题目内容

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(如图中的△H表示生成lmol产物的数据).
根据如图回答下列问题:
(1)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
 

上述分解反应是一个可逆反应.温度T1时,在密闭容器中加人0.80mol PC15,反应达平衡时PC15还剩0.60mol,其分解率α1等于
 
;若反应温度由Tl升高到T2,平衡时PC15的分解率α2为,α2
 
α1(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)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
 

(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=
 
,P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的△H4
 
△H3;(填“大于”、“小于”或“等于”)
考点:有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算
专题:
分析:(1)根据图象及反应热知识,根据热化学反应方程式的书写原则及化学平衡知识分析,热化学方程式书写要求:注明各物质的聚集状态,判断放热反应还是吸热反应,反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系,△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;
(2)根据盖斯定律分析,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;
(3)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)热化学方程式书写要求:注明各物质的聚集状态,判断放热反应还是吸热反应,反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系,△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,
PCl5分解率α1=
0.8mo-0.6mol
0.8mol
×100%=25%.PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)是吸热反应;升高温度向吸热反应方向移动,正反应(分解反应是吸热反应)是吸热反应,升高温度向正反应方向移动,转化率增大,α2 >α1
故答案为:PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ?mol-1;25%;大于; 
(2)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,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;
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;
(3)根据图中数据,可得P(s)+Cl2(g)=PCl5(g)△-399kJ/mol,依盖斯定律,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的焓变和分步反应生成的焓变是相等的,根据盖斯定律:磷和氯气化学反应不管是一步完成,还是分步完成,其化学反应的焓变相等,
故答案为:-399kJ/mol;等于.
点评:本题考查热化学方程式的书写、化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识.解题中需注意:热化学方程式中没有标注各物质的聚集状态,各物质的物质的量与反应热没有呈现对应的比例关系,不能正确判断放热反应和吸热反应,题目难度中等.
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