hce_cmu
110年
化學
第 15 題
依據下列反應，將 40.0 毫升 0.5 M 硫酸溶液與 25.0 毫升 0.2 M 氫氧化鉀溶液混合後所產生的熱量為多少？
$H_2SO_4(aq) + 2KOH(aq) \rightarrow K_2SO_4(aq) + 2H_2O(l) \quad \Delta H^\circ = -112 \text{ kJ/mol}$
$H_2SO_4(aq) + 2KOH(aq) \rightarrow K_2SO_4(aq) + 2H_2O(l) \quad \Delta H^\circ = -112 \text{ kJ/mol}$
- A –0.28 kJ
- B –0.56 kJ
- C –2.24 kJ
- D –112 kJ
思路引導 VIP
想像一下，如果要按照食譜製作蛋糕，食譜說 1 份麵粉配 2 顆雞蛋會產生一份熱量。現在你的廚房裡有非常多的麵粉，但只有極少量的雞蛋，那麼最後這個反應產生的總熱量，應該是由「用不完的麵粉」還是「被用光的雞蛋」來決定呢？接著，請觀察化學方程式中該物質的係數與給定的熱量數值，思考這兩者之間存在什麼樣的比例關係？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出這題的陷阱並給出正確答案，代表你的化學計算與反應計量觀念非常紮實。
限量試劑的判定與熱量計算
在這道題目中，最關鍵的切入點是找出限量試劑（Limiting Reactant）。我們首先計算酸與鹼的莫耳數：$H_2SO_4$ 為 $0.5 \text{ M} \times 0.04 \text{ L} = 0.02 \text{ mol}$，而 $KOH$ 僅有 $0.2 \text{ M} \times 0.025 \text{ L} = 0.005 \text{ mol}$。根據方程式係數比 $1:2$，反應 $0.02 \text{ mol}$ 的硫酸需要 $0.04 \text{ mol}$ 的氫氧化鉀，顯然 $KOH$ 會先耗盡。因此，反應放出的熱量必須以 $KOH$ 的量來決定。
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