Question

1840年，俄国化学家盖斯（C?H?Hess）从大量的实验事实中总结出了一条规律，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即盖斯定律．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义，有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得．已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量．已知单质碳的燃烧热为YkJ/mol，则1mol C与O₂反应生成CO的反应热△H为（　　）

A．-YkJ/mol

B．-（10X-Y）kJ/mol

C．-（5X-0.5Y）kJ/mol

D．+（10X-Y）kJ/mol

Answer 1

分析：碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O₂

点燃  .

2CO，氧气足量发生反应C+O₂

点燃  .

CO₂．3.6g碳的物质的量为0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生．令生成的CO为xmol，CO₂为ymol，根据碳元素与氧元素守恒列方程计算x、y的值，计算生成ymol二氧化碳方程的热量，放出的总热量减去生成二氧化碳放出的热量为生成xmolCO放出的热量，据此计算1molC与O₂反应生成CO的反应热△H．

解答：解：碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O₂

点燃  .

2CO，氧气足量发生反应C+O₂

点燃  .

CO₂．
3.6g碳的物质的量为

3.6g

12g/mol

=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生．
令生成的CO为xmol，CO₂为ymol，
根据碳元素守恒有x+y=0.3，根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2，联立方程，解得x=0.2，y=0.1．
单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ．
由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，
故1mol C与O₂反应生成CO的反应热△H=-

XKJ-0.1YKJ

0.2mol

=-（5X-0.5Y）kJ/mol．
故选C．

点评：本题考查反应热的计算，难度不大，判断碳与氧气反应产物中一氧化碳与二氧化碳的物质的量是关键，注意反应热△H的单位与符号，容易忽略．