Question

17．已知0.3mol C在0.2mol O₂中燃燒，至反應物耗盡，并放出X kJ熱量．已知單質碳的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol C與O₂反應生成CO的反應熱△H為（　　）

• A． -Y kJ/mol
• B． -（5X-0.5Y）kJ/mol
• C． -（10X-Y）kJ/mol
• D． +（10X-Y）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\;}}{\;}$CO₂，0.3mol C在0.2mol O₂中燃燒，介于2：1與1：1之間，所以上述反應都發生；設生成的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\;}}{\;}$CO₂，
0.3mol C在0.2mol O₂中燃燒，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，則上述反應都發生，
設生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據碳元素守恒有x+y=0.3，根據氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯立方程解得：x=0.2、y=0.1，
單質碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為：0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的熱量為：XkJ-0.1YkJ，
由于碳燃燒為放熱反應，所以反應熱△H的符號為“-”，
所以1mol C與O₂反應生成CO的反應熱△H=-$\frac{XkJ-0.1YkJ}{0.2mol}$=-（5X-0.5Y）kJ/mol，
故選B．

點評 本題考查反應熱的計算，題目難度中等，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，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．