Question

【題目】金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們燃燒時，若氧氣不足生成一氧化碳，若充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

（1）等質量的金剛石和石墨完全燃燒，________(填“金剛石”或“石墨”)放出的熱量更多，寫出表示石墨燃燒熱的熱化學方程式：________________________。

（2）在通常狀況下，________(填“金剛石”或“石墨”)更穩定，寫出石墨轉化為金剛石的熱化學方程式：__________________________________________。

（3）12 g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36 g，該過程中放出的熱量為____________________。

Answer 1

【答案】金剛石C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1石墨C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1252.0 kJ

【解析】

(1)從圖分析，等質量的金剛石的能量比石墨的高，所以等質量的金剛石和石墨完全燃燒，金剛石放出的熱量多。結合圖中數據分析，石墨的燃燒熱的熱化學方程式為C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝-110.5 kJ·mol－1 -283.0 kJ·mol－1 =－393.5 kJ·mol－1 。(2)等質量的金剛石和石墨比較，石墨的能量低，所以石墨比較穩定。 石墨轉化為金剛石的熱化學方程式為 C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH＝-393.5+395.4=＋1.9 kJ·mol－1 。(3)12克石墨的物質的量為1mol，36克氣體不是二氧化碳或一氧化碳，應為二氧化碳和一氧化碳的混合氣體，假設二氧化碳的物質的量為xmol，一氧化碳的物質的量為ymol，有x+y=1，44x+28y=36，解x=y=0.5mol， 根據熱化學方程式分析，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 ，和C(石墨，s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 ，生成0.5mol二氧化碳放出的熱量為393.5/2kJ，生成0.5mol一氧化碳放出的熱量為110.5/2kJ，則總共放出的熱量為393.5/2+110.5/2=252.0 kJ。