Question

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0.8molPCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6molPCl₅，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）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=

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）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；
依据分解率=

分解量

起始量

×100%计算；
吸热反应，升高温度平衡向正向移动；
（2）根据化学平衡移动原理分析；
（3）根据盖斯定律计算解答．

解答： 解：（1）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，
在密闭容器中加入0.8molPCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6molPCl₅，分解的PCl₅为0.2mol，分解率=

0.2mol

0.8mol

×100%=25%；
PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ?mol^-1，为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，所以分解率α₂大于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，
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）根据盖斯定律，P和Cl₂分两步反应和一步反应生成PCl₅的△H应该是相等的，P和Cl₂分两步反应生成1 molPCl₅的热化学方程式：
①P（s）+

3

2

Cl₂（g）=PCl₃（g）；△H₁=-306 kJ/mol，
②Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）；△H₂=-93 kJ/mol；
依据盖斯定律可知：①+②得：P（s）+

5

2

Cl₂（g）=PCl₅（g），△H=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，
故答案为：-399kJ?mol^-1．

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，题目综合性较强，难度中等，明确热化学方程式书写方法和盖斯定律求反应热的方法是解题关键，侧重考查学生分析问题、解决问题的能力．