题目内容
(本题共10分)白磷、红磷是磷的两种同素异构体,在空气中燃烧得到磷的氧化物,空气不足时生成P4O6,空气充足是生成P4O10。
(1)已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为:
P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1= -2983.2 kJ•mol-1,
P(s,红磷)+ 5/4O2(g)=1/4 P4O10(s) ΔH2= -738.5 kJ•mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
(2)已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH= -1638kJ•mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况下),控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为 ,反应过程中放出的热量为为 。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下的化学键的键能(KJ/mol):P-P 198,Cl-Cl 243,P-Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH = 。
(本题共10分)P4(s,白磷) = 4P(s,红磷) ΔH= -29.2 kJ•mol-1(2分)
(2)3:1 (3分) ;1323.45 kJ (2分) (3)-1326kJ•mol-1(3分)
【解析】(1)根据盖斯定律可知,①-②×4即得到P4(s,白磷) = 4P(s,红磷) ,所以ΔH=-2983.2 kJ•mol-1+738.5 kJ•mol-1×4=-29.2 kJ•mol-1。
(2)设所得到的P4O10和P4O6的物质的量分别是x和y。50.4L氧气(标准状况下)是2.25mol,62g白磷是0.5mol,则x+y=0.5mol、3y+5x=2.25,解得x=0.375mol,y=0.125mol,所以二者的物质的量之比是3︰1;最终放出的热量是2983.2 kJ•mol-1×0.375mol+1638kJ•mol-1×0.125mol=1323.45kJ。
(3)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以该反应的反应热是198kJ/mol×6+6×243kJ/mol-4×3×331kJ/mol=-1326kJ/mol。