Question

磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物P₂O₃和P₂O₅．3.1克的單質(zhì)磷在3.2克的氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，并放出X kJ熱量．
（1）通過計算確定反應(yīng)產(chǎn)物的組成（用化學(xué)式表示）是

 

，其相應(yīng)的質(zhì)量（g）為

 

．
（2）已知單質(zhì)磷的燃燒熱為Y kJ/mol，則1mol磷與氧氣反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的反應(yīng)熱△H=

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：基本概念與基本理論,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）根據(jù)n=

m

M

計算磷與氧氣的物質(zhì)的量，進而確定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原子守恒列方程計算x、y的值，再根據(jù)m=nM計算各自質(zhì)量；
（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，根據(jù)（1）判斷的產(chǎn)物，結(jié)合放出的熱量計算1molP與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的熱量；

解答： 解：（1）3.1g的單質(zhì)磷（P）的物質(zhì)的量為

3.1g

31g/mol

=0.1mol，3.2g的氧氣的物質(zhì)的量為

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×

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，
故答案為：-（20X-Y）kJ/mol；

點評：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，難度不大，運用蓋斯定律進行簡單計算是高考的熱點．