Question

(9分)㈠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，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示： 

⑴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          ______________________________   ；

⑵在通常状况下，金刚石和石墨相比________（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              __________________________       ；

⑶12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量                。

㈡⑴家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1g丁烷完全燃烧并生成CO₂和液态水时，放出热量50KJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式                                                     ；

⑵已知含KOH 28.0g稀溶液与足量稀硫酸反应，放出28.65KJ的热量，试写出该反应中和热的热化学方程式                                                                             。

 

Answer 1

【答案】

（一）（1）金刚石；C（石墨，s）＋O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝－393.5kJ/mol

（2）石墨；C（石墨，s）＝C（金刚石，s） △H＝＋9.1kJ/mol   （3）252.0kJ

（二）（1）C₄H₁₀(g)＋13/2O₂(g)＝4CO₂(g)＋5H₂O(l)  ΔH＝－2900kJ/mol

（2）1/2H₂SO₄(aq)＋KOH(aq)＝1/2K₂SO₄(aq)＋H₂O(l)  ΔH＝－57.3kJ/mol

【解析】

试题分析：（一）（1）根据图像可知，金刚石的总能量高于石墨的总能量，所以等量金刚石和石墨完全燃烧金刚石放出热量更多。根据图像可知，1mol石墨完全燃烧放出的热量是110.5kJ＋283.0kJ＝393.5kJ，所以石墨燃烧热的热化学方程式是C（石墨，s）＋O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝－393.5kJ/mol。

（2）金刚石的总能量高于石墨的总能量，所以石墨比金刚石稳定。根据图像可知，1mol金刚石转化为石墨放出的能量是395.4kJ－393.5kJ＝9.1kJ，所以石墨转化为金刚石的热化学方程式是C（石墨，s）＝C（金刚石，s） △H＝＋9.1kJ/mol。

（3）设生成的CO和CO₂物质的量分别是和x和y，则x＋y＝1mol、28x＋44y＝36g，解得x＝＝y＝0.5mol，所以实际放出的热量是（393.5kJ/mol＋110.5kJ/mol）×0.5mol＝252.0kJ。

（二）（1）当1g丁烷完全燃烧并生成CO₂和液态水时，放出热量50KJ，则1mol丁烷即58g丁烷完全燃烧放出的热量是50KJ×58＝2900kJ，所以反应的热化学方程式是C₄H₁₀(g)＋13/2O₂(g)＝4CO₂(g)＋5H₂O(l)  ΔH＝－2900kJ/mol。

（2）中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量。28g氢氧化钾的物质的量是0.5mol，所以该反应的热化学方程式是1/2H₂SO₄(aq)＋KOH(aq)＝1/2K₂SO₄(aq)＋H₂O(l)  ΔH＝－57.3kJ/mol。

考点：考查热化学方程式的书写和反应热的计算

点评：该题是高考中的常见考点，属于中等难度的试题。试题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力和应试能力，提高学生的学习效率。该题的关键是了解反应热的含义，然后结合图像灵活运用、分析、计算即可。