物質的標準燃燒焓變是指在標準狀況下，一摩爾該物質在氧中完全燃燒時的焓變，其符號是 \(\Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\)。其中，下標「\(\text{c}\)」表示燃燒（combustion）。根據標準燃燒焓變的定義，同學們需要注意以下幾點：
其中，完全燃燒是指該物質燃燒後，得到的生成物中不再含有可燃物。
正確書寫物質標準燃燒焓變的熱化學反應式，必須注意以下幾點：
已知石墨可以在氧中燃燒，生成一氧化碳或二氧化碳。其化學反應式如下所示：
\(\displaystyle{ \left( 1 \right)\ \text{C}\left( \text{石墨} \right)\ \text{+}\ \frac{\text{1}}{\text{2}}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \to \ \text{CO}\left( \text{g} \right)\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\ =\ -110.53\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} }\)
\(\left( 2 \right)\ \text{C}\left( \text{石墨} \right)\ \text{+}\ {{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \to \ \text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\ =\ -393.51\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)
思考石墨燃燒的標準燃燒焓變是多少？為甚麼上述兩個反應的焓變會存在差異？
根據標準燃燒焓變的定義，石墨的標準燃燒焓變為 \(-393.51\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)。
兩個反應式的焓變存在差異是因為反應式 (1) 中石墨並未完全燃燒，生成物一氧化碳可繼續氧反應生成二氧化碳。其化學反應式如下：
\[\text{CO}\left( \text{g} \right)\ +\ \frac{\text{1}}{\text{2}}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \to \ \text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\ =\ -282.98\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\]
已知乙炔（\({{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\)）的標準燃燒焓變為 \(-1\ 298.4\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)，那麼，以下哪條熱化學反應式能夠正確展示此過程？
A. \(\text{2}{{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + \text{5}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \to \text{4C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\left[ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \right] = -1\ 298.4\ \text{kJ} \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)
B. \(\displaystyle{ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + \frac{\text{5}}{2}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \to 2\text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{g} \right)}\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\left[ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \right] = -1\ 298.4\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} \)
C. \(\displaystyle{ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + \frac{\text{3}}{2}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \to 2\text{C}{{\text{O}}}\left( \text{g} \right) + {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)}\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\left[ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \right] = -1\ 298.4\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} \)
D. \(\displaystyle{ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + \frac{\text{5}}{2}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \to 2\text{C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) + {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)}\ \ \ \ \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\left[ {{\text{C}}_{\text{2}}}{{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right) \right] = -1\ 298.4\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)
題解：
對比熱化學反應式的書寫規則，可知：
所以，反應式 D 是正確的。
因為標準燃燒焓變是以完全燃燒 \(\text{1}\ \text{mol}\) 可燃物作為基準的，所以如果已知標準燃燒焓變，就可以求出一定質量該物質燃燒可以放出的熱量的最大值。相反，若已知燃燒過程放出的熱，就可以根據標準燃燒焓變求出有多少物質發生了燃燒反應。其關係式如下：
\[\text{放出的熱}\ =\ \text{可燃物的摩爾數}\ \times \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\]
根據以上指引完成下面的題目，從而了解標準燃燒焓變的相關計算。
已知甲烷（\(\text{C}{{\text{H}}_{\text{4}}}\)，其摩爾質量為 \(16.0\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)）的標準燃燒焓變為 \(-890.3\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)。那麼，\(25.0\ \text{g}\) 甲烷完全燃燒會放出 \(\text{kJ}\) 的熱（答案保留四位有效數字）。
題解：
根據關係式：\(\text{放出的熱}\ =\ \text{可燃物的摩爾數}\ \times \ \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\)
其中： \(\text{甲烷的摩爾數}\ =\ \displaystyle{ \frac{\text{甲烷的質量}}{\text{甲烷的摩爾質量}} } =\ \displaystyle{ \frac{25.0\ \text{g}}{16.0\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}} } =\ 1.5625\ \text{mol}\)
所以： \(\text{燃燒放出的熱}\ =\ \text{甲烷的摩爾數}\ \times \ \Delta H_{c}^{\rlap{-} o}\ =\ 1.5625\ \text{mol}\ \times \ 890.3\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}} =\ 1\ 391\ \text{kJ}\)
利用燃燒焓變可以測量酒中乙醇的含量。例如，某種酒 \(100.0\ \text{g}\)，完全燃燒時會放出 \(\text{150}\text{.5}\ \text{kJ}\) 的熱。若假設酒中只有乙醇一種可燃物，且乙醇（摩爾質量為 \(46.0\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)）的標準燃燒焓變為 \(-1\ 370\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\)，則這種酒中乙醇的質量百分比是 \(\%\) （答案保留兩位有效數字）。
題解：
根據關係式： \(\text{放出的熱}\ =\ \text{可燃物的摩爾數}\ \times \Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}\)
可知： \(\displaystyle{ \text{可燃物的摩爾數}\ =\ \frac{\text{放出的熱}}{\Delta H_{\text{c}}^{\rlap{-} o}} =\ \frac{150.5\ \text{kJ}}{1\ 370\ \text{kJ}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}} =\ 0.110\ \text{mol} } \)
所以： \(\displaystyle{ \text{乙醇的質量百分比}\ =\ \frac{\text{乙醇的質量}}{\text{酒的總質量}}\times 100 \% =\ \frac{0.110\ \text{mol}\times 46.0\ \text{g}\ \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}}{100.0\ \text{g}}\ \times \ 100 \% =\ 5.1 \% } \)