Question

【題目】Ⅰ、金剛石和石墨均為碳的同素異形體，它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳，在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳，反應中放出的熱量如圖所示。

（1）在通常狀況下,金剛石和石墨相比較, （填”金剛石”或”石墨”）更穩(wěn)定，石墨的燃燒熱為 。

（2）12 g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36 g，該過程放出的熱量為 。

Ⅱ、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3.1 g的單質(zhì)磷（P）在3.2 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，放出X kJ熱量。

（3）寫出兩種磷的氧化物對應的質(zhì)量（g）為 、 。

（4）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，寫出1mol P與O2反應生成固態(tài)P2O3的熱化學方程式 。

Answer 1

【答案】

（1）石墨；-393.5kJ/mol

（2）252.0kJ

（3）P2O3、2.75g; P2O5、3.55g；

（4）-（20X-Y）kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）圖象分析金剛石能量高于石墨，能量越低越穩(wěn)定，所以說明石墨穩(wěn)定，圖象分析1mol石墨完全燃燒生成1mol二氧化碳放出的熱量為393.5kJ，則石墨的燃燒熱為393.5kJmol-1；故答案為：石墨；393.5kJmol-1；

（2）12g石墨物質(zhì)的量為1mol，在一定量空氣中燃燒，依據(jù)元素守恒，若生成二氧化碳質(zhì)量為44g，若生成一氧化碳質(zhì)量為28g，生成氣體36g，28g＜36g＜44g，判斷生成的氣體為一氧化碳和二氧化碳氣體，設一氧化碳物質(zhì)的量為x，二氧化碳物質(zhì)的量為（1-x）mol，28x+44（1-x）=36g，x=0.5mol，二氧化碳物質(zhì)的量為0.5mol；依據(jù)圖象分析，C（石墨，s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5 kJmol-1 ；C（石墨，s）+O2（g）═CO（g）△H=-110.5 kJmol-1 ，生成二氧化碳和一氧化碳混合氣體放出熱量=393.5 kJmol-1 ×0.5mol+110.5 kJmol-1 ×0.5mol=252KJ；12g石墨在一定量空氣中燃燒，生成氣體36g，該過程放出的熱量為252.0kJ；故答案為：252.0 kJ；

（3）3.1g的單質(zhì)磷（P）的物質(zhì)的量為=0.1mol，3.2g的氧氣的物質(zhì)的量為=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；

（4）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，反應中生成0.025molP2O3，需要磷0.05mol，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反應生成固態(tài)P2O3放出的熱量為（X-0.05Y）kJ×=（20X-Y）kJ，故1mol P與O2反應生成固態(tài)P2O3的反應熱△H=-（20X-Y）kJ/mol，故答案為：-（20X-Y）kJ/mol。