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＝－1638 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        。

(3)已知白磷和PCl₃的分子结构如图，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 1323.45 kJ(3)－1326 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＝－2983.2 kJ·mol－1－(－738.5 kJ·mol－1)×4＝－29.2 kJ·mol－1。

(2)n(白磷)＝＝0.5 mol，n(O2)＝＝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：2983.2 kJ·mol－1×0.375 kJ·mol－1＋1638 kJ·mol－1×0.125 mol＝1323.45 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＝－1326 kJ·mol－1。