Question

3．磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca₃（PO₄）₂等形式存在．它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用．
（1）白磷（P₄）可由Ca₃（PO₄）₂、焦炭和SiO₂在一定条件下反应获得．相关热化学方程式如下：
2Ca₃（PO₄）₂（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3 359.26kJ•mol^-1
CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ•mol^-1
2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₃
则△H₃=+2821.6kJ•mol^-1．
（2）焙烧产生的SO₂可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H₁=-197kJ•mol^-1；
H₂O（g）═H₂O（l）△H₂=-44kJ•mol^-1；
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）═2H₂SO₄（l）△H₃=-545kJ•mol^-1．
则SO₃（g）与H₂O（l）反应的热化学方程式是SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．
（3）大气中的部分碘源于O₃对海水中I^-的氧化．O₃将I^-氧化成I₂的过程由3步反应组成：
①I^-（aq）+O₃（g）═IO^-（aq）+O₂（g）△H₁
②IO^-（aq）+H⁺（aq）?HIO（aq）△H₂
③HIO（aq）+I^-（aq）+H⁺（aq）?I₂（aq）+H₂O（l）△H₃
总反应的化学方程式为2I^-+O₃+2H⁺=I₂+O₂+H₂O，其反应热△H=△H₁+△H₂+△H₃．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律将已知热化学方程式变形进行运算得目标方程式，焓变做相应运算求解；
（2）利用盖斯定律，将热化学方程式进行运算，（③-①+②）×$\frac{1}{2}$计算反应的焓变，得到SO₃ （g）与H₂O（l）反应的热化学方程式；
（3）反应为O₃氧化I^-生成I₂，根据盖斯定律①+②+③可得总反应以及△H；

解答 解：（1）①2Ca₃（PO₄）₂（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3359.26kJ•mol^-1
②CaO（s）+SiO₂（s）═CaSiO₃（s）△H₂=-89.61kJ•mol^-1
有盖斯定律可知，①+②×6得2Ca₃（PO₄）₂（s）+6SiO₂（s）+10C（s）═6CaSiO₃（s）+P₄（s）+10CO（g），
所以其反应热△H₃=△H₁+6×△H₂=+3359.26kJ•mol^-1+6×（-89.61kJ•mol^-1）=+2821.6 kJ•mol^-1；故答案为：+2821.6；
（2）2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）△H₁=一197kJ/mol ①
2H₂O （g）=2H₂O（1）△H₂=-44kJ/mol ②
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）=2H₂SO₄（l）△H₃=一545kJ/mol③
利用盖斯定律：（③-①+②）×$\frac{1}{2}$得SO₃ （g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol，
故答案为：SO₃（g）+H₂O（l）=H₂SO₄（l）△H=-130kJ/mol．
（3）将所给的三个反应：①+②+③可得总反应：2I^-（aq）+O₃（g）+2H⁺（aq）=I₂（aq）+O₂（g）+H₂O（l），△H=△H₁+△H₂+△H₃，
故答案为：2I^-+O₃+2H⁺=I₂+O₂+H₂O；△H₁+△H₂+△H₃；

点评 本题考查应用盖斯定律计算反应热、化学平衡常数，比较基础，注意对基础知识的理解掌握．