Question

11．已知3.6g碳在6.4g氧氣中燃燒，至反應物全部耗盡，放出X kJ的熱量，已知單質碳的燃燒熱為Y kJ/mol，則C與O₂反應生成CO的熱化學方程式為-（5X-0.5Y）kJ/mol．

Answer 1

分析 碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發生反應2C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO，氧氣足量發生反應C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．3.6g碳的物質的量為0.3mol，6.4g的氧氣的物質的量為0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，所以上述反應都發生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，根據碳元素與氧元素守恒列方程計算x、y的值，計算生成ymol二氧化碳的熱量，放出的總熱量減去生成二氧化碳，放出的熱量為生成xmolCO放出的熱量，據此計算1molC與O₂反應生成CO的反應熱△H．

解答 解：碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發生反應2C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO，氧氣足量發生反應C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂．
3.6g碳的物質的量為$\frac{3.6g}{12g/mol}$=0.3mol，6.4g的氧氣的物質的量為$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，
介于2：1與1：1之間，所以上述反應都發生．
令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據碳元素守恒有x+y=0.3，根據氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯立方程，解得x=0.2，y=0.1．
單質碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ．
由于碳燃燒為放熱反應，所以反應熱△H的符號為“-”，
故1mol C與O₂反應生成CO的反應熱△H=-$\frac{XkJ-0.1YkJ}{0.2mol}$=-（5X-0.5Y）kJ/mol．
故答案為：-（5X-0.5Y）kJ/mol．

點評 考查反應熱的計算，難度不大，判斷碳與氧氣反應產物中一氧化碳與二氧化碳的物質的量是關鍵，注意反應熱△H的單位與符號，容易忽略．