Question

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             。

Answer 1

（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。