Question

【題目】能源是國民經濟發展的重要基礎，我國目前使用的能源主要是化石燃料。

（1）在25 ℃、101 kPa時，16 g CH4完全燃燒生成液態水時放出的熱量是890.31 kJ，則表示CH4燃燒熱的熱化學方程式是_______________________。

（2）已知：C(s) + O2(g)CO2(g) ΔH1 ＝－437.3 kJmol-1

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ΔH2 ＝－571.6 kJmol-1

2CO(g) +O2(g)2CO2(g) ΔH3 ＝－566.0 kJmol-1

則煤氣化主要反應的熱化學方程式是：C(s)+ H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH ＝________kJmol-1。如果該反應ΔS ＝＋133.7 J·mol-1·K-1 ，該反應在常溫下 _______自發進行(填 “能”或“不能”)。

（3） 已知拆開1molH－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則反應N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) ΔH ＝_________

Answer 1

【答案】CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH ＝-890.31 KJmol-1 +131.5 不能 -92 KJ/mol

【解析】

（1）燃燒熱為1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時釋放的熱量；

（2）根據蓋斯定律及G=H-TS進行判斷；

（3）舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的形成釋放熱量。

（1）燃燒熱為1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時釋放的熱量，16 g CH4即1mol，完全燃燒生成液態水時放出的熱量是890.31 kJ，則CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH ＝-890.31 KJmol-1；

（2）①C(s) + O2(g)CO2(g) ΔH1 ＝－437.3 kJmol-1；②2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ΔH2 ＝－571.6 kJmol-1；③2CO(g) +O2(g)2CO2(g) ΔH3 ＝－566.0 kJmol-1，根據蓋斯定律，①-×②-×③可得C(s)+ H2O(g)CO(g) + H2(g)，則 ΔH＝-437.3 kJmol-1+×571.6 kJmol-1+×566.0 kJmol-1＝+131.5 kJmol-1；G=H-TS，G<0時，可自發進行，該反應S>0，H>0，則常溫時不能自發進行；

（3）舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的形成釋放熱量，根據方程ΔH＝436kJ×3+946kJ-391kJ×6=-92 kJ/mol。