Question

4．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，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示：
（1）等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧金刚石（填“金刚石”或“石墨”）放出热量更多，在通常状况下，金刚石和石墨相比石墨（填“金刚石”或“石墨”）更稳定．请写出表示石墨燃烧热的热化学方程式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，则
Fe₂O₃（s）═2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）的△H=+824.4 
kJ•mol^-1．
（3）24g石墨在一定量空气中充分燃烧，生成气体72g，该过程放出的热量504 kJ．

Answer 1

分析 （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；
（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
由盖斯定律-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72g，56g＜72g＜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）=72g，x=1mol，二氧化碳物质的量为1mol．

解答 解：（1）金刚石能量高于石墨，所以等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧，金刚石放出热量多；能量越低越稳定，所以说明石墨稳定，石墨的燃烧热为△H=-393.5kJ?mol^-1，所以石墨燃烧热的热化学方程式为：C（s，石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1，
故答案为：金刚石；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
由盖斯定律-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，
故答案为：+824.4；
（3）24g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72g，56g＜72g＜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）=72g，x=1mol，二氧化碳物质的量为1mol；依据图象可知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气体放出热量=393.5 kJ•mol^-1 ×1mol+110.5 kJ•mol^-1 ×1mol=504KJ，故答案为：504.0．

点评 本题考查了化学反应能量变化的图象分析计算，热化学方程式的书写方法，掌握基础是关键，题目难度中等．