Question

【題目】（1）白磷與氧氣可發生如下反應：P4＋5O2===P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。

根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH為 。

（2）同素異形體相互轉化的反應熱相當小而且轉化速率較慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現在可根據蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”觀點來計算反應熱。已知：

①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=－2 983．2 kJ·mol－1

②P(紅磷，s)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2=－738.5 kJ·mol－1

相同狀況下，能量較低的是 ；白磷的穩定性比紅磷 (填“大”或“小”)。

Answer 1

【答案】（1）(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1（3分）

（2）紅磷（2分） 小（2分）

【解析】（1）化學反應的實質是舊鍵斷裂和新鍵形成，其中舊化學鍵斷裂吸收能量，新化學鍵形成釋放能量，化學方程式P4＋5O2===P4O10中有6 mol P—P鍵和5 mol O===O鍵斷裂，同時生成4 mol P===O鍵和12 mol P—O鍵，因此ΔH=(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。

（2）依題意求：P4(白磷，s)===4P(紅磷，s) ΔH=？可設計如下反應過程：P4(白磷，s)→P4O10(s)→4P(紅磷，s)；并把反應②改寫成：P4O10(s)===4P(紅磷，s)＋5O2(g) ΔH3=－4ΔH2，據蓋斯定律有ΔH=ΔH1＋(－4ΔH2)=(－2 983.2＋4×738.5)kJ·mol－1=－29.2 kJ·mol－1，即P4(白磷，s)===4P(紅磷，s)

ΔH=－29.2 kJ·mol－1。白磷轉化為紅磷是放熱反應，白磷穩定性比紅磷小(能量越低越穩定)。