Question

磷在空氣中充分燃燒，生成X的分子結(jié)構(gòu)如右圖所示．圖中實線表示化學(xué)鍵，圓圈表示原子（不考慮原子體積大小）
（1）由右圖可知，X的分子式為

 

．
（2）X分子內(nèi)的磷原子所形成的空間幾何形狀是

 

．
（3）X分子中共含有P-O-P鍵

 

個．
（4）磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物．31g的單質(zhì)磷（P）在32g氧氣中燃燒，至反應(yīng)物耗盡，放出a kJ熱量．已知單質(zhì)磷（P）的燃燒熱為b kJ/mol，則1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃放出

 

kJ熱量．寫出1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃的熱化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)磷原子最外層電子數(shù)為5，可以形成3個共價單鍵和一個配位鍵，氧原子最外層電子數(shù)為6，可以形成1個配位鍵，確定氧原子和磷原子，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)式確定分子式；
（2）根據(jù)磷原子采取sp³型雜化來分析；
（3）根據(jù)分子結(jié)構(gòu)圖分析P-O-P鍵的數(shù)目；
（4）先根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等判斷其產(chǎn)物；然后寫出磷的燃燒熱化學(xué)反應(yīng)方程式和31g的單質(zhì)磷在32g的氧氣中燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式，將方程式進(jìn)行整理得出磷燃燒生成三氧化二磷的熱化學(xué)反應(yīng)方程式，其焓變相應(yīng)改變．

解答：解：（1）磷原子最外層電子數(shù)為5，可以形成3個共價單鍵和一個配位鍵，氧原子最外層電子數(shù)為6，可以形成1個配位鍵，根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知分子中含有4個磷原子和10個氧原子，即分子式為：P₄O₁₀；
故答案為：P₄O₁₀；
（2）分子中磷原子采取sp³型雜化，所形成的空間幾何形狀是正四面體；
故答案為：正四面體；   
（3）1個P₄O₁₀分子中共含有P-O-P鍵的數(shù)目為6；
故答案為：6；
（4）磷在氧氣中燃燒是氧化還原反應(yīng)，32g氧氣參加反應(yīng)得到電子的物質(zhì)的量=

32g

32g/mol

×4=4mol；
假設(shè)生成的固體是三氧化二磷，磷失去電子的物質(zhì)的量=

31g

31g/mol

×3=3mol，得失電子數(shù)不相等，所以該固體不是純凈的三氧化二磷；
假設(shè)生成的固體是五氧化二磷，磷失去電子的物質(zhì)的量═

31g

31g/mol

×5=5mol，得失電子數(shù)不相等，所以該固體不是純凈的五氧化二磷，失去的電子數(shù)在二者之間，所以生成的固體是兩種固體的混合物，即P₂O₃、P₂O₅，
磷燃燒的熱化學(xué)方程式為：P（s）+

5

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₅ （s）△H=-bKJ/mol①，
31g的單質(zhì)磷（P）在32g的氧氣中燃燒生成三氧化二磷和五氧化二磷的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：
4P（s）+4O₂（g）=P₂O₅（s）+P₂O₃（s）△H=-4aKJ/mol ②，
將方程式

②-①×2

2

得P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（2a-b）KJ/mol，即1mol P與O₂反應(yīng)生成固態(tài)P₂O₃放出（2a-b）kJ熱量，
故答案為：（2a-b）；P（s）+

3

4

O₂（g）=

1

2

P₂O₃（s）△H=-（2a-b）KJ/mol．

點評：本題主要考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵以及燃燒熱的有關(guān)計算，難度較大，注意物質(zhì)結(jié)構(gòu)的掌握．