Question

【題目】金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出熱量如圖所示。

(1)等量的金剛石和石墨完全燃燒，________ (填“金剛石”或“石墨”）放出熱量更多，石墨的燃燒熱△H= ______________。

(2)12 g石墨在一定量的空氣中燃燒， 生成氣體36g，該過程放出的熱量為_____________。

(3)已知：斷開1 mol N2和1 mol 02分子中化學鍵所需要吸收的能量分別為946 kJ 和 497 kJ；N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1 ,則相同條件下破壞NO分子中化學鍵釋放的能量為_________。

(4)綜合上述有關(guān)信息，請寫出用CO除去NO的熱化學方程式:________。

Answer 1

【答案】 金剛石 －393.5kJ·mol－1 252.0kJ 631.5kJ 2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g) △H=－746.0kJ·mol－1

【解析】(1)圖象分析金剛石能量高于石墨，結(jié)合蓋斯定律可知，完全燃燒金剛石放出的熱量更多；圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為(110.5+283.0)kJ=393.5kJ，則石墨的燃燒熱為393.5kJmol-1；
(2)12g石墨物質(zhì)的量為1mol，在一定量空氣中燃燒，依據(jù)元素守恒，若生成二氧化碳質(zhì)量為44g，若生成一氧化碳質(zhì)量為28g，生成氣體36g，28g＜36g＜44g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳氣體，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為(1-x)mol，28x+44(1-x)=36g，x=0.5mol，二氧化碳物質(zhì)的量為0.5mol；依據(jù)圖象分析，C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ；C(石墨，s)+O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJmol-1 ；生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5kJmol-1 ×0.5mol+110.5 kJmol-1 ×0.5mol=252kJ；12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ；
(3)根據(jù)N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946kJmol-1、497kJmol-1以及反應N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1可設(shè)NO分子中化學鍵的鍵能為x，則有：946kJmol-1+497kJmol-1-2x=180kJmol-1 得：x=631.5kJmol-1；
(4)已知①C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ，
②C(石墨，s)+O2(g)═CO(g)△H=-110.5 kJmol-1，
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1，
由蓋斯定律：方程式①×2-②×2-③得 2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.0kJmol-1。