Question

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)。

根据右图回答下列问题：

（1）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式__________________________________。

（2）PCl₅分解成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0.80molPCl₅，反应达到平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于___________；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂_____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________________________________________________。

（4）P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃＝______________________，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的△H₄___________△H₃(填“大于”、“小于”或“等于”)。

Answer

（1）P(s)+Cl2(g)PCl3(g)     △H＝－306kJ/mol

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

（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）等于

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ•mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)＋32Cl2(g)＝PCl3(g)   △H＝－306kJ•mol－1。

     (2）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＝（0.80mol－0.60mol）/0.80mol×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。

     (3）根据图像可知，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。

     (4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总的热效应相等，所以△H3＝－306kJ/mol－93kJ/mol＝－399kJ•mol－1。

考点：考查热化学方程式的书写、盖斯定律的应用及有关计算等