Question

【題目】磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態氧化物。6.2 g的單質磷（P）在6.4 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出a kJ熱量。

（1）通過計算確定反應產物的組成（用化學式表示）是 ，其相應的質量（g）為 。

（2）已知單質磷的燃燒熱為b kJ/mol，則1mol P與O2反應生成固態P2O3的反應熱ΔH＝ 。

（3）寫出1mol P與O2反應生成固態P2O3的熱化學方程式： 。

Answer 1

【答案】（1）P2O3、P2O5 P2O3 5.5g P2O5 7.1g

（2）-（10a-b）kJ/mol

（3）P（s）+3/4O2（g）=1/2P2O3（s）△H=-（10a-b）kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）6.2g的單質磷（P）的物質的量為6.2g÷31g·mol-1=0.2mol，6.4g的氧氣的物質的量為6.4g÷32g·mol-1==0.2mol，故P原子與O原子的數目之比為0.2mol：0.2mol×2=1：2，2：5＜1：2＜2：3，故反應產物為P2O3、P2O5，令物質的量分別為xmol、ymol，則：2x+2y=0.2、3x+5y=0.2×2=0.4；解得：x=0.05mol，y=0.05mol，故P2O3的質量為0.05mol×110g/mol=5.5g，P2O5的質量為0.05mol×142g/mol=7.1g；

（2）單質磷的燃燒熱為bkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態P2O5放出的熱量為bkJ，反應中生成0.05molP2O5，需要磷0.1mol，故0.1mol磷燃燒生成生成固態P2O5放出的熱量為0.1bkJ，反應中生成0.05molP2O3，需要磷0.1mol，所以0.1mol磷燃燒生成生成固態P2O3放出的熱量為akJ-0.1bkJ=（a-0.1b）kJ，所以1molP與O2反應生成固態P2O3放出的熱量為（a-0.1b）kJ×1mol/0.1mol=（10a-b）kJ，故1molP與O2反應生成固態P2O3的反應熱△H=-（10a-b）kJ/mol；

（3）由（2）可知，1molP與O2反應生成固態P2O3的熱化學方程式：P（s）+3/4O2（g）=1/2P2O3（s）△H=-（10a-b）kJ/mol。