Question

6．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）．根据图回答下列问题：
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．
（1）上述分解反应是一个可逆反应．压强P₁时，在密闭容器中加入0.80mol PCl₅，反应达到平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于25%；若体系压强由P₁升高到P₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂小于α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1．
（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）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；
（2）α₁=$\frac{{n}_{反}}{{n}_{原}}×100%$进行计算；增大压强，平衡逆向移动，PCl₅的分解率变小；
（3）根据盖斯定律分析，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；
（4）PCl₅与足量水充分反应，最终生成磷酸和盐酸．

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，
故答案为：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1；
（2）α₁=$\frac{{n}_{反}}{{n}_{原}}×100%$=$\frac{0.8mol-0.6mol}{0.8mol}$×100%=25%；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α₂ 小于α₁，
故答案为：25%；小于；
（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：
P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）△H₁=-306 kJ/mol，
Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₂=-93 kJ/mol；
P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的△H₃=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，
由图象可知，P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=399kJ/mol，
故答案为：-399kJ•mol^-1；
（4）PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为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．