Question

14．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）．
根据如图回答下列问题：
（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．若反应压强由P₁升高到P₂，则平衡时PCl₅的分解率，将变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（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）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．

Answer 1

分析 （1）由图可知P（s）+32Cl₂（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；
（2）PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应，△H=+93 kJ/mol，增大压强，平衡逆向移动，PCl₅的分解率变小；
（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，降温有利于PCl₅（g）的生成；
（4）PCl₅能与水相反相成，发生非氧化还原反应，生成盐酸和磷酸．

解答 解：（1）根据图示P（s）+32Cl₂（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）+32Cl₂（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，增大压强，平衡逆向移动，PCl₅的分解率变小，
故答案为：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93 kJ/mol；变小；
（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，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）PCl₅能与水相反相成，发生非氧化还原反应，生成盐酸和磷酸，反应方程式为：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl，故答案为：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

点评 本题考查较为综合，多角度考查反应热和化学方程式的书写、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识，为高考常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等．