Question

Ⅰ、金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

（1）在通常状况下,金刚石和石墨相比较,             （填”金刚石”或”石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为               。

（2）12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g，该过程放出的热量为             。

Ⅱ、磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物P₂O₃和P₂O₅ ， P₂O₅在通常状态下稳定。已知3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出X kJ热量。

（3）写出两种磷的氧化物对应的质量（g）为               、                 。

（4）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，写出1mol P与O₂反应生成固态P₂O₃的热化学方程式                        。

Answer

（1）石墨；-393.5kJ/mol

（2）252.0kJ

（3）P2O3、2.75g; P2O5、3.55g；

（4）-（20X-Y）kJ/mol

【解析】

试题分析：（1）图象分析金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以说明石墨稳定，图象分析1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳放出的热量为393.5kJ，则石墨的燃烧热为393.5kJ▪mol-1；故答案为：石墨；393.5kJ▪mol-1；

（2）12g石墨物质的量为1mol，在一定量空气中燃烧，依据元素守恒，若生成二氧化碳质量为44g，若生成一氧化碳质量为28g，生成气体36g，28g＜36g＜44g，判断生成的气体为一氧化碳和二氧化碳气体，设一氧化碳物质的量为x，二氧化碳物质的量为（1-x）mol，28x+44（1-x）=36g，x=0.5mol，二氧化碳物质的量为0.5mol；依据图象分析，C（石墨，s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5 kJ•mol-1 ；C（石墨，s）+O2（g）═CO（g）△H=-110.5 kJ•mol-1 ，生成二氧化碳和一氧化碳混合气体放出热量=393.5 kJ•mol-1 ×0.5mol+110.5 kJ•mol-1 ×0.5mol=252KJ；12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为252.0kJ；故答案为：252.0 kJ；

（3）3.1g的单质磷（P）的物质的量为=0.1mol，3.2g的氧气的物质的量为=0.1mol，故P原子与O原子的数目之比为0.1mol：0.1mol×2=1：2，2：5＜1：2＜2：3，故反应产物为P2O3、P2O5，令物质的量分别为xmol、ymol，则：2x+2y=0.1 ①，3x+5y=0.1×2 ②，解①②得：x=0.025mol，y=0.025mol；故P2O3的质量为0.025mol×110g/mol=2.75g，P2O5的质量为0.025mol×142g/mol=3.55g，故答案为：P2O3、P2O5，2.75g、3.55g；

（4）单质磷的燃烧热为YkJ/mol，即1mol磷完全燃烧生成固态P2O5放出的热量为YkJ，反应中生成0.025molP2O5，需要磷0.05mol，故0.05mol磷燃烧生成生成固态P2O5放出的热量为0.05YkJ，反应中生成0.025molP2O3，需要磷0.05mol，所以0.05mol磷燃烧生成生成固态P2O3放出的热量为XkJ-0.05YkJ=（X-0.05Y）kJ，所以1molP与O2反应生成固态P2O3放出的热量为（X-0.05Y）kJ×=（20X-Y）kJ，故1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热△H=-（20X-Y）kJ/mol，故答案为：-（20X-Y）kJ/mol。

考点：考查了化学反应与能量、盖斯定律、物质稳定性的判断的相关知识。