下列物質之莫耳燃燒熱，何者最大？

本題考點

莫耳燃燒熱的比較，須以每一莫耳完全燃燒放出的熱量為準，不可與每公克的燃燒熱混用。

正解理由

莫耳燃燒熱指一莫耳物質完全燃燒生成安定產物時放出的熱量，其大小主要取決於分子內可氧化的碳與氫數量，以及原有鍵結的能量狀態。四者的莫耳燃燒熱約為：乙烷 1560 kJ／mol、酒精（乙醇）1367 kJ／mol、乙炔 1300 kJ／mol、硫化氫 562 kJ／mol。乙烷為飽和烷類，分子未帶氧，兩個碳與六個氫均處於未氧化狀態，完全燃燒生成二氧化碳與水時放熱最多，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   乙烷 C2H6 分子未帶氧，碳與氫均未先被氧化，燃燒熱約 1560 kJ／mol，為四者中最大，是正解。

2. (B)

   酒精 C2H5OH 分子式即 C2H6O，與乙烷同為兩個碳、六個氫，但分子中已含一個氧原子，等於部分碳氫已先被氧化，燃燒熱約 1367 kJ／mol，低於乙烷。

3. (C)

   硫化氫 H2S 分子小且燃燒生成二氧化硫與水，可氧化的氫僅兩個，燃燒熱約 562 kJ／mol，是四者中最小。

4. (D)

   乙炔 C2H2 雖屬吸熱化合物、火焰溫度高，但每莫耳僅兩個氫可供氧化，燃燒熱約 1300 kJ／mol，仍低於乙烷。

記憶點

燃燒熱的正式定義是一莫耳物質在標準狀態下完全燃燒，生成最安定產物時所放出的熱量，碳生成二氧化碳、氫生成水、硫生成二氧化硫。它可由生成熱依赫斯定律推得：燃燒熱等於產物生成熱總和減去反應物生成熱總和的負值，因此反應物本身生成熱愈高（愈不安定）者，燃燒放熱愈多，這正是乙炔火焰溫度極高的原因，也是它與乙烷在不同指標上互有高低的關鍵。

本題最常見的失分來源，是把莫耳燃燒熱與每公克燃燒熱混為一談。把四者換算成單位質量：乙烷約 1560 除以 30 得約 52 kJ／g，乙炔約 1300 除以 26 得 50 kJ／g，酒精約 1367 除以 46 得約 30 kJ／g，硫化氫約 562 除以 34 得約 17 kJ／g。可以看到乙烷與乙炔在質量基準下相當接近，而換成莫耳基準後乙烷的領先才明顯。命題者若把題目改成「單位質量燃燒熱最大」，四個選項的排序就會改變，務必先看清楚問的是哪一種基準。

第三種容易被牽扯進來的量是火焰溫度。乙炔與氧的火焰溫度可逾攝氏三千度，遠高於乙烷，原因是它屬吸熱化合物且燃燒產生的氣體莫耳數較少，熱量集中在較少的產物上。因此「燃燒熱大」與「火焰溫度高」是兩件事，前者看放出多少能量，後者還要看能量被多少產物分攤。

易混淆概念對照與延伸考點：含氧的燃料如醇類、醚類，因分子內已帶氧，單位質量燃燒熱普遍低於同碳數的烴類，這也是酒精類火災熱釋放率相對較低的原因之一；而熱釋放率的計算式為燃燒速率乘以燃燒熱，因此同一題常先問燃燒熱、再要求代入質量損失速率求熱釋放率，兩段合考的頻率相當高。