Question

【題目】（1）磷是地殼中含量較為豐富的非金屬元素，主要以難溶于水的磷酸鹽如Ca3（PO4）2等形式存在。它的單質和化合物在工農業生產中有著重要的應用。

白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下：

2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJmol﹣1

CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJmol﹣1

寫出白磷（P4）由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定條件下反應的熱化學方程式為：_____。

（2）電子工業中清洗硅片上的SiO2（s）的反應為SiO2（s）+4HF（g）═SiF4（g）+2H2O（g）△H（298.15 K）＝﹣94.0 kJmol﹣1△S（298.15 K）＝﹣75.8 Jmol﹣1K﹣1，設△H和△S不隨溫度而變化，此反應自發進行的溫度是_____

Answer 1

【答案】2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJmol﹣1 T＜1240K。

【解析】

（1）根據蓋斯定律①+②×6計算；

（2）反應自發進行的條件是△H﹣T△S=0計算臨界溫度。

（1）Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定條件下反應生成白磷（P4）的化學方程式為2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g），

①2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）═6CaO（s）+P4（s）+10CO（g）△H1＝+3359.26 kJmol﹣1

②CaO（s）+SiO2（s）═CaSiO3（s）△H2＝﹣89.61 kJmol﹣1

根據蓋斯定律①+②×6計算2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）的焓變△H＝+3359.26 kJ/mol+（﹣89.61 kJmol）×6＝+2821.6kJ/mol，

故答案為：2Ca3（PO4）2（s）+6SiO2（s）+10C（s）═6CaSiO3（s）+P4（s）+10CO（g）△H＝+2821.6kJmol﹣1

（2）反應自發進行的條件是△H﹣T△S＜0，△S＜0，則反應自發進行時T1240K，

故答案為：T＜1240K。