Question

5．磷在氧气和氯气中都可以燃烧．
（1）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物（P₂O₃、P₂O₅）．1mol的单质磷（P）在1mol的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出x kJ的热量．计算确定反应产物的组成为P₂O₃、P₂O₅（写分子式）．
己知单质磷在足量的氧气中燃烧的热化学方程式为P（s）+$\frac{5}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₅（s）△H=-y kJ•mol^-1，则31g P与一定量的氧气反应完全生成P₂O₃的热化学方程式为P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（2X-Y）kJ/mol．
（2）白磷与氧气可发生如下反应：P₄+5O₂=P₄O₁₀．已知断裂下列化学键需要吸收能量分别为：P-P kJ•mol^-1、P-O kJ•mol^-1、P=O kJ•mol^-1、O=O kJ•mol^-1．根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H为（6a+5d-4c-12b）kJ•mol^-1．
（3）磷在氯气中燃烧可生成PCl₅、PCl₃，PCl₃的电子式为；PCl₃水解得到的亚磷酸（H₃PO₃）是一种二元弱酸，写出亚磷酸与足量NaOH反应的离子方程式H₃PO₃ +2OH^-=HPO₃^2-+2H₂O；某温度下，0.1mol•L^-1亚磷酸溶液c（H⁺）=2.5×10^-2mol•L^-1，除OH^-之外其他离子浓度由大到小顺序是c（H⁺）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）．

Answer 1

分析 （1）根据P原子与O原子的比例关系确定燃烧产物的化学式，若为单一物质，根据质量守恒，该物质的质量等于磷与氧气质量之和，若为混合物，为P₂O₃、P₂O₅，令物质的量分别为xmol、ymol，利用P原子、O原子守恒列方程计算x、y的值，再根据m=nM计算各自质量；
1mol磷完全燃烧生成固态P₂O₅放出的热量为YkJ，计算1molP与O₂反应生成固态P₂O₃的热量，注明物质的聚集状态与反应热书写热线方程式；
（2）反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，注意每摩尔P₄中含有6molP-P键；
（3）PCl₃中P原子与Cl专家形成1对共用电子对；
 亚磷酸（H₃PO₃）是一种二元弱酸，与足量NaOH反应生成Na₂HPO₃与水，H₃PO₃溶液中氢离子源于H₃PO₃、H₂PO₃^-与水的电离，弱酸的二级电离远远小于一级电离．

解答 解：（1）P原子与O原子的数目之比为1mol：1mol×2=1：2，由于2：5＜1：2＜2：3，故反应产物为P₂O₃、P₂O₅，P₂O₅，令物质的量分别为xmol、ymol，则：
$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=1}\\{3x+5y=1×2}\end{array}\right.$
解得：x=0.25mol，y=0.25mol
1mol磷完全燃烧生成固态P₂O₅放出的热量为YkJ，反应中生成0.25molP₂O₅，需要磷0.5mol，故0.5mol磷燃烧生成生成固态P₂O₅放出的热量为0.5YkJ，反应中生成0.25molP₂O₃，需要磷0.5mol，所以0.5mol磷燃烧生成生成固态P₂O₃放出的热量为XkJ-0.5YkJ=（X-0.5Y）kJ，所以1molP与O₂反应生成固态P₂O₃放出的热量为（X-0.5Y）kJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=（2X-Y）kJ，则31g P与一定量的氧气反应完全生成P₂O₃的热化学方程式为：P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（2X-Y）kJ/mol，
故答案为：P₂O₃、P₂O₅；P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（2X-Y）kJ/mol；
（2）各化学键键能为P-P a kJ•mol^-1、P-O b kJ•mol^-1、P=O c kJ•mol^-1、O=O d kJ•mol^-1．
反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，所以反应P₄+5O₂=P₄O₁₀的反应热△H=6akJ•mol^-1+5dkJ•mol^-1-（4ckJ•mol^-1+12bkJ•mol^-1）=（6a+5d-4c-12b）kJ•mol^-1，
故答案为：（6a+5d-4c-12b）kJ•mol^-1；
（3）PCl₃中P原子与Cl专家形成1对共用电子对，电子式为，
亚磷酸（H₃PO₃）是一种二元弱酸，与足量NaOH反应生成Na₂HPO₃与水，反应离子方程式为：H₃PO₃ +2OH^-=HPO₃^2-+2H₂O，
H₃PO₃溶液中氢离子源于H₃PO₃、H₂PO₃^-与水的电离，弱酸的二级电离远远小于一级电离，故溶液中离子浓度：，
故答案为：；H₃PO₃ +2OH^-=HPO₃^2-+2H₂O；c（H⁺）＞c（H₂PO₃^-）＞c（HPO₃^2-）．

点评 本题考查反应热的有关计算、热化学方程式的书写、弱电解质的电离、离子浓度大小比较、电子式等，属于拼合型题目，注意理解反应热与化学键键能的关系，难度中等．