Question

(16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△H表示生成1mol产物的数据）。

根据上图回答下列问题：（1）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式是
                                                                        ；
（2）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，在密闭容器中加入0.80mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0.60 mol，其分解率₁等于          ；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为₂，_{2          1}（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）工业上制备PCl₅通常分两步进行，现将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                                                                         
                                                               ；
（4）P和Cl₂分两步反应生成1 mol PCl₅的△H ₃=              ，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的△H ₄              △H ₃（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（5）PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是
                                                            。

Answer 1

（16分）（1） Cl₂(g)+ P(s)= PCl₃(g)   △H =-306kJ/mol                 
（2）PCl₅(g)= PCl₃(g)+ Cl₂(g)    △H =93kJ/mol                       
25%      大于               
（3）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              
（4）-399kJ/mol           等于                                          
（5）PCl₃+4H₂O=H₃PO₄+5HCl    

试题分析：（1）△H1是磷和氯气反应生成PCl₃的热效应，故热化学方程式为： Cl₂(g)+ P(s)= PCl₃(g) △H =-306kJ/mol； （2）PCl₅分解反应物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反应，△H正值，故为PCl₅(g)= PCl₃(g)+ Cl₂(g) △H =93kJ/mol；转化量为0.2mol，转化量除以起始量0.8mol求得转化率；分解反应为吸热反应，升高温度，平衡向右移动，转化率增大；（3）两步反应均是放热反应，故降温提高产率；（4）△H₃=△H₁+△H₂，故为-399kJ/mol；根据盖斯定律可得不管反应分几步完成，总热效应不变；（5）PCl₃中磷显正价，氯显负价，氯结合水电离出的氢离子生成氯化氢，磷结合水电离出的氢氧根离子生成磷酸。