Question

(9分)红磷P(s)和Cl₂ (g)发生反应生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反应过程和能量关系如图所示
（图中的ΔH表示生成lmol产物的数据）。

根据上图回答下列问题：
（1） PCl₅分解成PCl₃ 和Cl₂的热化学方程式是________                          ______；
上述分解反应是一个可逆反应。温度T₁时，在密闭容器中加人0.80 mol PC1₅，反应达平衡时PC1₅还剩0.60 mol，其分解率α₁等于________；若反应温度由T_l升高到T₂，平衡时PC1₅的分解率α₂为，α₂_______α₁（填“大于”、“小于”或“等于”) ；
（2）工业上制备PCl₅通常分两步进行，先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅原因是_______________________________________________
（3）P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的ΔH₃＝_____________________，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的ΔH₄___________ΔH₃；（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

 ( 1 ) PCl₅(g)==PCl₃(g)＋Cl₂(g)  △H＝+93kJ/ lmol　  25％　（2分）　　　大于（1分）
（2）两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解
（3）－399kJ/ mol（1分）　等于  （1分）

试题分析：（1）五氯化磷的分解过程是吸热的过程，根据图中数据，可得：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g），△H=+93kJ/lmol，
所以该反应的热化学方程式是PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g），△H=+93kJ/lmol。分解率是，由于正反应是吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl₅的分解率增大，即α₂大于α₁。
（2）P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃以及三氯化磷和氯气反应生成五氯化磷这两步反应均为放热反应，生成三氯化磷后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅，这样有利于提高产率，防止产物分解，所以正确的为：两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解。
（3）根据图中数据，可得P（s）+Cl₂（g）=PCl₅（g）△H₃＝－306 kJ/mol －93 kJ/mol ＝－399kJ/mol，根据盖斯定律可知，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的焓变和分步反应生成的焓变是相等的，则△H₃＝△H₄＝－399kJ/mol。
点评：该题是高考中的常见考点，属于基础性试题的考查，难度不大，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，特别是根据图像进行的问题分析，有助于培养学生的逻辑思维能力和灵活应变能力。