Question

(9分)㈠金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們燃燒氧氣不足時生成一氧化碳，充分燃燒時生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示： 

⑴等量金剛石和石墨完全燃燒__________（填“金剛石”或“石墨”）放出熱量更多，寫出表示石墨燃燒熱的熱化學方程式          ______________________________   ；
⑵在通常狀況下，金剛石和石墨相比________（填“金剛石”或“石墨”）更穩定，寫出石墨轉化為金剛石的熱化學方程式              __________________________       ；
⑶12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量                。
㈡⑴家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當1g丁烷完全燃燒并生成CO₂和液態水時，放出熱量50KJ。試寫出丁烷燃燒反應的熱化學方程式                                                     ；
⑵已知含KOH 28.0g稀溶液與足量稀硫酸反應，放出28.65KJ的熱量，試寫出該反應中和熱的熱化學方程式                                                                             。

Answer 1

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

試題分析：（一）（1）根據圖像可知，金剛石的總能量高于石墨的總能量，所以等量金剛石和石墨完全燃燒金剛石放出熱量更多。根據圖像可知，1mol石墨完全燃燒放出的熱量是110.5kJ＋283.0kJ＝393.5kJ，所以石墨燃燒熱的熱化學方程式是C（石墨，s）＋O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝－393.5kJ/mol。
（2）金剛石的總能量高于石墨的總能量，所以石墨比金剛石穩定。根據圖像可知，1mol金剛石轉化為石墨放出的能量是395.4kJ－393.5kJ＝9.1kJ，所以石墨轉化為金剛石的熱化學方程式是C（石墨，s）＝C（金剛石，s） △H＝＋9.1kJ/mol。
（3）設生成的CO和CO₂物質的量分別是和x和y，則x＋y＝1mol、28x＋44y＝36g，解得x＝＝y＝0.5mol，所以實際放出的熱量是（393.5kJ/mol＋110.5kJ/mol）×0.5mol＝252.0kJ。
（二）（1）當1g丁烷完全燃燒并生成CO₂和液態水時，放出熱量50KJ，則1mol丁烷即58g丁烷完全燃燒放出的熱量是50KJ×58＝2900kJ，所以反應的熱化學方程式是C₄H₁₀(g)＋13/2O₂(g)＝4CO₂(g)＋5H₂O(l)  ΔH＝－2900kJ/mol。
（2）中和熱是在一定條件下，稀溶液中，強酸和強堿反應生成1mol水時所放出的熱量。28g氫氧化鉀的物質的量是0.5mol，所以該反應的熱化學方程式是1/2H₂SO₄(aq)＋KOH(aq)＝1/2K₂SO₄(aq)＋H₂O(l)  ΔH＝－57.3kJ/mol。
點評：該題是高考中的常見考點，屬于中等難度的試題。試題基礎性強，側重對學生基礎知識的鞏固與訓練，有助于培養學生的邏輯推理能力和應試能力，提高學生的學習效率。該題的關鍵是了解反應熱的含義，然后結合圖像靈活運用、分析、計算即可。