Question

（1）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，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示．
①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，

 

（填“金刚石”或“石墨”）更活泼，石墨的燃烧热△H=

 

．
②24g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体80g，该过程放出的热量为

 

．
（2）已知：N₂、O₂分子中化学键的键能分别是946kJ/mol、497kJ/mol．N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ/mol．NO分子中化学键的键能为

 

 kJ/mol．
（3）综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：

 

．
（4）通常把拆开1mol化学键所吸收的热量看成该化学键的键能．已知部分化学键的键能如表所示：

化学键	N-H	N-N	O═O	N≡N	O-H
键能（kJ/mol）	386	167	498	946	460

发射神舟飞船的长征火箭用了肼（N₂H₄，气态）为燃料，试写出它在氧气中燃烧生成了N₂和气态水的热化学方程式

 

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Answer 1

考点：反应热和焓变,键能、键长、键角及其应用,热化学方程式

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）①依据物质能量越高，物质越不稳定；依据图象判断石墨的燃烧热；
②依据极值计算判断生成的气体组成，结合热化学方程式计算得到；
（2）据△H=反应物键能和-生成物键能和求算；
（3）利用盖斯定律结合已知热化学方程式计算反应热，再写出热化学方程式；
（4）先写出化学方程式，然后根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变．

解答： 解：（1）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；
故答案为：石墨；-393.5kJ?mol^-1；
②24g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80g，56g＜80g＜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）=80g，x=0.5mol，二氧化碳物质的量为1.5mol；依据图象分析，C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ?mol^-1；C（石墨，s）+

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气体放出热量=393.5 kJ?mol^-1×1.5mol+110.5 kJ?mol^-1×0.5mol=645.5kJ，即24g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体80g，该过程放出的热量为645.5kJ；
故答案为：645.5KJ；
（2）△H=反应物键能和-生成物键能和，946kJ/mol+497kJ/mol-2Q（N-O）=180.0kJ/mol，Q（N-O）=631.5KJ/mol，故答案为：631.5；
（3）已知①C（石墨，s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5 kJ?mol^-1；
②C（石墨，s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5 kJ?mol^-1；
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1；
由盖斯定律：方程式①×2-②×2-③得 2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1；
故答案为：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1；
（4）N₂H₄燃烧的化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g），△H=反应物的总键能-生成物的总键能=167 kJ?mol^-1+386 kJ?mol^-1×4+498 kJ?mol^-1-946 kJ?mol^-1-460 kJ?mol^-1×4=-577 kJ?mol^-1，所以N₂H₄燃烧的热化学方程式为N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．
故答案为：N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-577 kJ?mol^-1．

点评：本题考查了化学反应的能量变化与反应的焓变关系的分析判断，图象的综合应用，读懂图象，焓变和活化能计算方法的理解是解题的关键．