Question

4．已知3mol碳在2mol氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量akJ，又知0.1mol碳完全燃烧，放出热量为bkJ．则化学方程式C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=Q中Q等于（　　）

• A． -（a-b）kJ•mol^-1
• B． -（a+b）kJ•mol^-1
• C． -（5a-0.5b）kJ•mol^-1
• D． -（0.5a-5b）kJ•mol^-1

Answer 1

分析 碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO，氧气足量发生反应C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；3mol碳在2mol氧气中燃烧，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$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO，氧气足量发生反应C+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂；
3mol碳在2mol氧气中燃烧，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1与1：1之间，
设生成的CO为xmol，CO₂为ymol，
根据碳元素守恒有x+y=3，根据氧元素守恒有x+2y=2×2，联立方程解得：x=2，y=1，
0.1mol碳完全燃烧，放出热量为 b kJ，则1mol碳完全燃烧，放出热量为10b kJ，
所以生成1molCO放出的热量为0.5×（akJ-10bkJ）．
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=-0.5×（akJ-10bkJ）=-（0.5a-5b） kJ•mol^-1，
故选D．

点评 本题考查反应热的计算，题目难度不大，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，试题培养了学生的化学计算能力．