Question

11．已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧，至反应物全部耗尽，放出X kJ的热量，已知单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，则C与O₂反应生成CO的热化学方程式为-（5X-0.5Y）kJ/mol．

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\;}}{\;}$CO₂．
3.6g碳的物质的量为$\frac{3.6g}{12g/mol}$=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，
介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生．
令生成的CO为xmol，CO₂为ymol，
根据碳元素守恒有x+y=0.3，根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2，联立方程，解得x=0.2，y=0.1．
单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ．
由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，
故1mol C与O₂反应生成CO的反应热△H=-$\frac{XkJ-0.1YkJ}{0.2mol}$=-（5X-0.5Y）kJ/mol．
故答案为：-（5X-0.5Y）kJ/mol．

点评 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．