Question

1840年，俄國(guó)化學(xué)家蓋斯（C?H?Hess）從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出了一條規(guī)律，化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，即蓋斯定律．蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得．已知3.6g碳在6.4g的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出XkJ熱量．已知單質(zhì)碳的燃燒熱為YkJ/mol，則1mol C與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H為（　　）

A．-YkJ/mol

B．-（10X-Y）kJ/mol

C．-（5X-0.5Y）kJ/mol

D．+（10X-Y）kJ/mol

Answer 1

分析：碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂．3.6g碳的物質(zhì)的量為0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，根據(jù)碳元素與氧元素守恒列方程計(jì)算x、y的值，計(jì)算生成ymol二氧化碳方程的熱量，放出的總熱量減去生成二氧化碳放出的熱量為生成xmolCO放出的熱量，據(jù)此計(jì)算1molC與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H．

解答：解：碳在氧氣中燃燒，氧氣不足發(fā)生反應(yīng)2C+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO，氧氣足量發(fā)生反應(yīng)C+O₂

點(diǎn)燃  .

CO₂．
3.6g碳的物質(zhì)的量為

3.6g

12g/mol

=0.3mol，6.4g的氧氣的物質(zhì)的量為

6.4g

32g/mol

=0.2mol，n（C）：n（O₂）=3：2，介于2：1與1：1之間，所以上述反應(yīng)都發(fā)生．
令生成的CO為xmol，CO₂為ymol，
根據(jù)碳元素守恒有x+y=0.3，根據(jù)氧元素守恒有x+2y=0.2×2，聯(lián)立方程，解得x=0.2，y=0.1．
單質(zhì)碳的燃燒熱為Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的熱量為0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，
所以生成0.2molCO放出的熱量為XkJ-0.1YkJ．
由于碳燃燒為放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)熱△H的符號(hào)為“-”，
故1mol C與O₂反應(yīng)生成CO的反應(yīng)熱△H=-

XKJ-0.1YKJ

0.2mol

=-（5X-0.5Y）kJ/mol．
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算，難度不大，判斷碳與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物中一氧化碳與二氧化碳的物質(zhì)的量是關(guān)鍵，注意反應(yīng)熱△H的單位與符號(hào)，容易忽略．