Question

【題目】（1）氫氣是一種理想的新能源，與化石燃料相比，氫能源有哪三大優點______、_____、____。

（2）4 g甲烷在氧氣中燃燒生成CO2和液態水，放出222.5 kJ熱量，寫出甲烷燃燒的熱化學方程式_________。

（3）拆開1mol H－H鍵、1mol N－H鍵、1mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則合成氨反應的熱化學方程式為_________。

（4）已知：H2 (g) + 1/2O2(g) =H2O (g) △H = －241.8 kJ /mol ；C (s) + O2(g) =CO2(g)△H = －393.5 kJ /mol；現有0.2 mol的炭粉和氫氣組成的懸浮氣，混合物在氧氣中完全燃燒，共放出63.53 kJ熱量，則混合物中C與H2的物質的量之比為_________。

Answer 1

【答案】熱值大 無污染 原料充足 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H＝－890kJ/mol N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝－92kJ/mol 1﹕1

【解析】

（1）單位質量的氫氣和其他燃料相比，燃燒產生的熱量多，氫氣燃燒產物是水，無污染，而且氫氣可以用水為原料制取，原料充足。所以氫氣和其他化石燃料相比，具有熱值大、無污染、原料充足等優點。

（2）4 g甲烷的物質的量為0.25mol，在氧氣中燃燒生成CO2和液態水，放出222.5 kJ熱量，那么1mol甲烷完全燃燒放出222.5kJ×4=890kJ的熱量，所以甲烷燃燒的熱化學方程式為CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l） △H＝－890kJ/mol。

（3）拆開1mol H－H鍵、1mol N－H鍵、1mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的△H＝946 kJ+3×436 kJ-6×391 kJ=－92kJ，所以合成氨反應的熱化學方程式為N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＝－92kJ/mol。

（4）設炭粉的物質的量為xmol，則氫氣的物質的量為0.2-x，根據氫氣和碳燃燒的熱化學方程式：393.5x+241.8(0.2-x)=63.53，解得x=0.1，則混合物中C和H2 的物質的量均為0.1mol ，C與H2的物質的量之比為1﹕1。