Question

4．科學家發現，不管化學反應是一步完成還是分幾步完成，該反應的熱效應是相同的．已知在25℃，10⁵ Pa時，1mol石墨和1mol一氧化碳完全燃燒生成二氧化碳時的放熱分別是△H=-393.5kJ/mol和△H=-283kJ/mol，下列說法或方程式正確的是（　　）

• A． 在相同條件下：2C（石墨，s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-110.5 kJ/mol
• B． 1 mol石墨不完全燃燒，生成CO₂和CO混合氣體時，放熱504.0 kJ
• C． 在相同條件下，C（石墨，s）+CO₂（g）═2CO（g）△H=+172.5 kJ/mol
• D． 已知金剛石不如石墨穩定，則石墨轉變為金剛石需要放熱

Answer 1

分析 A、根據石墨、一氧化碳的燃燒的熱化學方程式，利用蓋斯定律，進行方程式疊加，構造出目標反應式；
B、1mol石墨不完全燃燒，無法計算生成CO₂和CO各自物質的量，無法計算具體反應熱；
C、根據石墨、一氧化碳的燃燒的熱化學方程式，利用蓋斯定律，進行方程式疊加，構造出目標反應式；
D、金剛石的燃燒熱大于石墨的燃燒熱，可知金剛石的能量比石墨能量高，根據能量守恒判斷．

解答 解：A、熱化學方程式為（1）C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol；
一氧化碳燃燒的熱化學方程式為（2）CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283.0kJ/mol；
根據蓋斯定律，（1）-（2）得C（石墨）+1/2O₂（g）=CO（g）；△H=-110.5kJ•mol^-1，
即2C（石墨）+O₂（g）=2CO（g）；△H=-221kJ•mol^-1，故A錯誤；
B、1mol石墨不完全燃燒生成CO₂和CO，無法計算生成CO₂和CO各自物質的量，無法計算具體反應熱，故B錯誤；
C、1mol石墨和1mol一氧化碳完全燃燒生成二氧化碳時的放熱分別 是△H=-393.5kJ/mol和△H=-283kJ/mol，
則熱化學方程式為（1）C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol；
一氧化碳燃燒的熱化學方程式為（2）CO（g）+1/2O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283.0kJ/mol；
根據蓋斯定律，（1）-（2）×2得C（s，石墨）+CO₂（g）=2CO（g）；△H=+172.5kJ•mol^-11，故C正確；
D、金剛石的燃燒熱大于石墨的燃燒熱，根據能量守恒，可知金剛石的能量比石墨能量高，所以石墨轉變為金剛石需要吸熱，故D錯誤；
故選：C．

點評 主要考查蓋斯定律，熱化學方程式書寫等，難度中等，關鍵在于根據已知反應構造目標反應式．注意：（3）當反應式乘以或除以某數時，△H也應乘以或除以某數． （2）反應式進行加減運算時，△H也同樣要進行加減運算，且要帶“+”、“-”符號，即把△H看作一個整體進行運算．