Question

4．金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們?cè)谘鯕獠蛔銜r(shí)燃燒生成一氧化碳，充分燃燒時(shí)生成二氧化碳，反應(yīng)中放出的熱量如圖所示：
（1）等物質(zhì)的量的金剛石和石墨完全燃燒金剛石（填“金剛石”或“石墨”）放出熱量更多，在通常狀況下，金剛石和石墨相比石墨（填“金剛石”或“石墨”）更穩(wěn)定．請(qǐng)寫出表示石墨燃燒熱的熱化學(xué)方程式C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1，．
（2）已知：Fe₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$C（石墨，s）═$\frac{3}{2}$CO₂（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ•mol^-1，則
Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）的△H=+824.4 
kJ•mol^-1．
（3）24g石墨在一定量空氣中充分燃燒，生成氣體72g，該過程放出的熱量504 kJ．

Answer 1

分析 （1）圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為△H=-393.5kJ?mol^-1；
（2）（2）Fe₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$C（s）═$\frac{3}{2}$CO₂（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
由蓋斯定律-②×$\frac{3}{2}$+①得：Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）△H=-（-393.5kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$+234.1kJ•mol^-1；
（3）24g石墨物質(zhì)的量為2mol，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88g，若生成一氧化碳質(zhì)量為56g，生成氣體72g，56g＜72g＜88g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（2-x）mol，28x+44（2-x）=72g，x=1mol，二氧化碳物質(zhì)的量為1mol．

解答 解：（1）金剛石能量高于石墨，所以等物質(zhì)的量的金剛石和石墨完全燃燒，金剛石放出熱量多；能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為△H=-393.5kJ?mol^-1，所以石墨燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1，
故答案為：金剛石；石墨；C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1；
（2）Fe₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$C（s）═$\frac{3}{2}$CO₂（g）+2Fe（s）△H=+234.1kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
由蓋斯定律-②×$\frac{3}{2}$+①得：Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）△H=-（-393.5kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$+234.1kJ•mol^-1
即Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）△H=+824.4kJ•mol^-1，
故答案為：+824.4；
（3）24g石墨物質(zhì)的量為2mol，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88g，若生成一氧化碳質(zhì)量為56g，生成氣體72g，56g＜72g＜88g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（2-x）mol，28x+44（2-x）=72g，x=1mol，二氧化碳物質(zhì)的量為1mol；依據(jù)圖象可知C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ•mol^-1 、C（石墨，s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5 kJ•mol^-1 ，生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5 kJ•mol^-1 ×1mol+110.5 kJ•mol^-1 ×1mol=504KJ，故答案為：504.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)能量變化的圖象分析計(jì)算，熱化學(xué)方程式的書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．