Question

白磷（P₄）是正四面體構型的分子，當與氧氣作用形成P₄O₁₀時，每兩個磷原子之間插入一個氧原子，此外，每個磷原子又以雙鍵結合一個氧原子．如圖：
化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程．現提供以下化學鍵的鍵能（kJ?mol^-1）．P-P鍵：198kJ?mol^-1；P-O鍵：360kJ?mol^-1；O=O鍵498kJ?mol^-1；P=O鍵585kJ?mol^-1．
（1）試根據這些數據，計算出以下反應的反應熱△H的值：P₄（白磷）+5O₂═P₄O₁₀
（2）P₄O₁₀極易與水化合，反應過程可表示為如下形式：P-O-P+H₂O→2P-OH．若每個P₄O₁₀分子與四個水分子發生化合反應，寫出該反應的化學方程式

 

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Answer 1

考點：反應熱和焓變

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）先根據題中信息分析出P₄O₁₀的分子結構中含有的P-O鍵和P=O鍵個數，然后利用△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和及題中數據計算出反應P₄（s）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）中的燃燒熱．
（2）依據原子守恒寫出化學方程式即可．

解答： 解：（1）由P₄的分子結構和P₄（s）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）的物質變化，在P₄O₁₀分子中只存在P-O和P=O兩種共價鍵，P₄O₁₀中P顯+5價、O顯-2價等事實可知，在P₄分子結構的基礎上，每2個P原子之間插入1個O原子形成2個P-O鍵，每個P原子再結合1個O原子形成P=O鍵，就構成了P₄O₁₀的分子結構，所以在1個P₄O₁₀分子中共有12個P-O鍵、4個P=O鍵；則反應P₄（s，白磷）+5O₂（g）=P₄O₁₀（s）中的燃燒熱為：
△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=6×198 kJ?mol^-1+5×498 kJ?mol^-1-（12×360kJ?mol^-1+4×585kJ?mol^-1）=-2982kJ?mol^-1，
故答案為：-2982kJ?mol^-1；
（2）據原子守恒，每個P₄O₁₀分子與四個水分子發生化合反應的方程式為：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇，故答案為：P₄O₁₀+4H₂O=2H₄P₂O₇．

點評：本題考查熱化學方程式書寫、據鍵能求算反應熱、據原子守恒書寫化學方程式，題目有一定難度．