题目内容
【题目】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=-1638 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,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。
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则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)==4PCl3(s)的反应热ΔH= 。
【答案】(1)P4(s,白磷)=4P(s,红磷) ΔH=-29.2 kJ·mol-1
(2)3∶1 1323.45 kJ
(3)-1326 kJ·mol-1
【解析】
试题分析::(1)P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol…①
P(s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(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;
热化学方程式为:P4(s,白磷)=4P(s,红磷)△H=-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)+0.125 mol×(-1638KJ/mol)=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。