Question

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（s，白磷）＋5O2（g）=P4O10（s）ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1；P（s，红磷）＋O2（g）=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298 K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＝－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________。

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

 

Answer 1

（1）P4（s，白磷）=4P（s，红磷）ΔH＝－29.2 kJ·mol－1

（2）3∶1　1 323.45 kJ

（3）－1 326 kJ·mol－1

【解析】（1）根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应×4，可得：P4（s，白磷）=4P（s，红磷）　ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1－（－738.5 kJ·mol－1）×4＝－29.2 kJ·mol－1。（2）n（白磷）＝＝0.5 mol，n（O2）＝＝2.25 mol，设得到的P4O10与P4O6的物质的量分别为x mol、y mol。则x＋y＝0.5，5x＋3y＝2.25，解得x＝0.375 mol，y＝0.125。反应过程中放出的热量为2 983.2 kJ·mol－1×0.375 kJ·mol－1＋1 638 kJ·mol－1×0.125 mol＝1 323.45 kJ。（3）根据图示，1分子P4、PCl3中分别含有6个P—P键、3个P—Cl键，反应热为断裂6 mol P—P键、6 mol Cl—Cl键吸收的能量和形成12 mol P—Cl键放出的能量之差，即ΔH＝（6×198 kJ·mol－1＋6×243 kJ·mol－1）－12×331 kJ·mol－1＝－1 326 kJ·mol－1。