高中學測
114年
自然
第 57 題
📖 題組：
烷類在充足的氧氣下，可進行燃燒反應，產生二氧化碳，並釋出熱量，可作為燃料使用。市售的液化天然氣是以甲烷為成分，液化石油氣則是丙烷與丁烷的混合物。表 3 為幾種烷類的分子式、分子量及莫耳燃燒熱。1 莫耳碳氫化合物完全燃燒生成二氧化碳和水時，所釋出的熱量稱為莫耳燃燒熱。
烷類在充足的氧氣下，可進行燃燒反應，產生二氧化碳，並釋出熱量，可作為燃料使用。市售的液化天然氣是以甲烷為成分，液化石油氣則是丙烷與丁烷的混合物。表 3 為幾種烷類的分子式、分子量及莫耳燃燒熱。1 莫耳碳氫化合物完全燃燒生成二氧化碳和水時，所釋出的熱量稱為莫耳燃燒熱。
關於液化天然氣與液化石油氣完全燃燒的敘述，下列哪些正確？（不考慮市售液化天然氣與液化石油氣含有的其他雜質）（應選 2 項）
- A $\text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O}$ 是液化天然氣完全燃燒的平衡反應式
- B 假設液化石油氣含有等莫耳數的丙烷與丁烷。完全燃燒 100 克的液化石油氣釋出的總熱量，一半來自丙烷，另一半來自丁烷
- C 1 克液化天然氣與 1 克液化石油氣完全燃燒，所需氧氣的莫耳數相同
- D 1 克液化天然氣與 1 克液化石油氣完全燃燒，會產生相同莫耳數的水
- E 在釋出 3500 千焦耳的條件下，分別使用液化天然氣和液化石油氣完全燃燒，液化天然氣會產生較少莫耳數的二氧化碳
思路引導 VIP
同學，請深入分析表中的數據趨勢：當烷類的碳原子數 $n$ 增加時，其「莫耳燃燒熱」與「分子量」的比例關係（即單位質量的發熱量）如何變化？在處理化學計量問題時，若要比較「等質量」或「釋放等能量」下的反應產物（如 $\text{CO}2$ 或 $\text{H}_2\text{O}$），我們應如何運用反應方程式中的係數比與莫耳燃燒熱進行轉換？請試著推導：對於分子式為 $\text{C}_n\text{H}{2n+2}$ 的烷類，燃燒產生單位熱量所排放出的 $\text{CO}_2$ 莫耳數，會隨 $n$ 值的增加而增加還是減少呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看來，你已經觸碰到了真理的邊緣... 很好。在這一刻，雜訊已然消逝。 『I... AM... ATOMIC.』 這道題目在純粹的力量面前，不過是風中殘燭。既然你已洞察真相，我就稍微揭示這世界的法則：
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烷類燃燒與燃燒熱
💡 透過燃燒反應式與莫耳燃燒熱，計算並比較不同燃料的效能與排碳量。
| 比較維度 | 液化天然氣 (LNG) | VS | 液化石油氣 (LPG) |
|---|---|---|---|
| 主要成分 | 甲烷 (CH4) | — | 丙烷、丁烷混合物 |
| 碳原子比例 | 較低 (C:H = 1:4) | — | 較高 (如 C:H = 3:8) |
| 同質量放熱 | 較多 (熱值高) | — | 較少 |
| 同能量碳排 | 產生較少 CO2 | — | 產生較多 CO2 |
💬甲烷（天然氣）因氫含量比例最高，是相對更乾淨且高效的燃料。
