Question

（10分）红磷P（s）和Cl₂（g）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），根据下图回答下列问题：

（1）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”）；

（2）写出固体磷和氯气生成PCl₅的热化学方程式：                                。

（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                                     ；

 

Answer 1

【答案】

（1）PCl₅(g)=PCl₃(g)+ Cl₂(g)；△H=+93KJ/mol       25%   大于

（2）2P(s)+ 5Cl₂(g)= 2PCl₅(g)；△H=-798KJ/mol

（3）PCl₃和Cl₂反应，温度过高平衡逆向移动不利于PCl₅的生成。

【解析】（1）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。

 (2）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。所以固体磷和氯气生成PCl₅的热化学方程式为2P(s)+ 5Cl₂(g)= 2PCl₅(g)

△H=-798KJ/mol。

(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。