金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧氧气不足时生成一氧化

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

   (1)等量金刚石和石墨完全燃烧__________(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多,写出表示石墨燃烧热的热化学方程式___________________________________。

   (2)在通常状况下,金刚石和石墨__________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,写出石墨转化为金刚石的热化学方程式___________________________。

   (3)12g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,该过程放出的热量            

答案

(1)金刚石 (1分) C(石墨s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol(2分)

(2)石墨(1分)C(石墨s)= C(金刚石s);△H=+1.9 kJ/mol(2分)

(3)252.0kJ(3分)


解析:

(1)从图像上很显然可以看出金刚石能量比石墨高,所以等量金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出热量更多,根据燃烧热定义,石墨完全燃烧生成二氧化碳,根据图像反应放出的总热量为110.5+283.0=393.5kJ,所以,表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol

(2)因为金刚石能量比石墨高,根据能量越低越稳定,所以在通常状况下石墨更稳定。石墨转化为金刚石要吸收热量,1mol石墨转化为金刚石吸收热量395.4-393.5=1.9kJ,热化学方程式为C(石墨s)= C(金刚石s);△H=+1.9 kJ/mol

(3)12g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36g,根据碳原子守恒,气体总物质的量为1mol,所以生成气体平均摩尔质量为36g/mol,利用十字交叉法求算混合气体中CO和CO2的物质的量的比所以混合气体中CO和CO2各0.5mol,该过程放出热量为110.5+283.0/2=252.0kJ。

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