Question

【題目】（1）捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業捕碳劑，它們與CO2可發生如下可逆反應。

反應Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1

反應Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2

反應Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3

則ΔH3 與 ΔH1、ΔH2 之間的關系是：ΔH3＝________。

（2）白磷與氧氣反應生成P4O10 固體 。下表所示是部分化學鍵的鍵能參數：

化學鍵	P—P	P—O	P===O	O===O
鍵能/kJ·mol－1	a	b	c	d

根據右圖的分子結構和有關數據通過計算寫出該反應的熱化學方程式為 。

（3）三聚磷酸可視為三個磷酸分子（磷酸結構式如右下圖）之間脫去兩個水分子產物，其結構式為_________________，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學式為____________。

（4）已知298 K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為：

P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s) ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。

在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應。則所得到的P4O10與P4O6的物質的量之比為________。

Answer 1

【答案】（1）2ΔH2－ΔH1

（2） P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) △H= - ( 4c + 12b - 6a - 5d ) kJ·mol－1

（3），Na5P3O10（4）3∶1

【解析】

試題分析：（1）將反應Ⅰ倒過來書寫：（NH4）2CO3 （aq）2NH3 （l）+H2O （l）+CO2 （g）-△H1

將反應Ⅱ×2：2NH3 （l）+2H2O （l）+2CO2 （g）2NH4HCO3 （aq） 2△H2

得：（NH4）2CO3 （aq）+H2O （l）+CO2 （g）2NH4HCO3 （aq）△H3=2△H2-△H1 ；

（2）依據鍵能的數值可以估算化學反應的熱效應，即△H＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。根據反應P4+5O2═P4O10，并結合物質的結構式可知，白磷分子中含有6個P－P鍵，氧氣中含有1個O＝O鍵，P4O10分子中含有4個P＝O鍵和12個P－O鍵，因此該反應的△H＝6a＋5d－（4c＋12b），因此P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s) △H= - ( 4c + 12b - 6a - 5d ) kJ·mol－1。

（3）三聚磷酸可視為三個磷酸分子之間脫去兩個水分子產物，其結構式為，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學式為Na5P3O10；

（4）設得到的 P4O10 與 P4O6 的物質的量分別為 x mol、y mol。則 x+y=0.5,5x+3y=2.25,解得 x=0.375,y=0.125。物質的量之比為3:1。