Question

【题目】Ⅰ．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，____________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：_______________________。注意：石墨用“C(石墨，s)”表示。

(2)在通常状况下，____________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。

(3)6 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体18 g，该过程中放出的热量为______________kJ。

Ⅱ．白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。

(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：

P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1

4P(红磷，s)＋5O2(g)= 4 P4O10(s) ΔH2＝－2954 kJ·mol－1

则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式：4P(红磷，s) ==P4(白磷，s)ΔH＝____________

(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为：P4(白磷，s)＋3O2(g)=P4O6(s) ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为_________________，反应过程中放出的热量为___________kJ。

(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：

P—P：198，Cl—Cl ：243，P—Cl：331。

则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH＝_______________。

Answer 1

【答案】

Ⅰ、(1)金刚石；C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

(2)石墨(3)126

Ⅱ、(1)＋29.2 kJ·mol－1

(2)3∶1；1 323.45

(3)－1 326 kJ·mol－1

【解析】

试题分析：Ⅰ、(1)图象分析可知，金刚石能量高于石墨，等量金刚石和石墨完全燃烧生成二氧化碳时金刚石放热多，石墨燃烧生成二氧化碳放热110.5KJ+283.0KJ=393.5KJ；反应的热化学方程式为：C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ；故答案为：金刚石；C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ；

(2)图象分析金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以说明石墨稳定，故答案为：石墨；

(3)6g石墨物质的量为1mol，在一定量空气中燃烧，依据元素守恒，若生成二氧化碳质量为22g，若生成一氧化碳质量为14g，生成气体18g，14g＜18g＜22g，判断生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体，设一氧化碳物质的量为x，二氧化碳物质的量为(1-x)mol，28x+44(1-x)=18g，x=0.25mol，二氧化碳物质的量为0.25mol；依据图象分析，C(石墨，s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1 ；C(石墨，s)+O2(g)═CO(g) △H=-110.5 kJmol-1

生成二氧化碳和一氧化碳混合气体放出热量=393.5 kJmol-1 ×0.25mol+110.5 kJmol-1 ×0.25mol=126KJ；6g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体18g，该过程放出的热量为126.0kJ；故答案为：126.0 kJ；

Ⅱ、(1)P4(s，白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol…①，P(s，红磷)+O2(g)=P4O10(s) △H2=-738.5kJ/mol，…②，根据盖斯定律：①-②×4可得：P4(s，白磷)=4P(s，红磷) △H=(-2983.2kJ/mol)-(-738.5kJ)×4=-29.2kJ/mol；则4P(s，红磷)=P4(s，白磷)△H=+29.2kJ/mol；故答案为： +29.2kJ/mol；

(2)在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气(标准状况)，白磷中磷原子物质的量==2mol原子，氧气物质的量==2.25mol，含有4.5mol氧原子；依据原子守恒列式计算：设P4O10物质的量为x，P4O6物质的量为y，4x+4y=2，5x+3y=2.25，计算出x=0.375mol，y=0.125mol，最后生成0.375molP4O10，0.125molP4O6mol，故物质的量之比为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；放出的热量=0.375mol×(-2983.2KJ/mol)+0.12 mol×(-1638KJ/mol)=1323.45KJ；故答案为：3：1；1323.45KJ；

(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJmol-1)：P-P 198，Cl-Cl 243，P-Cl 331．则反应P4(白磷，s)+6Cl2(g)═4PCl3(s)的反应热△H=198KJ/mol×6+6×243KJ/mol-4×3×331KJ/mol=-1326KJ/mol；故答案为：-1326KJ/mol。