Question

磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物．3.1g的单质磷（P）在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量．
（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是

P₂O₃、P₂O₅

，其相应质量（g）为

2.75、3.55

．
（2）已知单质磷的燃烧热为YkJ/mol，则1mol P与O₂反应生成固态P₂O₃的反应热△H=

-（20X-Y）kJ/mol

．
（3）写出1molP与O₂反应生成固态P₂O₃的热化学方程式：

P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）根据n=

m

M

计算磷与氧气的物质的量，进而确定P原子与O原子的比例关系，据此确定燃烧产物的化学式，若为单一物质，根据质量守恒，该物质的质量等于磷与氧气质量之和，若为混合物，为P₂O₃、P₂O₅，令物质的量分别为xmol、ymol，利用P原子、O原子守恒列方程计算x、y的值，再根据m=nM计算各自质量；
（2）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，根据（1）判断的产物，结合放出的热量计算1molP与O₂反应生成固态P₂O₃的热量；
（3）根据（2）中的计算，结合热化学方程式书写原则进行书写．

解答：解：（1）3.1g的单质磷（P）的物质的量为

3.1g

31g/mol

=0.1mol，3.2g的氧气的物质的量为

3.2g

32g/mol

=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 3x+5y=0.1×2

解得：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；
（2）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，故
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×

1mol

0.05mol

=（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；
（3）由（2）可知，1molP与O₂反应生成固态P₂O₃的热化学方程式：P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol，
故答案为：P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（20X-Y）kJ/mol．

点评：考查反应热的有关计算、热化学方程式的书写等，难度中等，判断生成物的成分是解题的关键，注意理解燃烧热的含义．