Question

【題目】（1）捕碳技術(shù)(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(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)。

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

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

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

則ΔH3 與 ΔH1、ΔH2 之間的關(guān)系是：ΔH3＝________。

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

化學(xué)鍵	P—P	P—O	P===O	O===O
鍵能/kJ·mol－1	a	b	c	d

根據(jù)右圖的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。

（3）三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子（磷酸結(jié)構(gòu)式如右下圖）之間脫去兩個(gè)水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為_(kāi)________________，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學(xué)式為_(kāi)___________。

（4）已知298 K時(shí)白磷不完全燃燒的熱化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)狀況)，控制條件使之恰好完全反應(yīng)。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。

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(yīng)Ⅰ倒過(guò)來(lái)書(shū)寫(xiě)：（NH4）2CO3 （aq）2NH3 （l）+H2O （l）+CO2 （g）-△H1

將反應(yīng)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(jù)鍵能的數(shù)值可以估算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，即△H＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。根據(jù)反應(yīng)P4+5O2═P4O10，并結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式可知，白磷分子中含有6個(gè)P－P鍵，氧氣中含有1個(gè)O＝O鍵，P4O10分子中含有4個(gè)P＝O鍵和12個(gè)P－O鍵，因此該反應(yīng)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(gè)磷酸分子之間脫去兩個(gè)水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為，三聚磷酸鈉（俗稱“五鈉”）是常用的水處理劑，其化學(xué)式為Na5P3O10；

（4）設(shè)得到的 P4O10 與 P4O6 的物質(zhì)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(zhì)的量之比為3:1。