22.(12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1 mol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0.80 mol PCl5,反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol,其分解率α1等于________;若反应温度由T1升高到T2,平衡时PCl5的分解率为α2,α2________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__________________________;

(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5ΔH3=________,P和Cl2一起反应生成1 mol PCl5ΔH4________ΔH3(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______________________________________.

解析:本题重点考查化学反应中的能量变化及化学平衡理论.(1)、(2)中ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,不难写出两个热化学方程式.分解率α1=×100%=25%;升温,化学平衡向吸热反应方向移动,因PCl5的分解要吸热,故升温,分解率增大,α21.

(3)降温,化学平衡向放热反应方向移动.

(4)根据盖斯定律:一个化学反应不论是一步完成还是多步完成,其热效应总是相同的.

(5)PCl5和水的反应为水解反应.

答案:(1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)

ΔH=-306 kJ/mol

(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ/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)-399 kJ/mol 等于

(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl

21.(9分)《全球科技经济瞭望》报道了美国氢燃料电池技术的发展.科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源,氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量.

即:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.5 kJ/mol.

(1)试分析“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源的原因

____________________;____________________(指出两个优点即可).

(2)目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取.请写出工业上由天然气与H2O(g)反应制氢气的化学反应方程式____________________.

(3)利用硫-碘热循环法制取氢气也是化学家常用的一种方法,总反应方程式为2H2O2H2↑+O2↑,其循环过程分三步进行:

(a)SO2+I2+H2O―→A(________)+B(________)

(b)A(________)―→________+________

(c)B(________)―→________+________+________

完成以上三步反应,并确定最难进行的反应为________.

(4)目前,有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系,如下图所示:

这是一种最理想的氢能源循环体系,类似于生物的光合作用,太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉.急需化学家研究的是______________________.

解析:(1)氢是宇宙中含量最丰富的元素之一,可提取出无穷无尽的氢气.氢气用作燃料不会污染环境,重量又轻,优点很多.

(2)该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气,获得更多的氢气,必须利用廉价的水来提供氢,而不是直接分解.另外产物是二氧化碳,而不是一氧化碳,这样甲烷的利用率才更高.其反应式为CH4+2H2O(g)CO2+4H2.

(3)(a)SO2+I2+2H2O===2HI+H2SO4

(b)2HIH2+I2

(c)2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O

由于硫酸很稳定,所以反应(c)最难进行.

(4)由图可见,科学家需研究出合适的光分解催化剂,它能在光照下促使水的分解速率加快.

答案:(1)氢气来源广泛,作燃料不会产生污染等(答案合理即可)

(2)CH4+2H2O(g)CO2+4H2

(3)(a)SO2+I2+2H2O===2HI+H2SO4

(b)2HIH2+I2

(c)2H2SO4===2SO2↑+O2↑+2H2O

(4)合适的光分解催化剂,在光照下加快H2O的分解速率

 0  8338  8346  8352  8356  8362  8364  8368  8374  8376  8382  8388  8392  8394  8398  8404  8406  8412  8416  8418  8422  8424  8428  8430  8432  8433  8434  8436  8437  8438  8440  8442  8446  8448  8452  8454  8458  8464  8466  8472  8476  8478  8482  8488  8494  8496  8502  8506  8508  8514  8518  8524  8532  447348 

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