Question

3．磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物P₂O₃和P₂O₅，P₂O₅在通常狀態(tài)下穩(wěn)定．已知3.1g的單質(zhì)磷（P）在3.2g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，放出X kJ熱量．
（1）寫出兩種磷的氧化物對(duì)應(yīng)的質(zhì)量（g）為P₂O₃、P₂O₅、2.75g、3.55g．
（2）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，寫出1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的熱化學(xué)方程式P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算磷與氧氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定P原子與O原子的比例關(guān)系，據(jù)此確定燃燒產(chǎn)物的化學(xué)式，若為單一物質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒，該物質(zhì)的質(zhì)量等于磷與氧氣質(zhì)量之和，若為混合物，為P₂O₃、P₂O₅，令物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用P原子、O原子守恒列方程計(jì)算x、y的值，再根據(jù)m=nM計(jì)算各自質(zhì)量；
（2）先寫出磷的燃燒熱化學(xué)反應(yīng)方程式和.1g的單質(zhì)磷（P）在3.2g的氧氣中燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式，將方程式進(jìn)行整理得出磷燃燒生成三氧化二磷的熱化學(xué)反應(yīng)方程式，其焓變相應(yīng)改變．

解答 解：（1）3.1g的單質(zhì)磷（P）的物質(zhì)的量為$\frac{3.1g}{31g/mol}$=0.1mol，3.2g的氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol，故P原子與O原子的數(shù)目之比為0.1mol：0.1mol×2=1：2，2：5＜1：2＜2：3，故反應(yīng)產(chǎn)物為P₂O₃、P₂O₅，令物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
2x+2y=0.1      ①
3x+5y=0.1×2   ②
解①②得：x=0.025mol，y=0.025mol
故P₂O₃的質(zhì)量為0.025mol×110g/mol=2.75g，
P₂O₅的質(zhì)量為0.025mol×142g/mol=3.55g，
故答案為：P₂O₃、P₂O₅；2.75g、3.55g；
（2）單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態(tài)P₂O₅放出的熱量為YkJ，反應(yīng)中生成0.025molP₂O₅，需要磷0.05mol，故0.05mol磷燃燒生成生成固態(tài)P₂O₅放出的熱量為0.05YkJ，反應(yīng)中生成0.025molP₂O₃，需要磷0.05mol，故
所以0.05mol磷燃燒生成生成固態(tài)P₂O₃放出的熱量為XkJ-0.05YkJ=（X-0.05Y）kJ，所以1molP與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃放出的熱量為（X-0.05Y）kJ×$\frac{1mol}{0.05mol}$
=（20X-Y）kJ，故1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的反應(yīng)熱△H=-（20X-Y）kJ/mol，熱化學(xué)方程式為P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）KJ/mol．
故答案為P（s）+$\frac{3}{4}$O₂（g）=$\frac{1}{2}$P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）KJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了磷燃燒產(chǎn)物的判斷及熱化學(xué)方程式的書寫，側(cè)重于考查學(xué)生的分析、計(jì)算能力，難度不大，運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算是高考的熱點(diǎn)．