题目内容

13．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示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．
根所上图回答下列问题：
（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是
P（s）+$\frac{3}{2}$Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306kJ•mol-1；
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）；△H=+93 kJ/mol；
上述分解反应是一个可逆反应．温度T1时，在密闭容器中加入0.80mol Pol5，反应达平衡时，PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于25%；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2大于α1（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）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．原因是两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解
（4）P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3=-399kJ•mol-1
（5）P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的△H4等于△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）．PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl．

分析 （1）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系，根据图示P（s）+Cl2（g）→PCl3（g），反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，由此分析解答；
（2））△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；热化学方程式：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）；△H=+93 kJ/mol，
PCl5分解率α1=$\frac{0.8mol-0.6mol}{0.8mol}$×100%=25%．PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，正反应（分解反应是吸热反应）是吸热反应，升高温度向正反应方向移动，然后得出分解率大小；
（3）Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动；
（4）根据盖斯定律分析；
（5）根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热；PCl5与足量水充分反应，最终生成磷酸和盐酸．

解答 解：（1）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系，根据图示P（s）+Cl2（g）→PCl3（g），反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，热化学方程式为：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306 kJ/mol，
故答案为：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306kJ•mol-1； 
（2）△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；热化学方程式：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）；△H=+93 kJ/mol，
PCl5分解率α1=$\frac{0.8mol-0.6mol}{0.8mol}$×100%=25%．PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，正反应（分解反应是吸热反应）是吸热反应，升高温度向正反应方向移动，转化率增大，α2 ＞α1 ；
故答案为：PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）；△H=+93kJ•mol-1；25%；大于； 
（3）Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl5（g）的生成，
故答案为：两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解；
（4）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：
P（s）+$\frac{3}{2}$Cl2（g）=PCl3（g）；△H1=-306 kJ/mol，
Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g）；△H2=-93 kJ/mol；
P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，
故答案为：-399kJ•mol-1． 
（5）根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热；PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl，
故答案为：等于；PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl．

点评 本题考查热化学方程式的书写、化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识．解题中需注意：热化学方程式中没有标注各物质的聚集状态，各物质的物质的量与反应热没有呈现对应的比例关系，不能正确判断放热反应和吸热反应．

练习册系列答案
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②$\frac{1}{2}$N2（g）+O2（g）═NO2（g）△H2
③$\frac{1}{2}$N2（g）+$\frac{3}{2}$H2（g）═NH3（g）△H3
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（2）请将下列操作按正确的顺序把序号填在横线上
A．用量筒量取浓硫酸             B．反复颠倒摇匀
C．用胶头滴管加水至刻度         D．洗涤所用仪器
E．稀释浓硫酸                   F．将溶液转入容量瓶
其操作的正确顺序为AEFDCB．
（3）简要回答下列问题：
①所需浓H2SO4的体积为13.6mL．
②如果实验室有15mL，20mL，25mL的量筒，选用15mL的量筒最好．量取时发现量筒不干净，用水洗涤后直接量取将使实验最终结果偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
③将浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，不断搅拌的目的是使稀释浓硫酸放出的热量迅速散去．若搅拌过程中有液体飞溅，会使最终结果偏低（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
④在转入容量瓶前烧杯中液体应冷却至室温，否则会使浓度偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同）；洗涤烧杯2-3次，洗液也要转入容量瓶，否则会使浓度偏低；定容时俯视会使结果偏高，仰视会使结果偏低．
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