Question

金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：___________________________________。

(2)在通常状况下，________(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：__________________________________________________________

________________________。

(3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程中放出的热量为____________________。

Answer 1

答案　(1)金刚石　C(石墨，s)＋O₂(g)===CO₂(g)

ΔH＝－393.5 kJ·mol^－1

(2)石墨

C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝1.9 kJ·mol^－1

(3)252.0 kJ

解析　(1)根据图象，1 mol金刚石和石墨均完全燃烧生成二氧化碳，前者反应的ΔH＝

－395.4 kJ·mol^－1，后者反应的ΔH＝ΔH₂＋ΔH₃＝－393.5 kJ·mol^－1，显然，金刚石放出的热量更多。根据燃烧热的概念，表示石墨燃烧热的热化学方程式中，生成物必须是二氧化碳。(2)根据图示可知1 mol 石墨的总能量比1 mol金刚石的总能量低1.9 kJ，即(393.5－395.4) kJ。据此可写出反应的热化学方程式。(3)石墨质量是12 g，则参与反应的氧气质量是24 g，二者的物质的量之比为4∶3，根据C、O元素守恒可求出CO、CO₂的物质的量均为0.5 mol。则反应放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ·mol^－1＋0.5 mol×

393.5 kJ·mol^－1＝252.0 kJ。