Question

【題目】到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用最主要的能源。

（1）化學反應中放出的熱能（焓變，ΔH）與反應物和生成物的鍵能（E）有關。已知：

①H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=－a

②E(H-H)=b， E(Cl-Cl)=c

則：E(H-Cl)=_____________kJ·mol-1。

（2）實驗中不能直接測出由石墨和氫氣反應生成甲烷反應的反應熱，但可測出CH4、石墨和H2燃燒反應的反應熱，求由石墨生成甲烷的反應熱。已知：

①CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) △H=－a kJ·mol-1

②C(石墨)＋O2(g)==CO2(g) △H=－b kJ·mol-1

③H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(l) △H=－c kJ·mol-1

則反應C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g)的反應熱△H=________kJ·mol-1

Answer 1

【答案】 (a+b+c)/2 kJ·mol-1 (-2c-b+a) kJ·mol-1

【解析】（1） 化學反應中放出的熱能（焓變，ΔH）等于反應物的總鍵能之和與生成物的總鍵能（E）之和的差值，則：△H = E(H-H)+ E(Cl-Cl)-2×E(H-Cl)=b kJ·mol-1+c kJ·mol-1 -2×E(H-Cl)=－a kJ·mol-1，求得：E(H-Cl)= kJ·mol-1；

(2) 已知：①CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) △H1=－a kJ·mol-1；

②C(石墨)＋O2(g)=CO2(g) △H2=－b kJ·mol-1；

③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l) △H3=－c kJ·mol-1；根據蓋斯定律，由②+③×2－①得反應：C(石墨)＋2H2(g) → CH4(g) △H=△H2+△H3×2－△H1=－b kJ·mol-1－c kJ·mol-1×2+a kJ·mol-1=（a-b-2c）kJ·mol-1。