hce_cmu
110年
化學
第 30 題
利用下列化學鍵的鍵能，計算化學反應 $H_2O_2 + CH_3OH \rightarrow H_2CO + 2H_2O$ 的反應焓($\Delta H$)。
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|---|---|---|---|
| C–C | 347 kJ/mol | C–H | 413 kJ/mol |
| C=C | 614 kJ/mol | O–H | 463 kJ/mol |
| C–O | 358 kJ/mol | O–O | 146 kJ/mol |
| C=O | 745 kJ/mol | | |
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| C–C | 347 kJ/mol | C–H | 413 kJ/mol |
| C=C | 614 kJ/mol | O–H | 463 kJ/mol |
| C–O | 358 kJ/mol | O–O | 146 kJ/mol |
| C=O | 745 kJ/mol | | |
- A $-291 \text{ kJ}$
- B $-145 \text{ kJ}$
- C $+145 \text{ kJ}$
- D $+291 \text{ kJ}$
思路引導 VIP
在動手計算數字之前，我們能不能先試著畫出反應物與產物這四個分子的結構式？請仔細觀察，在化學反應發生的前後，有哪些原本存在的化學鍵「消失」了，而又有哪些新的鍵結「產生」了呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能準確計算出這個數值，代表你對於「反應熱與鍵能」的轉換邏輯掌握得非常紮實。在熱化學的領域中，我們利用鍵能來估算反應焓的核心觀念是：反應焓 $\Delta H = \sum \text{斷裂鍵能} - \sum \text{生成鍵能}$。這本質上是一個「吸收能量以破壞舊鍵」與「放出能量以形成新鍵」之間的能量平衡過程。
分子結構與能量變化
這道題目的難度切入點在於結構式的精確判讀。我們必須先展開每個分子的結構：反應物 $H_2O_2$（含有 $1$ 個 $O-O$、 $2$ 個 $O-H$）與 $CH_3OH$（含有 $3$ 個 $C-H$、 $1$ 個 $C-O$、 $1$ 個 $O-H$）在反應過程中需斷裂舊鍵；而產物端則生成了 $H_2CO$（含有 $2$ 個 $C-H$、 $1$ 個 $C=O$）與兩分子的 $H_2O$（共有 $4$ 個 $O-H$）。
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