Question

（10分）红磷 P （s）和 Cl₂（g）发生反应生成 PCl₃（g）和 PCl₅（g）。如图所示（图中的△H表示生成 l mol 产物的数据）。

根据上图回答下列问题：

（1）P和CI₂反应生成 PC1₃ 的热化学方程式是______________________________；

（2）PC1₅分解成 PC1₃ 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 T_l 时，在密闭容器中加人 0.80 mol PC1₅ ，反应达平衡时 PC1₅ 还剩 0.60 mol ，其分解率 a_l 等于_________________；若反应温度由 T_l 升高到T₂，平衡时 PC1₅ 的分解率为a₂，a₂_________ a_l （填“大于”、“小于”或“等于”） ；

（3）工业上制备 PC1₅ 通常分两步进行，先将 P 和 C1₂ 反应生成中间产物 PC1₃ ，然后降温，再和Cl₂ 反应生成 PCl₅ 。原因是___________________________________

______________________________________________________；

（4）P 和 C1₂ 分两步反应生成 1 mol PC1₅ 的△H₃==__________________，一步反应生成 1 molPC1₅ 的△H₄____________△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）PC1₅ 与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是

______________________________________________________________________。

Answer

（1）2P（s） + 3Cl2（g）=2PCl3（g）；△H =－612kJ/mol            

（2）PCl5（g）=PCl3（g） + Cl2（g）；△H=+93kJ/mol    25%   大于     

（3） 两步反应都是放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解         

（4） －399kJ/mol     等于                   

（5）PCl5 + 4H2O=H3PO4 + 5HCl               

【解析】根据图示数据可以判断P和CI2生成 PC13为放热反应，而PC15分解成PC13和Cl2为吸热反应，并可写出对应热化学方程式，2P（s） + 3Cl2（g）=2PCl3（g）；△H =－612kJ/mol  PCl5（g）=PCl3（g） + Cl2（g）；△H= +93kJ/mol；反应的PCl5是0.8－0.6=0.2mol转化率可以求得为25%，由于PC15分解反应为吸热反应，升温分解率增大；由图示数据可知，P→PCl3和PCl3→PCl5的反应都是放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解，故工业上制备 PC15 通常分两步进行。根据盖斯定律可以求得△H3=△H1+△H2=－399kJ/mol。PC15与足量水反应，相当于水解，最终得到H3PO4 和HCl两种酸。