Question

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图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）

据图回答下列问题

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

（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的热化学方程式                          ；

上述分解反是一个可逆反应，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”）；

（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1mol PCl₅的△H₃=        ；P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄      △H₃ （填“大于”、“小于”或“等于”），原因是                    。

Answer

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

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

（3）因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成（2分）

（4）－399kJ/mol （2分） 等于（1分），根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的（2分）

【解析】

试题分析：（1）首先写出化学方程式并注明状态，然后根据图中的△H表示生成1mol产物的数据，可求出∆H=2×-306kJ•mol‾1=－612kJ•mol‾1,进而写出热化学方程式。

（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2为图中反应的逆反应，∆H为相反数，为＋93kJ•mol‾1；加入0.8mol PCl5，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl5，说明反应了0.2molPCl5，则分解率α1=0.2mol÷0.8mol×100%=25%；因为PCl5分解为吸热反应，温度升高，PCl5的分解率增大，故α2大于α1。

（3）温度过高，会促进PCl5的分解，不利于生成PCl5。

（4）根据图示可求出P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3= —306kJ•mol‾1—93kJ•mol‾1=－399kJ•mol‾1；根据盖斯定律，对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的，所以∆H3=∆H4。

考点：本题考查热化学方程式的书写、盖斯定律、分解率的计算及温度对化学平衡的影响。