Question

磷在空氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物（P₂O₃、P₂O₅）．3.1g單質(zhì)磷（P）在3.2g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，放出xKJ熱量．
（1）通過計(jì)算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成（用化學(xué)式表示）是

 

．其相應(yīng)的質(zhì)量分別為

 

．
（2）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y　KJ/mol，表示磷燃燒的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）固體P₂O₃在氧氣中反應(yīng)生成固體P₂O₅的熱化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)n=

m

M

計(jì)算磷與氧氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定P原子與O原子的比例關(guān)系，據(jù)此確定燃燒產(chǎn)物的化學(xué)式，若為單一物質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒，該物質(zhì)的質(zhì)量等于磷與氧氣質(zhì)量之和，若為混合物，為P₂O₃、P₂O₅，令物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用P原子、O原子守恒列方程計(jì)算x、y的值，再根據(jù)m=nM計(jì)算各自質(zhì)量；
（2）單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態(tài)P₂O₅放出的熱量為YkJ，據(jù)此書寫熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)（1）判斷的產(chǎn)物，結(jié)合放出的熱量計(jì)算1molP與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的熱量，結(jié)合（2）中的計(jì)算，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫原則進(jìn)行書寫．

解答： 解：（1）3.1g的單質(zhì)磷（P）的物質(zhì)的量為

3.1g

31g/mol

=0.1mol，3.2g的氧氣的物質(zhì)的量為

3.2g

32g/mol

=0.1mol，故P原子與O原子的數(shù)目之比為0.1mol：0.1mol×2=1：2，2：5＜1：2＜2：3，故反應(yīng)產(chǎn)物為P₂O₃、P₂O₅，令物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：2x+2y=0.1、3x+5y=0.2，
解得：x=0.025mol，y=0.025mol
故P₂O₃的質(zhì)量為0.025mol×110g/mol=2.75g，
P₂O₅的質(zhì)量為0.025mol×142g/mol=3.55g，
故答案為：P₂O₃、P₂O₅；2.75g、3.55g；
（2）單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態(tài)P₂O₅放出的熱量為YkJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2P（s）+

5

2

O₂（g）=P₂O₅（s）△H=-YKJ/mol，
故答案為：2P（s）+

5

2

O₂（g）=P₂O₅（s）△H=-YKJ/mol；
（3）反應(yīng)中生成0.025molP₂O₃，需要磷0.05mol，所以0.05mol磷燃燒生成生成固態(tài)P₂O₃放出的熱量為XkJ-0.05YkJ=（X-0.05Y）kJ，所以1molP與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃放出的熱量為（X-0.05Y）kJ×

1mol

0.05mol

=（20X-Y）kJ，故1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的反應(yīng)熱△H=-（20X-Y）kJ/mol，
熱化學(xué)方程式為：P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol，
利用蓋斯定律，①2P（s）+

5

2

O2（g）=P₂O₅（s）△H=-YKJ/mol②P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol，
①-②×2得：P₂O₃（s）+O₂（g）=P₂O₅（s）△H=（-3Y+40X）KJ/mol，
故答案為：P₂O₃（s）+O₂（g）=P₂O₅（s）△H=（-3Y+40X）KJ/mol．

點(diǎn)評：本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、熱化學(xué)方程式的書寫等，難度中等，判斷生成物的成分是解題的關(guān)鍵，注意理解燃燒熱的含義．