题目内容
【题目】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下图所示(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:
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(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_________________________
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5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”)。
【答案】
Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1 PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1 -399 kJ·mol-1 等于
【解析】
根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量分析,结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答,注意盖斯定律的应用;
(1)P和Cl2反应生成PCl3的反应过程中反应焓变为-306 kJ/mol,结合热化学方程式书写方法写出;
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2是中间产物到最终产物反应的逆过程,结合图像书写其热化学方程式;
(3)依据盖斯定律反应焓变和起始和末状态的物质有关,与变化过程无关计算分析。
(1)由图象可知,1mol P(s)和
molCl2(g)需反应放出热量306 kJ的能量,则反应的热化学方程式为
Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1,
故答案为:
Cl2(g)+P(s)===PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1;
(2)由图象可以看出,第二步反应1 mol PCl3(g)和1 mol Cl2(g)生成1 mol PCl5(g),需放热93 kJ·mol-1,则PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式可表示为:PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1
故答案为:PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1;
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5其反应热为△H = 306 kJ/mol + (93 kJ/mol) = 399 kJ/mol,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1 mol PCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的反应热,
故答案为:399 kJmol1;等于。