Question

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

(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，____________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多，写出表示石墨完全燃烧的热化学方程式：_______________________________________

(2)在通常状况下，____________(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)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程中放出的热量为________。

Answer 1

【答案】金刚石 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 石墨 C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝1.9 kJ·mol－1 252.0 kJ

【解析】

根据热化学反应方程式的书写规则分析解答；根据盖斯定律分析解答。

由图示书写热化学方程式通常用三步法：第一步正确书写出化学反应方程式，第二步补加状态，第三步计算，由图计算对应的ΔH。

(1)含有1 mol C原子的金刚石和石墨完全燃烧生成二氧化碳，前者放出热量395.4 kJ，后者放出热量为110.5 kJ＋283.0 kJ＝393.5 kJ，可见金刚石放出能量多。石墨完全燃烧的反应方程式为C＋O2===CO2；补加状态C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－QkJ·mol－1；图示为生成1 mol CO2对应热量，因此热化学方程式为C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。

(2)图示中金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨稳定。含有1 mol C原子的石墨的总能量比等质量的金刚石的总能量低(393.5－395.4) kJ ＝1.9 kJ，据此可写出反应的热化学方程式：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝1.9 kJ·mol－1。

(3)石墨质量是12 g，生成气体质量36 g，根据C、O元素守恒可求出CO、CO2的物质的量均为0.5 mol。则反应放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ·mol－1＋0.5 mol×393.5 kJ·mol－1＝252.0 kJ。