Question

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出了X kJ热量。已知碳完全燃烧的焓变△H= 一Y kJ·mol^-1，则lmol C与O₂反应生成CO的反应热△H为 ( ) kJ·mol^-1

A.一Y B.—(10X—Y) C.一(5X—0.5Y) D.+(10X—Y)

Answer

C

【解析】

碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O22CO，氧气足量发生反应C+O2CO2，3.6g碳的物质的量为n(C)=3.6g÷12g/mol=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为n(O2)=6.4g÷32/mol=0.2mol，n（C）：n(O2)=3：2，介于2：1与1：1之间，所以上述反应都发生。假设生成的CO为xmol，CO2为ymol，根据碳元素守恒有x+y=0.3，根据氧元素守恒有x+2y=0.2×2，联立方程，解得x=0.2，y=0.1．单质碳的燃烧热为Y kJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×Y kJ/mol=0.1YkJ，所以生成0.2molCO放出的热量为XkJ-0.1YkJ．由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“—”，故1mol C与O2反应生成CO的反应热△H=-(XkJ−0.1YkJ)÷0.2mol=-(5X-0.5Y)kJ/mol，故选项C正确。