Question

【題目】（1）白磷與氧氣可發生如下反應：P4＋5O2===P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。

根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH為________________。

（2）同素異形體相互轉化的反應熱相當小而且轉化速率較慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。現在可根據蓋斯提出的“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”觀點來計算反應熱。已知：

①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=－2 983．2 kJ·mol－1

②P(紅磷，s)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH2=－738.5 kJ·mol－1

相同狀況下，能量較低的是________；白磷的穩定性比紅磷________(填“大”或“小”)。

Answer 1

【答案】(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1 紅磷小

【解析】

（1）反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據此計算判斷；

（2）根據蓋斯定律可以計算化學反應的焓變，進而書寫熱化學方程式，比較能量高低；物質具有的能量越低越穩定。

（1）各化學鍵鍵能為P－P a kJ·mol－1、P－O b kJ·mol－1、P＝O c kJ·mol－1、O＝O d kJ·mol－1。反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，所以反應P4＋5O2＝P4O10的反應熱△H=6akJmol-1+5dkJmol-1－（4ckJmol-1+12bkJmol-1）=(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1；

（2）已知：

①P4(白磷，s)＋5O2(g)＝P4O10(s) ΔH1=－2 983．2 kJ·mol－1

②P(紅磷，s)＋5/4O2(g)＝1/4P4O10(s) ΔH2=－738.5 kJ·mol－1

根據蓋斯定律可知①－②×4即得到反應P4(白磷，s)＝4P(紅磷，s)的ΔH=－29.2 kJ·mol－1，這說明白磷轉化為紅磷放熱，因此相同狀況下，能量較低的是紅磷；根據能量越低越穩定可知白磷的穩定性比紅磷小。