Question

红磷P(s)和Cl₂(g)发生反应，生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反应过程和能量的关系如图所示（图中△H表示生成1 mol 产物的数据）。

根据图回答下列问题：

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

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

（3）上述分解反应是一个可逆反应。温度T₁时，在体积为1L的密闭容器中加入0.80mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于        ，平衡常数K₁等于      ；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，平衡常数为K₂，则α₂    α₁，

K₂      K₁。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（4）P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃ =             

Answer

（每空2分）

（1）P(s) + 3/2 Cl2(g)=PCl3(g) △H = -306 KJ/mol

（2）PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) △H = +93 kJ•mol‾1

（3）25% ； 0.0667；大于；大于；

（4）-399 KJ/mol ；

【解析】

试题分析：（1）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系，根据图示P（s）+Cl2（g）→PCl3（g），反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol，热化学方程式为：P（s）+3/2Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306 kJ•mol‾1。

（2）△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应，所以热化学方程式为：PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）；△H=+93 kJ•mol‾1。

（3）PCl5分解率α1=（0.8mol-0.6mol）÷0.8mol×100%=25%；根据“三段式”进行计算：

PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）

初始浓度（mol•L‾1） 0.80 0 0

转化浓度（mol•L‾1） 0.20 0.20 0.20

平衡浓度（mol•L‾1） 0.60 0.20 0.20

则平衡常数K1=0.20×0.20÷0.60= 0.0667； PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，即升高温度向正反应方向移动，转化率增大，平衡常数增大，故α2 ＞α1 K2＞K1。

（4）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：P（s）+3/2Cl2（g）=PCl3（g）；△H1=-306 kJ/mol，Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g）；△H2=-93 kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ•mol‾1。

考点：本题考查反应热的计算、热化学方程式的书写、化学平衡移动、化学平衡的计算。