課內活動及課後練習的建議答案 小測試 P35.1( 第 5 頁 ) a) b) ΔH x = 97 kj mol 1 ΔH y = 144 kj mol 1 P35.( 第 56 頁 ) 1 a) 斜方晶硫較為穩定 b) 已知以下的數據 :` (1) S( 斜方晶 ) + O (g) SO (g) ΔH = 96.0 kj mol 1 () S( 單斜晶 ) + O (g) SO (g) ΔH = 96.4 kj mol 1 我們需求出 1 摩爾的 S( 單斜晶 ) 作為生成物 因此, 需要把方程式 () 的左右方 對調, 得出方程式 () () SO (g) S( 單斜晶 ) + O (g) ΔH = +96.4 kj mol 1 合併方程式 (1) 和 () 得出目標方程式 過程的焓變為 +0.4 kj mol 1 課內活動及課後練習的建議答案 1 版權所有精工出版社
根據赫斯定律, H o r = [( 98) + ( 104)] kj mol 1 = 0 kj mol 1 反應的標準焓變為 0 kj mol 1 P35.3( 第 61 頁 ) a) K CO 3 與 HCl 反應所放出的熱 = 3. g 4.18 J g 1 K 1 5.4 K = 77 J.07 g 所用的 K CO 3 的摩爾數 = 1 138. gmol 反應的焓變 = - 77 J 0.0150 mol = 48.5 kj mol 1 = 0.0150 mol b) KHCO 3 (s) 的分解焓變是指以下過程的焓變 : KHCO 3 (s) 已知以下過程的 H : 1 1 1 K CO 3 (s) + H O(l) + CO (g) (1) KHCO 3 (s) + HCl(aq) KCl(aq) + H O(l) + CO (g) H = +19.6 kj () K CO 3 (s) + HCl(aq) KCl(aq) + H O(l) + CO (g) H = 48.5 kj 把方程式 (1) 乘以, 得方程式 (1) 把方程式 () 左右方對調, 得方程式 () 把該兩條方程式合併, 得出目標方程式 運用赫斯定律, 1 KHCO 3 (s) 的分解焓變是 = [(+39.) + (+48.5)] kj mol 1 = +43.9 kj mol 1 KHCO 3 (s) 的分解焓變是 +43.9 kj mol 1 課內活動及課後練習的建議答案 版權所有精工出版社
P35.4( 第 66 頁 ) 1 a) H 表示 C H 4 (g) 的生成焓變 H 3 表示 C H 4 (g) 的生成焓變 b) H 1 表示的是 C( 石墨 ) 的燃燒焓變和 H (g) 的燃燒焓變的和 c) H o f[c H 4 (g)] = H o c[c( 石墨 )] + H o c[h (g)] H o c[c H 4 (g)] = [( 394) + ( 86) ( 1 411)] kj mol 1 = +51 kj mol 1 乙烯的標準生成焓變為 +51 kj mol 1 d) 在正常情況下, 碳與氫不會反應生成乙烯 H o f[c 1 H O 11 (s)] 即是以下過程的標準焓變 : 11 C( 石墨 ) + 11H (g) + O (g) C 1 H O 11 (s) H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [C 1 H O 11 (s)] = 1 H o c [C( 石墨 )] + 11 H o c [H (g)] H o c [C 1 H O 11 (s)] = [1( 394) + 11( 86) ( 5 640)] kj mol 1 = 30 kj mol 1 蔗糖的標準生成焓變為 30 kj mol 1 P35.5( 第 7 頁至第 73 頁 ) 1 a) H 表示 C H 4 (g) 的生成焓變 b) 根據赫斯定律, 得出 H o f [C 4 H 9 OH(l)] + H o r = 4 H o f[co (g)] + 5 H o f[h O(l)] 把方程式重新排列, 得出 H o r = 4 H o f[co (g)] + 5 H o f[h O(l)] H o f [C 4 H 9 OH(l)] = [4( 394) + 5( 86) ( 37)] kj = 680 kj 反應的標準焓變為 680 kj H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f[ch 3 CH CH 3 (g)] H o f [ 環丙烷 ] H o f [ 環丙烷 ] = H o f [CH 3 CH CH 3 (g)] H o r = [( 105) ( 158)] kj mol 1 課內活動及課後練習的建議答案 3 版權所有精工出版社
= +53 kj mol 1 按節練習 ( 第 78 頁至第 83 頁 ) 1 a) 起始 b) 最終 c) ΔH 1 d) ΔH e) ΔH 3 f) 其成分元素 g) 化合物 h) 生成物 i) 反應物 a) C 8 H 18 (l) + 5 O (g) 8CO (g) + 9H O(l) b) c) H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [C 8 H 18 (l)] = 8 H o c [C( 石墨 )] + 9 H o c [H (g)] H o c [C 8 H 18 (l)] = [8( 394) + 9( 86) ( 5 470)] kj mol 1 = 56 kj mol 1 3 a) b) H o f[h (g)] = 0 c) H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] H o r = H o f [CO (g)] H o f [CH 4 (g)] H o f [H O(g)] = [( 394) ( 74.8) ( 4)] kj mol 1 = +165 kj mol 1 課內活動及課後練習的建議答案 4 版權所有精工出版社
4 A 5 C 參照方程式, 需要 1 摩爾的 NO (g) 作為反應物 因此, 把方程式 (1) 左右對調, 然後乘以 1, 得出方程式 (1) (1) NO (g) 1 1 N (g) + O (g) ΔH = ( 68 kj) = 34 kj 把方程式 () 乘以 1, 得出方程式 () () 1 N (g) + O (g) 把方程式合併 1 1 N O 4 (g) ΔH = (+10 kj) = +5 kj 反應的焓變是 9 kj 6 B 7 B H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [CH 4 (g)] = 8 H o c [C( 石墨 )] + 9 H o c [H (g)] H o c [CH 4 (g)] = [8( 394) + 9( 86) ( 5 470)] kj mol 1 = 56 kj mol 1 8 C H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f[fe O 3 (s)] H o f[feo(s)] = [( 80) ( 70)] kj = 80 kj 9 C H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f[co(g)] + 3 H o f[h O(l)] H o f[c H 6 (g)] = [( 111) + 3( 86) ( 84.7)]kJ = 995kJ 反應的焓變是 995 kj 課內活動及課後練習的建議答案 5 版權所有精工出版社
10 B H o r [CH 3 COCH 3 (l)] 是以下反應的標準焓變 : 1 3C( 石墨 ) + 3H (g) + O (g) CH 3 COCH 3 (l) H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [CH 3 COCH 3 (l)] = 3 H o c [C( 石墨 )] + 3 H o c [H (g)] H o c [CH 3 COCH 3 (l)] = 3 H o f [CO (g)] + 3 H o f [H O(l)] H o c [CH 3 COCH 3 (l)] = [3( 394)+3( 86) ( 1786)] kjmol -1 = 54kJmol -1 丙酮的標準生成焓變是 54 kjmol -1 11 B H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f [Ca(OH) (s)] H o f [H O(l)] 要計算 H o f [Ca(OH) (s)], 需要 H o r 和 H o f [H O(l)] ( 即 H o c [H (g)]) 1 a) i) 物質的標準生成焓變 ( H O f) 是指 1 摩爾該物質從其處於標準態的成分元素生 成時的焓變 標準條件是温度為 5 C, 壓強為 1 個大氣壓強 i H o c = H o H o 1 = [( 394) + ( 86) ( 39)] kj mol 1 = 80 + (70 ) kj mol 1 = 77 kj mol 1 b) i) 傳遞的熱 = 00.0 4.18 0.7 = 17 300 J 燃燒的 CH 3 OH 的摩爾數 = 0.848 g -1 3.0 g mol H c = -17 300 J 0.065 mol = 653 000 Jmol -1 = 653 kj mol -1 = 0.065 mol 課內活動及課後練習的建議答案 6 版權所有精工出版社
13 a) 3C( 石墨 ) + H (g) CH 3 C CH(g) b) ΔH O f[ch 3 C CH(g)] = 3 ΔH O c[c( 石墨 )] + ΔH O c[h(g)] ΔH O c[ch3c CH(g)] = [3( 394) + ( 86) ( 1 938)] kj mol 1 = +184 kj mol 1 丙炔的標準生成焓變為 +184 kj mol 1 c) 不同意在正常條件下, 碳和氫不會通過反應來生成丙炔 14 a) i) CaCO 3 (s) + HCl(aq) CaCl (aq) + H O(l) + CO (g) i ΔH r = ΔH 1 ΔH b) 以下任何兩項 : 有部分的熱會散失到外界 溶液的密度和比熱容與水的不同 實驗不是在標準條件下進行 量度温度時出現大的相對誤差 15 a) 一項反應的焓變取決於該反應的起始狀態和最終狀態, 與反應進行時所循的途徑無 b) i) 關 ΔH r = H o c[ch4(g)] H o c[co(g)] = [ 890 ( 83)] kj mol 1 課內活動及課後練習的建議答案 7 版權所有精工出版社
= 607 kj mol 1 i 以下任何一項 : 反應會生成 CO 而不是 CO 反應會生成煙灰 c) 反應生成的 H O 不是液體 反應放出較少的熱, 因為水從液體變成蒸氣 一個吸熱過程 時亦有焓變 16 a) 壓強為 1 個大氣壓強, 温度為 5 C b) 6C( 石墨 ) + 7H (g) C 6 H 14 (l) c) 碳不會與氫進行生成己烷的反應 d) H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [C 6 H 14 (l)] = H o c [C( 石墨 )] + H o c [H (g)] H o c [C 6 H 14 (l)] = 394+( 86) ( 4 163) = +3 480 kj mol -1 1.9 g 17 1.9 g 肼的摩爾數 = -1 ( 14.0 4 1.0)g mol H O c[n H 4 (l)] = = 0.0600 mol 37.4kJ 0.0600 mol = -63 kj mol -1 H o r = Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] H o r = Σ H o f [H O(l)] Σ H o f[n O 4 (l)] 63 kj mol 1 = 86 kj mol 1 H o f[n H 4 (l)] H o f[n H 4 (l)] = ( 63 + 86) kj mol 1 = 337 kj mol 1 18 a) 物質的標準生成焓變 ( H o f) 是指 1 摩爾該物質從其處於標準態的成分元素生成時的焓變 標準條件是温度為 5 C, 壓強為 1 個大氣壓強 b) H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f [Ca(OH) (s)] + H o f [C H (g)] H o f [CaC (s)] H o f [H O(l)] = [( 987) + (+7) ( 60) ( 86)] kj 課內活動及課後練習的建議答案 8 版權所有精工出版社
= 18 kj 19 a) H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] H o r = H o f [MgO(s)] + 4 H o f [NO (g)] + H o f [O (g)] H o f [Mg(NO 3 ) (s)] H o 1 f [Mg(NO 3 ) (s)] = ( H o f [MgO(s)] + 4 H o f [NO (g)] + H o f [O (g)] H o r) 1 = [( 60) + 4 (+39.9) + 0 (+538)] kj mol 1 b) 由於 H o f [Mg(NO 3 ) (s)] < 0, 在標準條件下,Mg(NO 3 ) (s) 比其成分元素穩定.90 g 0 a) i) 丙酮的摩爾數 = -1 58.0 g mol = 0.0500 mol 傳遞到水的熱 = 00.0 g x 4.18 J g 1 K 1 x (78.4 0.)K = 48700 J = 48.7 kj i ΔH c [CH 3 COCH 3 (l)] = b) i) 以下任何一項 : - 48.7 kj 0.0500 mol = 974 kj mol -1 有部分的熱會散失到外界 丙酮未能完全燃燒 差別 : 放出較少熱 解釋 : 液態水變成水蒸氣的過程需要吸入熱 c) i) 物質的標準生成焓變 ( H O f) 是指 1 摩爾該物質從其處於標準態的成分元素生 成時的焓變 標準是指反應是在標準條件 ( 温度為 5 C, 壓強為 1 個大氣壓強 ) 下進行 H o f[ 化合物 ] = Σ H o c [ 成分元素 ] H o c [ 化合物 ] H o f [CH 3 COOH(l)] = [C( 石墨 )] + H o c [H (g)] H o c [C 6 H 14 (l)] = [( 394)+( 86) ( 870)]kJmol -1 = 490 kj mol -1 課內活動及課後練習的建議答案 9 版權所有精工出版社
1 a) i) 反應同時有 CO (g) 生成 赫斯定律 指出一項反應的焓變取決於該反應的起始狀態和最終狀態, 與反應進行時所循的途徑無關 i 物質的標準燃燒焓變 ( H O c) 是指在標準條件下,1 摩爾該物質在氧中完全燃燒 時的焓變 b) H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = H o f [Fe(l)] + 3 H o f [CO (g)] H o f [Fe O 3 (s)] 3 H o f [CO(g)] = [(+14) + 3( 394) ( 8) 3( 111)] kj mol 1 = +1 kj mol 1 c) i) C( 石墨 ) + O (g) CO (g) CO (g) 的標準生成焓變與碳的標準燃燒焓變都是指相同的熱化學方程式, 因此 它們的值是相同的 a) 呼吸作用 b) i) 放出的熱 = 100.0 g 4.18 J g 1 K 1 (41.0 3.7)K = 7 30 J = 7.3 kj 0.831g 已燃燒的葡萄糖的摩爾數 = -1 (6 1.0 1 1.0 6 16.0) g mol i H o c [C 6 H 1 O 6 (s)] = = 0.0046 mol 7.3 kj 0.0046 mol = 1 560 kj mol -1 c) H o r =Σ H o f [ 生成物 ] Σ H o f[ 反應物 ] = 6 H o f [CO (g)] + 6 H o f [H O(l)] H o f [C 6 H 1 O 6 (s)] = [6( 396) + 6( 86) ( 1 50)] kj mol 1 = 830 kj mol 1 d) 以下任何兩項 : 葡萄糖未能完全燃燒 有部分的熱散失到外界 實驗不是在標準條件下進行 忽略了儀器的熱容量 水因蒸發而流失 3 香港高級程度會考試題答案從略 課內活動及課後練習的建議答案 10 版權所有精工出版社