Question

5．金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們?cè)谘鯕獠蛔銜r(shí)燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時(shí)充分燃燒生成二氧化碳，反應(yīng)中放出熱量如圖所示．
（1）等量的金剛石和石墨完全燃燒，石墨 （填“金剛石”或“石墨”）放出熱量更多，石墨的燃燒熱△H=-393.5kJ?mol^-1．
（2）12g石墨在一定量的空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0 kJ．
（3）已知：斷開1mol N₂和1mol O₂分子中化學(xué)鍵所需要吸收的能量分別為946kJ 和 497kJ；N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ•mol^-1，則相同條件下破壞NO分子中化學(xué)鍵需要吸收的能量為631.5kJ•mol^-1
（4）綜合上述有關(guān)信息，請(qǐng)寫出用CO除去NO的熱化學(xué)方程式：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)物質(zhì)能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定；依據(jù)圖象判斷石墨的燃燒熱；
（2）依據(jù)極值計(jì)算判斷生成的氣體組成，結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算得到；
（3）舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為化學(xué)反應(yīng)所吸收的能量，結(jié)合N₂、O₂分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1，N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=+180kJ•mol^-1可以計(jì)算NO分子中化學(xué)鍵的鍵能；
（4）利用蓋斯定律結(jié)合已知熱化學(xué)方程式計(jì)算反應(yīng)熱，再寫出熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為393.5kJ?mol^-1；
故答案為：石墨；-393.5kJ?mol^-1；
（2）12g石墨物質(zhì)的量為1mol，在一定量空氣中燃燒，依據(jù)元素守恒，若生成二氧化碳質(zhì)量為44g，若生成一氧化碳質(zhì)量為28g，生成氣體36g，28g＜36g＜44g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，設(shè)一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（1-x）mol，28x+44（1-x）=36g，x=0.5mol，二氧化碳物質(zhì)的量為0.5mol；依據(jù)圖象分析，C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ•mol^-1 ；C（石墨，s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5 kJ•mol^-1
生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5 kJ•mol^-1 ×0.5mol+110.5 kJ•mol^-1 ×0.5mol=252KJ；12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ；
故答案為：252.0 kJ；
（3）根據(jù)N₂、O₂分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是946kJ•mol^-1、497kJ•mol^-1以及反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1可設(shè)NO分子中化學(xué)鍵的鍵能為X，則有：946kJ•mol^-1+497kJ•mol^-1-2X=180kJ•mol^-1 得：X=631.5kJ•mol^-1，
故答案為：631.5kJ•mol^-1；
（4）已知①C（石墨，s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5 kJ•mol^-1 ；
②C（石墨，s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H=-110.5 kJ•mol^-1；
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol^-1；
由蓋斯定律：方程式①×2-②×2-③得 2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1；
故答案為：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.0kJ?mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)的焓變關(guān)系的分析判斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握?qǐng)D象的綜合應(yīng)用，讀懂圖象，焓變和活化能計(jì)算方法的理解是解題的關(guān)鍵．