Question

9．红磷P（s）和Cl₂发生反应生成PCl₃和PCl₅，反应过程和能量关系如下图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．根据图回答下列问题：
（1）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ•mol^-1
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的热化学方程式：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．原因是因为PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成
（4）P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1
P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）红磷和白磷互称为磷元素的同素异形体．

Answer 1

分析 （1）由图可知，生成1molPCl₃放出的热量为306kJ，注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式；
（2）由图象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，结合合化学方程式书写规则进行书写；
（3）PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成；
（4）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，反应热不变，即一步的反应热等于各步反应热之和；
（5）红磷和白磷为磷元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体．

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）因为PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成，故先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅，
故答案为：因为PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成；
（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；
（5）红磷和白磷为磷元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，
故答案为：同素异形体．

点评 本题考查热化学方程式的书写、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．