Question

5．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=+93kJ•mol^-1．
（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）P和Cl₂分两步反应生成1 mol PCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 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，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）由图象可知，1molP与Cl₂反应生成1molPCl₃放出306kJ的能量；
（2）由图象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量；
（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；
（4）根据盖斯定律：化学反应不管是一步完成，还是分步完成，其化学反应的焓变是一定的．

解答 解：（1）由图象可知，1molP与Cl₂反应生成1molPCl₃放出306kJ的能量，
则反应的热化学方程式为P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ•mol^-1，
故答案为：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ•mol^-1；
（2）由图象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，
则反应的热化学方程式为PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ•mol^-1，
故答案为：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ•mol^-1；
（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）由图象可知，P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/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1molPCl₅的反应热等于P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的反应热．
故答案为：-399kJ•mol^-1；等于．

点评 本题考查热化学方程式的书写以及盖斯定律的应用，题目难度不大，注意正确理解并运用盖斯定律，注意热化学方程式的书写方法．