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Y 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

（1）P₂O₅    P₂O₃    3.55   3.75  （2）-（20X-Y）kJ/mol
（3）P(s)+3/4O₂(g)=1/2P₂O₃(s) ΔH＝－（20X-Y）kJ/mol

本題將磷的化學性質、燃燒熱、熱化學方程式等定性知識和物質的量計算、反應熱計算及二元混合物等基本定量計算有機結合在一起，計算整題計算量不大，更多的是對化學基本概念、元素性質的理解考查，還化學計算的本來面目。
（1）設P₂O₃和P₂O₅的物質的量分別是x和y，則2x＋2y＝0.1mol、3x＋5y＝0.2mol，解得x＝y＝0.025mol，所以P₂O₃和P₂O₅的質量分別是.355g和3.75g。
（2）燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，所以有P(s)+5/4O₂(g)=1/2P₂O₅(s) ΔH＝－YkJ/mol。所以生成0.025molP₂O₅(s) 放出的熱量是0.05YkJ，因此生成0.025molP₂O₃(s) 放出的熱量是（X－0.05Y）kJ。則生成0.5molP₂O₃(s) 放出的熱量是（X－0.05Y）kJ×20，所以1mol P與O₂反應生成固態P₂O₃的反應熱ΔH＝－（20X-Y）kJ/mol。
（3）根據（2）可知，該反應的熱化學方程式是P(s)+3/4O₂(g)=1/2P₂O₃(s) ΔH＝－（20X-Y）kJ/mol。