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·mol－1

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

則該溫度下白磷轉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＝－1638 kJ·mol－1。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的分子結構如圖，現提供以下化學鍵的鍵能（kJ·mol－1）：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·mol－1

（2）3∶1 1323.45 kJ

（3）－1326 kJ·mol－1

【解析】

試題分析：：（1）P4（s，白磷）+5O2（g）=P4O10（s）△H1=-2983.2kJ/mol…①

P（s，紅磷）+5/4O2（g）=1/4P4O10（s）△H2=-738.5kJ/mol，…②

根據蓋斯定律：①-②×4可得：P4（s，白磷）=4P（s，紅磷）

△H=（-2983.2kJ/mol）-（-738.5kJ）×4=-29.2kJ/mol；

熱化學方程式為：P4（s，白磷）=4P（s，紅磷）△H=-29.2kJ/mol；

（2）在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣（標準狀況），白磷中磷原子物質的量==2mol原子，氧氣物質的量==2.25mol，含有4.5mol氧原子；依據原子守恒列式計算：設P4O10物質的量為x，P4O6物質的量為y

4x+4y=2

5x+3y=2.25

計算出x=0.375mol，

y=0.125mol

最后生成0.375molP4O10，0.125molP4O6mol，故物質的量之比為3：1；

P4（白磷，s）+3O2（g）═P4O6（s）△H=-1 638kJmol-1；

P4（白磷，s）+5O2（g）═P4O10（s）△H1=-2 983.2kJmol-1；

放出的熱量=0.375mol×（-2983.2KJ/mol）+0.125 mol×（-1638KJ/mol）=1323.45KJ；

（3）已知白磷和PCl3的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能（kJmol-1）：P-P 198，Cl-Cl 243，P-Cl 331．則反應P4（白磷，s）+6Cl2（g）═4PCl3（s）的反應熱△H=198KJ/mol×6+6×243KJ/mol-4×3×331KJ/mol=-1326KJ/mol。