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首届化工总控工竞赛题库2021.06
950
单选题

27、在标准条件下石墨燃烧反应的焓变为-393.7kJ·mol-1,金刚石燃烧反应的焓变为-395.6kJ·mol-1,则石墨转变为金刚石反应的焓变为kJ×mol-1。()

A
-789.3
B
0
C
1.9
D
-1.9

答案解析

正确答案:C

解析:


好的,让我们一起来解析这道题目。

首先,我们需要了解焓变的概念。焓变是指在化学反应过程中,反应物和生成物之间的能量差。在这个问题中,我们有两个已知的焓变值:

1. 石墨燃烧反应的焓变为 -393.7 kJ·mol^-1。
2. 金刚石燃烧反应的焓变为 -395.6 kJ·mol^-1。

我们的目标是找出石墨转变为金刚石反应的焓变。

根据热力学第一定律,一个系统的内能变化等于它吸收的热量减去它对外做的功。在化学反应中,这个定律可以用来计算反应的焓变。如果我们考虑石墨和金刚石这两种碳的同素异形体,我们可以通过以下步骤来计算它们之间的焓变:

- 当石墨燃烧时,它变成了二氧化碳,释放出 -393.7 kJ 的能量。
- 当金刚石燃烧时,它也变成了二氧化碳,释放出 -395.6 kJ 的能量。

如果我们把这两个过程结合起来,我们可以想象一个过程,其中石墨直接转变为金刚石,然后再燃烧生成二氧化碳。这个过程中,石墨转变为金刚石的能量变化可以通过以下方式计算:

石墨(石墨燃烧) → 二氧化碳(释放 -393.7 kJ)
金刚石(金刚石燃烧) → 二氧化碳(释放 -395.6 kJ)

如果我们把金刚石燃烧的焓变加到石墨燃烧的焓变上,我们得到的是石墨直接燃烧到二氧化碳的总焓变。但是,我们想要的是石墨转变为金刚石的能量变化,所以我们需要从总焓变中减去金刚石转变为二氧化碳的焓变。

因此,石墨转变为金刚石的焓变 = 石墨燃烧的焓变 - 金刚石燃烧的焓变
= -393.7 kJ/mol - (-395.6 kJ/mol)
= -393.7 kJ/mol + 395.6 kJ/mol
= 1.9 kJ/mol

所以,石墨转变为金刚石反应的焓变是 1.9 kJ/mol,对应的选项是 C。

为了更好地理解这个概念,我们可以想象一个简单的例子:如果你有一个热气球,它从地面上升到一定高度,然后下降到另一个高度,你可以通过计算上升和下降的热量变化来找出气球在两个高度之间的净热量变化。在这个问题中,石墨和金刚石就像是热气球,而燃烧反应就像是上升和下降的过程。通过计算这两个过程的焓变,我们就能找到石墨转变为金刚石的焓变。
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