Question

8．已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量．已知1mol单质碳完全燃烧放出热量为Y kJ，则1molC与O₂反应生成CO的热量变化为（　　）

• A． 放出Y kJ
• B． 放出（5X-0.5Y） kJ
• C． 放出（10X-Y） kJ
• D． 吸收（10X-Y） kJ

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，
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，
3.6g碳的物质的量为n（C）=3.6g÷12g/mol=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为n（O₂）=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，
假设生成的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=0.2mol，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×YkJ/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，选项B正确；
故选B．

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．