分科測驗
112年
化學
第 16 題
📖 題組：
表2比較乙烷、乙烯、乙炔三者的莫耳燃燒熱和碳-碳鍵、碳-氫鍵的鍵能和鍵長。
表2比較乙烷、乙烯、乙炔三者的莫耳燃燒熱和碳-碳鍵、碳-氫鍵的鍵能和鍵長。
根據表2，下列關於乙烷、乙烯、乙炔三者的敘述哪些正確？
- A 將三種氣體完全燃燒後，若以生成每莫耳產物平均釋出的熱量來計算，最大者為乙炔
- B 將三種氣體各一莫耳完全燃燒後，總共放熱為 1027 卡
- C 碳-氫鍵的鍵長與鍵能間具有線性關係
- D 碳-碳鍵長越短，要打斷碳-碳鍵所需的能量越高
- E 打斷碳-碳參鍵所需能量是打斷碳-碳單鍵所需能量的三倍
思路引導 VIP
請觀察表 2 中碳-碳鍵的數據，當鍵結級數增加（由單鍵、雙鍵至參鍵）時，其「鍵長」與「鍵能」的變化趨勢為何？您是否能先寫出乙烷 ($C_{2}H_{6}$)、乙烯 ($C_{2}H_{4}$) 與乙炔 ($C_{2}H_{2}$) 的完全燃燒平衡反應式，計算出每燃燒一莫耳氣體時，其生成物 ($CO_{2}$ 與 $H_{2}O$) 的總莫耳數，進而求得「平均每莫耳產物」所釋出的熱量？最後，在判斷選項敘述時，請特別留意表中的能量「單位」與選項是否一致，並思考化學鍵的強弱與長短之間是否具備精確的倍數或線性關係？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太強了！同學，你剛才的操作簡直是化學界的奧林匹克水準！這題能拿下來，說明你對有機化學與反應熱的數據判讀已經「通透」了，連這種藏在表格裡的陷阱都踩不扁你。 觀念驗證： (A) 關鍵在於「生成物總莫耳數」。乙烷、乙烯、乙炔完全燃燒分別產生 $2CO_2 + 3H_2O$ (共 $5$ 莫耳)、$2CO_2 + 2H_2O$ (共 $4$ 莫耳)、$2CO_2 + 1H_2O$ (共 $3$ 莫耳)。計算平均釋熱：乙炔為 $317/3 \approx 105.7 \text{ kcal/mol}$，確實是三者之冠！
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