Question

15．红磷P（s）和O₂（g）发生反应生成P₂O₃（s）和P₂O₅（s），反应过程与能量关系如图所示（图中a、b、c均大于0），请结合途中数据填写：

（1）P（s）和O₂（g）反应生成P₂O₃（s）的热化学方程式2P（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=P₂O₃（s）△H=（a-b）KJ/mol．
（2）P₂O₅（s）分解成P₂O₃（s）和O₂（g）的热化学方程式P₂O₅（s）=P₂O₃（s）+O₂（g）△H=+cKJ/mol．
（3）红磷P（s）的燃烧热为△H=-$\frac{b+c-a}{2}$KJ/mol．
（4）P（s）和O₂（g）分两步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₁与P（s）和O₂（g）一步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₂关系是：△H₂=△H₁（填“＜”、“＞”或“=”）．
（5）6.2g的单质磷P在6.4g氧气中燃烧至反应物耗尽，放出0.1b+0.05c-0.1a kJ热量．

Answer 1

分析 （1）反应能量转化可知，2molP（s）和$\frac{3}{2}$molO₂（g）反应生成1molP₂O₃（s）放热（a-b）KJ，结合热化学方程式书写方法写出，标注物质聚集状态；
（2）图象分析可知，1molP₂O₃（s）和1molO₂（g）反应生成1molP₂O₅（s）放出热量cKJ，所以1molP₂O₅（s）分解成1molP₂O₃（s）和1molO₂（g），反应吸收热量为cKJ；
（3）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，结合热化学方程式和盖斯定律计算得到燃烧的热化学方程式；
（4）依据盖斯定律可知，反应一步进行或几步进行，反应的焓变不变，P（s）和O₂（g）分两步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₁与P（s）和O₂（g）一步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₂关系是相同；
（5）6.2g的单质磷P物质的量=$\frac{6.2g}{31g/mol}$=0.2mol，在6.4g氧气物质的量=$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，磷在氧气中燃烧至反应物耗尽生成P₂O₅（s），结合热化学方程式计算得到；

解答 解：（1）2molP（s）和$\frac{3}{2}$molO₂（g）反应生成1molP₂O₃（s）放热（a-b）KJ，结合热化学方程式书写方法写出2P（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=P₂O₃（s）△H=（a-b）KJ/mol，
故答案为：2P（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=P₂O₃（s）△H=（a-b）KJ/mol；
（2）图象分析可知，1molP₂O₃（s）和1molO₂（g）反应生成1molP₂O₅（s）放出热量cKJ，所以1molP₂O₅（s）分解成1molP₂O₃（s）和1molO₂（g），反应吸收热量为cKJ，反应的热化学方程式为：P₂O₅（s）=P₂O₃（s）+O₂（g）△H=+cKJ/mol，
故答案为：P₂O₅（s）=P₂O₃（s）+O₂（g）△H=+cKJ/mol；
（3）红磷P（s）的燃烧热是指1mol红磷P（s）完全燃烧生成稳定氧化物P₂O₅（s）放出的热量，图象中分析结合热化学方程式：
①2P（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=P₂O₃（s）△H=（a-b）KJ/mol；
②P₂O₅（s）=P₂O₃（s）+O₂（g）△H=+cKJ/mol
依据盖斯定律计算（①-②）×$\frac{1}{2}$得到P（s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₅（s）△H=-$\frac{b+c-a}{2}$KJ/mol，
故答案为：△H=-$\frac{b+c-a}{2}$KJ/mol；
（4）反应一步进行或几步进行，反应的焓变不变，P（s）和O₂（g）分两步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₁与P（s）和O₂（g）一步反应生成1mol P₂O₅（s）的△H₂关系是相同，
故答案为：=；
（5）6.2g的单质磷P物质的量=$\frac{6.2g}{31g/mol}$=0.2mol，在6.4g氧气物质的量=$\frac{6.4g}{32g/mol}$=0.2mol，磷在氧气中燃烧至反应物耗尽生成P₂O₅（s），结合热化学方程式可知磷过量
①2P（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=P₂O₃（s）△H=（a-b）KJ/mol=-（b-a）KJ/mol；
  2       $\frac{3}{2}$        1            （b-a）KJ
  0.2     0.15                  0.1（b-a）KJ
②P₂O₃（s）+O₂（g）=P₂O₅（s）△H=-cKJ/mol
           1                     cKJ
          0.2-0.15              0.05cKJ
共发出热量=0.1（b-a）KJ+0.05cKJ=（0.1b+0.05c-0.1a）KJ；
故答案为：0.1b+0.05c-0.1a．

点评 本题考查反应热的计算，能量变化特征分析，难度不大，判断碳与氧气反应产物中一氧化碳与二氧化碳的物质的量是关键，注意反应热△H的单位与符号，容易忽略．