Question

磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態氧化物．3.1g的單質磷（P）在3.2g的氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出XkJ熱量．
（1）通過計算確定反應產物的組成（用化學式表示）是

P₂O₃、P₂O₅

，其相應質量（g）為

2.75、3.55

．
（2）已知單質磷的燃燒熱為YkJ/mol，則1mol P與O₂反應生成固態P₂O₃的反應熱△H=

-（20X-Y）kJ/mol

．
（3）寫出1molP與O₂反應生成固態P₂O₃的熱化學方程式：

P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根據n=

m

M

計算磷與氧氣的物質的量，進而確定P原子與O原子的比例關系，據此確定燃燒產物的化學式，若為單一物質，根據質量守恒，該物質的質量等于磷與氧氣質量之和，若為混合物，為P₂O₃、P₂O₅，令物質的量分別為xmol、ymol，利用P原子、O原子守恒列方程計算x、y的值，再根據m=nM計算各自質量；
（2）單質磷的燃燒熱為YkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態P₂O₅放出的熱量為YkJ，根據（1）判斷的產物，結合放出的熱量計算1molP與O₂反應生成固態P₂O₃的熱量；
（3）根據（2）中的計算，結合熱化學方程式書寫原則進行書寫．

解答：解：（1）3.1g的單質磷（P）的物質的量為

3.1g

31g/mol

=0.1mol，3.2g的氧氣的物質的量為

3.2g

32g/mol

=0.1mol，故P原子與O原子的數目之比為0.1mol：0.1mol×2=1：2，2：5＜1：2＜2：3，故反應產物為P₂O₃、P₂O₅，令物質的量分別為xmol、ymol，則：

2x+2y=0.1 3x+5y=0.1×2

解得：x=0.025mol，y=0.025mol
故P₂O₃的質量為0.025mol×110g/mol=2.75g，
P₂O₅的質量為0.025mol×142g/mol=3.55g，
故答案為：P₂O₃、P₂O₅，2.75g、3.55g；
（2）單質磷的燃燒熱為YkJ/mol，即1mol磷完全燃燒生成固態P₂O₅放出的熱量為YkJ，反應中生成0.025molP₂O₅，需要磷0.05mol，故0.05mol磷燃燒生成生成固態P₂O₅放出的熱量為0.05YkJ，反應中生成0.025molP₂O₃，需要磷0.05mol，故
所以0.05mol磷燃燒生成生成固態P₂O₃放出的熱量為XkJ-0.05YkJ=（X-0.05Y）kJ，所以1molP與O₂反應生成固態P₂O₃放出的熱量為（X-0.05Y）kJ×

1mol

0.05mol

=（20X-Y）kJ，故1mol P與O₂反應生成固態P₂O₃的反應熱△H=-（20X-Y）kJ/mol，
故答案為：-（20X-Y）kJ/mol；
（3）由（2）可知，1molP與O₂反應生成固態P₂O₃的熱化學方程式：P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol，
故答案為：P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol．

點評：考查反應熱的有關計算、熱化學方程式的書寫等，難度中等，判斷生成物的成分是解題的關鍵，注意理解燃燒熱的含義．