Question

17．红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g），继续反应生成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）．
根据上图回答下列问题：
（1）PCl₃分解成P和Cl₂的热化学方程式是PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol．
（2）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0.80mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于25%；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂大于α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（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．原因是两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解；
（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）由图象可知，1molPCl₃分解为1molP与1molCl₂反应吸收306kJ的能量；
（2）分解为PCl₅为0.8mol-0.60mol=0.2mol，进而计算PCl₅的分解率；由图可知，PCl₅的分解反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，PCl₅的分解率增大；
（3）两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解；
（4）PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，生成磷酸与HCl．

解答 解：（1）由图象可知，1molPCl₃分解为1molP与1molCl₂反应吸收306kJ的能量，则PCl₃分解成P和Cl₂的热化学方程式是：PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol，
故答案为：PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol；
（2）分解为PCl₅为0.8mol-0.60mol=0.2mol，PCl₅的分解率α₁=$\frac{0.2mol}{0.8mol}$×100%=25%；
由图可知，PCl₅的分解反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，PCl₅的分解率增大，故α₂＞α₁，
故答案为：25%；大于；
（3）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，是因为：两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解，
故答案为：两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解；
（4）PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，生成磷酸与HCl，反应方程式为：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl，
故答案为：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、热化学方程式等，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力．