(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 。
(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
题目分析:(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。
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。