Question

【題目】I. 金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們燃燒時，若氧氣不足生成一氧化碳，若充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

（1）等質量的金剛石和石墨完全燃燒，___________(填“金剛石”或 “石墨”)放出的熱量更多，寫出表示石墨燃燒熱的熱化學方程式：______________________________________。

（2）在通常狀況下，__________________(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：__________。

（3）12 g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體 36 g，該過程中放出的熱量為_______ 。

II. 某反應由兩步反應 A、B、C 構成，它的反應能量曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4 表示活化能)�；卮鹣铝袉栴}。

（1）A→B 過程中的 ΔH______________(填“＜”或“＞”)0。

（2）加入催化劑_____________________(填“能”或“不能”)改變反應的焓變。

（3）整個反應中 ΔH＝_____________________________________________。

Answer 1

【答案】 金剛石 C(石墨，s)+ O2(g)CO2(g) △H=-393.5 kJmol-1 石墨 C(石墨，s)C(金剛石，s) △H=+1.9 kJmol-1 252 kJ ＞ 不能 E1+E3-E2-E4

【解析】（1）根據圖像可知等質量的金剛石和石墨相比金剛石的能量高，所以完全燃燒金剛石放出的熱量更多。1mol石墨完全燃燒放出的熱量是110.5kJ+283.0kJ＝393.5kJ，所以表示石墨燃燒熱的熱化學方程式為C(石墨，s)+ O2(g)＝CO2(g) △H=-393.5 kJmol-1。（2）等質量的金剛石和石墨相比金剛石的能量高，所以在通常狀況下石墨更穩定；石墨轉化為金剛石吸熱是395.4kJ－393.5kJ＝1.9kJ，所以石墨轉化為金剛石的熱化學方程式為C(石墨，s)C(金剛石，s) △H=+1.9 kJmol-1。（3）12 g石墨是1mol，完全轉化為CO2是44g，完全轉化為CO是28g，由于生成氣體 36 g，這說明生成物是混合氣體，設生成的CO2和CO分別是xmol、ymol，則x+y＝1、44x+28y＝36，解得x＝y＝0.5，所以該過程中放出的熱量為0.5mol×（110.5kJ/mol+393.5 kJ/mol）＝252kJ。

II.（1）A→B 過程中反應物的總能量低于生成物總能量，所以△H反應的＞0。（2）加入催化劑能改變活化能，但不能改變反應的焓變。（3）根據圖像結合可知整個反應中 ΔH＝－(E4－E1―E3＋E2)。