Question

【題目】白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。

（1）已知298 K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為：

P4(s，白磷)+5O2(g) P4O10(s) ΔH1=2 983.2 kJ·mol1

P(s，紅磷)+O2(g)P4O10(s) ΔH2=738.5 kJ·mol1

則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為 。

（2）已知298 K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為P4(s，白磷)+3O2(g) P4O6(s) ΔH= 1 638 kJ·mol1。在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為 ，反應過程中放出的熱量為 。

（3）已知白磷和PCl3的分子結(jié)構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

則反應P4(s，白磷)+6Cl2(g) 4PCl3(s)的反應熱ΔH= 。

Answer 1

【答案】（1）P4(s，白磷) 4P(s，紅磷) ΔH=29.2 kJ·mol1

（2）3∶1 1 323.45 kJ

（3）1 326 kJ·mol1

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應第二個反應×4，可得：P4(s，白磷) 4P(s，紅磷) ΔH=2 983.2 kJ·mol1(738.5 kJ·mol1)×4=29.2 kJ·mol1。

（2）n(白磷)= =0.5(mol)，n(O2)= =2.25(mol)，設得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol。則x+y=0.5，5x+3y=2.25，解得x=0.375，y=0.125。反應過程中放出的熱量為2 983.2 kJ·mol1×0.375 mol+ 1638 kJ·mol1×0.125 mol=1 323.45 kJ。

（3）根據(jù)圖示，1分子P4、PCl3中分別含有6個P—P鍵、3個P—Cl鍵，反應熱為斷裂6 mol P—P鍵、6 mol Cl—Cl鍵吸收的能量和形成12 mol P—Cl鍵放出的能量之差，即ΔH=(6×198 kJ·mol1+6×243 kJ·mol1)

12×331 kJ·mol1=1 326 kJ·mol1。

【備注】解答本題時，第（2）問的關鍵是根據(jù)原子守恒確定反應產(chǎn)物，第（3）問的關鍵是分析P4和PCl3分子中的化學鍵情況。