Question

白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P₄O₆，空氣充足時生成P₄O₁₀。

(1)已知298 K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為P₄(s，白磷)＋5O₂(g)===P₄O₁₀(s)  ΔH₁＝－2 983.2 kJ·mol^－1

P(s，紅磷)＋O₂(g)===P₄O₁₀(s)  ΔH₂＝－738.5 kJ·mol^－1

則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為_______________________

_______________________________________________________________。

(2)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(zhì)的量之比為________，反應過程中放出的熱量為________。

(3)已知白磷和PCl₃的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能(kJ·mol^－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。則反應P₄(s，白磷)＋6Cl₂(g)===4PCl₃(s)的反應熱

ΔH＝________。

Answer 1

解析　(1)根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應－第二個反應×4，可得：P₄(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－2 983.2 kJ·mol^－1－(－738.5 kJ·mol^－1)×4＝－29.2 kJ·mol^－1。(2)n(白磷)＝＝0.5 mol，n(O₂)＝＝2.25 mol，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。反應過程中放出的熱量為2 983.2 kJ

·mol^－1×0.375 mol＋1 638 kJ·mol^－1×0.125 mol＝1 323.45 kJ。(3)根據(jù)圖示，

1分子P₄、PCl₃中分別含有6個P—P鍵、3個P—Cl鍵，反應熱為斷裂6 mol P—P鍵、6 mol Cl—Cl鍵吸收的能量和形成12 mol P—Cl鍵放出的能量之差，即

ΔH＝(6×198  kJ·mol^－1＋6×243 kJ·mol^－1)－12×331 kJ·mol^－1＝－1 326 kJ·mol^－1。

答案　(1)P₄(s，白磷)===4P(s，紅磷)

ΔH＝－29.2 kJ·mol^－1

(2)3∶1　1 323.45 kJ　(3)－1 326 kJ·mol^－1