2O(L)的反應熱為:
(A)-453.4千焦 (B)-906.1千焦 (C)-2314.5千焦 (D)-2597.6千焦。
【答案】:(D)
【解析】:H2的燃燒熱=H2O的生成熱=-285.5
KJ
C的燃燒熱=CO2的生成熱=-393.9KJ
C2H2的分解熱=-226.7KJ [ C2H2的生成熱=+226.7KJ
反應熱DH=(-393.9)x4+(-285.5)x2-(226.7)x2=-2600KJ
( )10.
已知燃燒熱(kcAl/moL):N2H4(-150),H2(-68.3),C(-94),CH4(-213),則下列何項完全燃燒時,放熱最多?
(A)4克的H2 (B)24克的碳 (C)24克的CH4 (D)48克的N2H4。
【答案】:(C)
【解析】:(A)4克的H2=2莫耳H2 [DH=(-68.3)x2=-136.6KJ
(B)24克的碳=2莫耳碳 [DH=(-94)x2=-188KJ
(C)24克的CH4=1.5莫耳CH4 [DH=(-213)x1.5=-319.5KJ
(D)48克的N2H4=1.5莫耳N2H4 [DH=(-150)x1.5=-225KJ。
( )11.
已知1atm、25℃時:
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+484KJ 2H2(g)+O2(g)→2H2O(L)+572KJ
試求H2O(L)→2H2O(g)之?
(A)22 (B)44 (C)88 (D)242 。
【答案】:(B)
【解析】:2H2(g)+O2(g)→2H2O(L)+572KJ [ 2H2O(L)→2H2(g)+O2(g)DH=+572KJ
2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+484KJ [ 2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)
DH=-484KJ
2H2O(L)→2H2O(g) DH=572-484=88KJ
H2O(L)→H2O(g) DH=88/2=44KJ
( )12.
下列關於反應熱之敘述,何者正確?
(A)反應熱與反應途徑無關,僅與反應物、生成物狀態有關 (B)如果反應熱是正值,代表反應不可能發生 (C)反應熱為分子動能變化的表現 (D)若,則。
【答案】:(A)
【解析】:(A)正確,反應熱只和反應物及生成物的狀態有關,而與反應的途徑無關。
(B)反應是否容易發生與反應過程的活化能有關,而與反應熱是否為吸熱或放熱無關。
(C)反應熱為分子熱含量的變化,即反應物與生成物的位能變化的表現有關。
(D)若C+O2→CO2+394KJ,則2C+2O2→2CO2
DH=-394x2=-788KJ
( )13.
已知H2(g)+O2(g)→H2O(L)+mkJ,H2(g)+O2(g)→H2O(g)+nkJ,並設水之克蒸發熱a千焦,則m、n、a關係為:
(A)m-n=a (B)m-n=9a (C)n-m=18a (D)m-n=18a。
【答案】:(D)
【解析】:水的克蒸發熱是指1克水蒸發需吸熱aKJ,則1莫耳H2O蒸發需吸熱
H2O(L)→H2O(g) DH=ax18=18aKJ
[ H2O(L)→H2O(g) DH=m-n=18aKJ
( )14.
試利用下列五個方程式求第一式中之Q值為何?
3A+B→2C+QkcAl;2A+G→2E+10kcAl
B+G→2F+20kcAl;2F+G→2D+30kcAl
B+2G→2D+50kcAl;4C+7G→4D+6E+40kcAl
(A)10 (B)20 (C)35 (D)45。
【答案】:(D)
【解析】:3A+B→2C DH=-QkcAl;
2A+G→2E DH=-10kcAl [ A+(1/2)G→E DH=-5kcAl
[ 3A+(3/2)G→3E DH=-15kcAl……(1)
B+G→2F DH=-20kcAl ……(2)
2F+G→2D DH=-30kcAl ……(3)
4D+6E→4C+7G
DH=40kcAl [2D+3E→2C+7/2G DH=20kcAl……(4)
(1)+(2)+(3)+(4)[3A+B→2C DH=-Q=-15+(-20)+(-30)+(20)=-45KJ
( )15.
在25℃、1atm下,已知下列各熱化學方程式:
H2O(L)→H2O(g) ΔH=+44(kJ); 2H2(g)+O2(g)→2H2O(L) ΔH=-572(kJ);
C(s)+2H2(g)→
CH4(g) ΔH=-75(kJ); C(s)+O2(g)→CO2(g) ΔH=-394(kJ)。
則在該溫度及壓力,將1莫耳甲烷完全氧化,生成水蒸氣和二氧化碳的反應熱(ΔH)為多少千焦?
(A)-561 (B)-605 (C)-803 (D)-891。
【答案】:(C)
【解析】:水的生成熱=-572/2=-286KJ 但H2O(L)→
H2O(g) ΔH=+44(kJ) ,
因此水蒸氣的生成熱=-286+44=-242KJ
DH= (-394)+(-242)x2-(-75)=-803KJ
( )16.
已知C2H4(g)之莫耳生成熱為+12.5千卡;H2O(L)、CO2(g)之莫耳生成熱分別為-68.3千卡、-94.0千卡;C2H5OH(L)之莫耳燃燒熱為-326.5千卡,試求:C2H4(g)+H2O(L)→C2H5OH(L)之DH=?
(A)10.6千卡 (B)20.6千卡 (C)-20.6千卡 (D)-10.6千卡。
【答案】:(D)
【解析】:先求出酒精的生成熱:
反應熱DH=(-94)x2+(-68.3)x3-(-326.5)=-66.4KJ=酒精的生成熱
反應熱DH=(-66.4)-(12.5)-(-68.3)=-10.6KJ
( )17.
1莫耳甲烷之燃燒熱為-890KJ,則4克甲烷完全燃燒可放出多少熱量?
(A)112 (B)223 (C)445 (D)890 kJ。
【答案】:(B)
【解析】:1莫耳甲烷=16克,4克的甲烷CH4=4/16=0.25莫耳
-890x0.25=-222.5KJ
( )18.
已知A+B→C+D,DH1=20.5(kJ);C+D→E+F,DH2=-41(kJ),則A+B→E+F,DH=?
(A)61.5 (B)-20.5 (C)-61.5 (D)20.5 kJ。
【答案】:(B)
【解析】:A+B→C+D,DH1=20.5(kJ)……(1) ;C+D→E+F,DH2=-41(kJ)……(2)
(1)+(2) [ DH=20.5+(-41)=-20.5KJ
( )19.
已知CO(g)及HCOOH(L)的莫耳燃燒熱依次分別為DH=-67.6千卡與DH=-62.8千卡,H2O(L)的莫耳生成熱DH=-68.3千卡,則CO(g)+H2O(L)→
HCOOH(L)的反應熱DH值為何?
(A)-4.8千卡 (B)4.8千卡 (C)-130.5千卡 (D)130千卡。
【答案】:(A)
【解析】:
反應熱DH=(-67.6)-(-62.8)=-4.8Kcal
( )20.
已知莫耳燃燒熱:C6H6(L)(-781.0千卡);H2(-68.3千卡);C6H12(L)(-936.9千卡),試求C6H6(L)+3H2(g)→C6H12(L)之DH=?
(A)-155.9千卡 (B)-49.0千卡 (C)155.9千卡 (D)87.6千卡。
【答案】:(B)
【解析】:
反應熱DH=(-781)+(-68.3)x3-(-936.9)=-49Kcal
( )21.
Fe2O3(s)+2Al(s)→2Fe(s)+Al2O3(s)+mkJ Cr2O3(s)+2Al(s)→2Cr(s)+Al2O3(s)+nkJ
已知m>n,m>0,n>0,若Fe2O3(s)、Al2O3(s)、Cr2O3(s)的莫耳生成熱依次為x千焦、y千焦、z千焦,則其大小關係為:
(A)x>y>z (B)x>z>y (C)z>y>x (D)z>x>y。
【答案】:(B)
【解析】: y-x=-m[y+m=x
y-z=-n [y+n=z
由於m>n,因此x>z [ x>z>y
( )22.
已知CH4(g)的莫耳燃燒熱為-893.8kJ,且H2O(L)的莫耳生成熱為-286.9kJ,試求
4H2(g)+CO2(g)→
CH4(g)+2H2O(L)的DH=?
(A)253.8kJ (B)-253.8kJ (C)126.8kJ (D)-126.8kJ。
【答案】:(B)
【解析】:
反應熱DH=(-286.9)x4-(-893.8)=-253.8KJ
( )23.
在1atm、300K時,下列1升的氣體完全燃燒,何者放出的熱量最大?
(A)甲烷 (B)乙炔 (C)丙烯 (D)三種氣體燃燒產生的熱量相同。
【答案】:(C)
【解析】:分子量愈大,莫耳燃燒熱愈大,放熱愈多,在STP下,1莫耳氣體體積=22.4升,
因此莫耳燃燒熱愈多,每1升氣體體積的燃燒熱也愈大,所以
丙烯(C3H6=42)>乙炔(C2H2=26)>甲烷(CH4=16)
( )24.
設4Fe(s)+3O2(g)→2Fe2O3(s) ΔH=-400千卡,C(s)+O2(g)→CO2(g) ΔH=-100千卡。
當以碳還原1莫耳的Fe2O3,其反應熱約為: (A)ΔH=-100千卡 (B)ΔH=-50千卡 (C)ΔH=50千卡 (D)ΔH=150千卡。
【答案】:(C)
【解析】:Fe2O3的生成熱=-400/2=-200KcAl
反應熱DH=(-100)x3-(-200)x2=100KcAl
100KcAl是2莫耳的Fe2O3被還原的熱量,因此1莫耳的Fe2O3反應熱=50KcAl
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