Question

（6分）
（1）在25℃、101kPa下，1g CH₄（g）完全燃燒生成CO₂和液態H₂O，放出55 kJ的熱量，寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式：                               。
（2）Zn(s)  +  O₂(g) ＝ 2ZnO(s)  ΔH₁= ?702 kJ/mol
2Hg(l)  +  O₂(g) ＝ 2HgO(s) ΔH₂= ?182 kJ/mol
由此可知ZnO(s) + Hg(l) ＝ Zn(s) + HgO(s) △H₃=     。
（3）20世紀30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理論的基礎上提出化學反應的過渡態理論：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是在反應物到生成物的過程中經過一個高能量過渡態。右圖是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應生成CO₂和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式：                               。

Answer 1

（6分，每空2分）
（1）CH₄（g）＋ 2O₂（g）＝ CO₂（g）＋ 2H₂O（l）  ΔH＝－880kJ／mol
（2）ΔH₃＝＋260kJ／mol
（3）NO₂（g）＋CO（g）＝CO₂（g）＋NO（g）  ΔH＝－234kJ／mol

（1）設1mol甲烷燃燒所放出熱為X
CH₄（g）＋ 2O₂（g）＝ CO₂（g）＋ 2H₂O（l）  ΔH
16g                                          X
1g                                            55 kJ
X=16x55=880KJ
即CH₄（g）＋ 2O₂（g）＝ CO₂（g）＋ 2H₂O（l）  ΔH＝－880kJ／mol
（2）由所求方程式可知需找到ZnO(s) 和Hg(l) 觀察可得在第一個方程生成物，第二個方程反應物中，故用第二個方程減去第一個方程得2ZnO(s) + 2Hg(l) ＝2Zn(s) + 2HgO(s) △H₃=＋520kJ／mol。方程同時除以2可得ZnO(s) + Hg(l) ＝ Zn(s) + HgO(s) ΔH₃＝＋260kJ／mol
（3）E₁表示斷鍵所吸收的能量，E₂表示成鍵所放出的能量，由圖可知E₂大于E₁，即為放熱反應，則焓變ΔH＝ E₁-E₂=－234kJ／mol 即方程式為NO₂（g）＋CO（g）＝CO₂（g）＋NO（g）  ΔH＝－234kJ／mol