Question

磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態氧化物。3.1 g的單質磷 (P)在3.2 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出X kJ熱量。

(1)通過計算確定反應物的組成(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Y kJ·mol^-1，則1 mol P與O₂反應生成固態P₂O₃ 的反應熱ΔH=____________。

(3)寫出1 mol P與O₂反應生成固態P₂O₃的熱化學方程式：_____________________________。

Answer 1

(1)P₂O₃、P₂O₅  2.75、3.55 

(2)-(20X-Y)kJ·mol^-1

(3)P(s)+3/4O₂(g)1/2P₂O₃(g)  ΔH=-(20X-Y)kJ·mol^-1

解析：本題以磷的燃燒為載體，考查反應熱、蓋斯定律及熱化學方程式的有關知識。由題意知生成的兩種氧化物分別為P₂O₃和P₂O₅，設生成P₂O₃和P₂O₅所需的P物質的量分別為x、y。根據方程式4P+3O₂2P₂O₃和4P+5O₂2P₂O₅，得x+y=3.1/31,3/4x+5/4y=3.2/32,解得x=0.05  y=0.05。從而求得P₂O₃和P₂O₅的質量分別為2.75 g和3.55 g。由反應熱的定義知1 mol磷單質完全燃燒生成P₂O₅時放出的熱量為Y kJ，則0.05 mol磷單質完全燃燒放出的熱量為0.05Y kJ，則生成0.05 mol P₂O₃時放出的熱量為(X-0.05Y)/ kJ，從而推得1 mol磷單質生成P₂O₃時放出的熱量為(X-0.05Y)/0.05 kJ，即(20X-Y)kJ。