Question

白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P₄O₆，空气充足时生成P₄O₁₀。

(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P₄(s，白磷)＋5O₂(g)===P₄O₁₀(s)  ΔH₁＝－2 983.2 kJ·mol^－1

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

则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。

(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P₄(s，白磷)＋3O₂(g)===P₄O₆(s)

ΔH＝－1 638 kJ·mol^－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P₄O₁₀与P₄O₆的物质的量之比为________，反应过程中放出的热量为________。

已知白磷和PCl₃的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能

(kJ·mol^－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

则反应P₄(s，白磷)＋6Cl₂(g)===4PCl₃(s)的反应热ΔH＝________。

Answer

(1)P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1

(2)3∶1 1 323.45 kJ (3)－1 326 kJ·mol－1

【解析】 (1)根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应×4，可得：P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1－(－738.5 kJ·mol－1)×4＝－29.2 kJ·mol－1。(2)n(白磷)＝62/124＝0.5 mol，n(O2)＝50.4/22.4＝2.25 mol，设得到的P4O10与P4O6的物质的量分别为x mol、y mol。则x＋y＝0.5,5x＋3y＝2.25，解得x＝0.375 mol，y＝0.125。反应过程中放出的热量为2 983.2 kJ

·mol－1×0.375 kJ·mol－1＋1 638 kJ·mol－1×0.125 mol＝1 323.45 kJ。(3)根据图示，1分子P4、PCl3中分别含有6个P—P键、3个P—Cl键，反应热为断裂6 mol P—P键、6 mol Cl—Cl键吸收的能量和形成12 mol P—Cl键放出的能量之差，即ΔH＝(6×198 kJ·mol－1＋6×243 kJ·mol－1)－12×331 kJ·mol－1＝－1 326 kJ·mol－1。