Question

【題目】金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

（1）在通常狀況下，金剛石和石墨相比較，___(填“金剛石”或“石墨”)更穩定。

（2）已知：N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ·mol－1、497kJ·mol－1。N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH＝＋180.0kJ·mol－1。NO分子中化學鍵的鍵能為___kJ·mol－1。

（3）綜合上述有關信息，請寫出用CO除去NO的熱化學方程式：___。

Answer 1

【答案】石墨 631.5 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH＝-746.0kJ·mol－1

【解析】

(1)物質的能量越高，越不穩定；

(2)根據焓變ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，計算NO分子中化學鍵的鍵能；

(3)利用蓋斯定律結合已知熱化學方程式計算反應熱，再寫出熱化學方程式。

(1)根據圖象，金剛石能量高于石墨，能量越低，越穩定，所以石墨穩定，故答案為：石墨；

(2)根據N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946kJmol-1、497kJmol-1以及反應N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為x，根據焓變ΔH=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，有：946kJmol-1+497kJmol-1-2x=180kJmol-1 ，解得：x=631.5kJmol-1，故答案為：631.5；

(3)根據圖像，①C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ，②C(石墨，s)+O2(g)═CO(g)△H=-110.5 kJmol-1，③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJmol-1，根據蓋斯定律，將①×2-②×2-③得：2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=(-393.5 kJmol-1)×2-(-110.5 kJmol-1)×2-(+180kJmol-1)=-746.0kJmol-1，故答案為：2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.0kJmol-1。