磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷(P)在3.2 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。
(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是 ,其相应的质量(g)为 。
(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol,则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH= 。
(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式:
(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
本题将磷的化学性质、燃烧热、热化学方程式等定性知识和物质的量计算、反应热计算及二元混合物等基本定量计算有机结合在一起,计算整题计算量不大,更多的是对化学基本概念、元素性质的理解考查,还化学计算的本来面目。
(1)设P2O3和P2O5的物质的量分别是x和y,则2x+2y=0.1mol、3x+5y=0.2mol,解得x=y=0.025mol,所以P2O3和P2O5的质量分别是.355g和3.75g。
(2)燃烧热是在一定条件下,1mol可燃物完燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,所以有P(s)+5/4O2(g)=1/2P2O5(s) ΔH=-YkJ/mol。所以生成0.025molP2O5(s) 放出的热量是0.05YkJ,因此生成0.025molP2O3(s) 放出的热量是(X-0.05Y)kJ。则生成0.5molP2O3(s) 放出的热量是(X-0.05Y)kJ×20,所以1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH=-(20X-Y)kJ/mol。
(3)根据(2)可知,该反应的热化学方程式是P(s)+3/4O2(g)=1/2P2O3(s) ΔH=-(20X-Y)kJ/mol。