Question

4．已知3mol碳在2mol氧氣中燃燒，至反應物耗盡，測得放出熱量akJ，又知0.1mol碳完全燃燒，放出熱量為bkJ．則化學方程式C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=Q中Q等于（　　）

• A． -（a-b）kJ•mol^-1
• B． -（a+b）kJ•mol^-1
• C． -（5a-0.5b）kJ•mol^-1
• D． -（0.5a-5b）kJ•mol^-1

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；3mol碳在2mol氧氣中燃燒，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二氧化碳方程的熱量，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；
3mol碳在2mol氧氣中燃燒，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，
設生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據碳元素守恒有x+y=3，根據氧元素守恒有x+2y=2×2，聯立方程解得：x=2，y=1，
0.1mol碳完全燃燒，放出熱量為 b kJ，則1mol碳完全燃燒，放出熱量為10b kJ，
所以生成1molCO放出的熱量為0.5×（akJ-10bkJ）．
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=-0.5×（akJ-10bkJ）=-（0.5a-5b） kJ•mol^-1，
故選D．

點評 本題考查反應熱的計算，題目難度不大，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，試題培養了學生的化學計算能力．