金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧

金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示:

(1)等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧  (填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多,在通常状况下,金刚石和石墨相比  (填“金刚石”或“石墨”)更稳定.请写出表示石墨燃烧热的热化学方程式  

(2)已知:Fe2O3(s)+C(石墨,s)═CO2(g)+2Fe(s)△H=+234.1kJ•mol﹣1,则

Fe2O3(s)═2Fe(s)+O2(g)的△H=  

kJ•mol﹣1

(3)24g石墨在一定量空气中充分燃烧,生成气体72g,该过程放出的热量   kJ.

 

答案

【考点】热化学方程式;有关反应热的计算.

【分析】(1)图象分析金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,所以说明石墨稳定,图象分析1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为393.5kJ,则石墨的燃烧热为△H=﹣393.5kJ▪mol﹣1

(2)(2)Fe2O3(s)+C(s)═CO2(g)+2Fe(s)△H=+234.1kJ/mol

②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol

由盖斯定律﹣②×+①得:Fe2O3(s)═2Fe(s)+O2(g)△H=﹣(﹣393.5kJ•mol﹣1)×+234.1kJ•mol﹣1

(3)24g石墨物质的量为2mol,在一定量空气中燃烧,依据元素守恒,若生成二氧化碳质量为88g,若生成一氧化碳质量为56g,生成气体72g,56g<72g<88g,判断生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体,设一氧化碳物质的量为x,二氧化碳物质的量为(2﹣x)mol,28x+44(2﹣x)=72g,x=1mol,二氧化碳物质的量为1mol.

【解答】解:(1)金刚石能量高于石墨,所以等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧,金刚石放出热量多;能量越低越稳定,所以说明石墨稳定,石墨的燃烧热为△H=﹣393.5kJ▪mol﹣1,所以石墨燃烧热的热化学方程式为:C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ▪mol﹣1

故答案为:金刚石;石墨;C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ▪mol﹣1

(2)Fe2O3(s)+C(s)═CO2(g)+2Fe(s)△H=+234.1kJ/mol

②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol

由盖斯定律﹣②×+①得:Fe2O3(s)═2Fe(s)+O2(g)△H=﹣(﹣393.5kJ•mol﹣1)×+234.1kJ•mol﹣1

即Fe2O3(s)═2Fe(s)+O2(g)△H=+824.4kJ•mol﹣1

故答案为:+824.4;

(3)24g石墨物质的量为2mol,在一定量空气中燃烧,依据元素守恒,若生成二氧化碳质量为88g,若生成一氧化碳质量为56g,生成气体72g,56g<72g<88g,判断生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体,设一氧化碳物质的量为x,二氧化碳物质的量为(2﹣x)mol,28x+44(2﹣x)=72g,x=1mol,二氧化碳物质的量为1mol;依据图象可知C(石墨,s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5 kJ•mol﹣1 、C(石墨,s)+O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5 kJ•mol﹣1 ,生成二氧化碳和一氧化碳混合气体放出热量=393.5 kJ•mol﹣1 ×1mol+110.5 kJ•mol﹣1 ×1mol=504KJ,故答案为:504.0.

【点评】本题考查了化学反应能量变化的图象分析计算,热化学方程式的书写方法,掌握基础是关键,题目难度中等.

  

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