Question

（10分）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），根据下图回答下列问题：

（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0.8mol PCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl₅，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）写出固体磷和氯气生成PCl₅的热化学方程式：                                。

（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                                     ；

Answer

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

（2）2P(s)+ 5Cl2(g)= 2PCl5(g)；△H=-798KJ/mol

（3）PCl3和Cl2反应，温度过高平衡逆向移动不利于PCl5的生成。

【解析】（1）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H

＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1；分解率α1＝

×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，

所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。即：α2＞α1。

 (2）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即△H3

＝－399kJ·mol－1。所以固体磷和氯气生成PCl5的热化学方程式为2P(s)+ 5Cl2(g)= 2PCl5(g)

△H=-798KJ/mol。

(3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。