Question

（10分）红磷P（S）和Cl₂发生反应生成PCl₃和PCl₅，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                                    ；

（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的热化学方程式                                   ；

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0.8mol PCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl₅，其分解率α₁等于           ；

若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅分解率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1mol PCl₅的△H₃=                 ；P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄              △H₃(填“大于”，“小于”或“等于”)；

 

Answer 1

【答案】

(10分)（1）2P(s)+3Cl₂(g)=2PCl₃(g)  △H=－612kJ/mol

(2)PCl₅(g)=PCl₃(g)+Cl₂(g)   △H=＋93kJ/mol   25%   大于

(3)因为PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成。

（4）－399kJ/mol   等于   （5）PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl

【解析】（1）由图可以看出，1molP在Cl₂中完全燃烧放出的热量为306kJ·mol^－1，所以P与Cl₂反应生成PCl₃的热化学反应方程式为P(s)＋3/2Cl₂(g)== PCl₃(g)；△H＝－306kJ·mol^－1。

     (2）中间产物PCl₃和未完全反应的Cl₂的总能量高于最终产物PCl₅的能量，其△H＝－93kJ·mol^－1，所以PCl₅(g==PCl₃(g)＋Cl₂(g)；△H＝＋93kJ·mol^－1；分解率α₁＝×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，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＞α₁。

     (3）由图可知，P与Cl₂反应生成PCl₃，PCl₃和Cl₂进一步反应生成PCl₅，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl₅的生成，防止PCl₅的分解。

     (4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl₅和两步生成PCl₅的总热效应相等，即△H₃＝－399kJ·mol^－1。

     (5）PCl₅与水反应生成H₃PO₄和HCl，化学方程式为：PCl₅＋4H₂O==H₃PO₄＋5HCl。