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下图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

根据上图回答下列问题：

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

（2）PCl₅分解成PCl₃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T₁时，在密闭容器中加入0．80 mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0．60 mol，其分解率α₁等于         ；

（3）P和Cl₂分两步反应生成1 mol PCl₅的反应热ΔH₃＝            ，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的ΔH₄             ΔH₃(填“大于”、“小于”或“等于”)；

（4）PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是____________________。

Answer

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

（2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ/mol 25%

（3）－399 kJ/mol 等于

（4）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知：P（s）+3/2Cl2（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，则热化学方程式为：P（s）+3/2Cl2（g）═PCl3（g）△H=-306 kJ/mol；

（2）根据图示可知：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，△H=生成物总能量-反应物总能量=-93 kJ/mol；所以PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）是吸热反应；热化学方程式为PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93 kJ/mol；

在密闭容器中加入0．80 mol PCl5，反应达平衡时PCl5还剩0．60 mol，说明分解了0．20mol，其分解率α1==0．20mol/0．80mol=0．25=25%

（3）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）+32Cl2（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，

由图像可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=—306kJ/mol—（+93kJ/mol）=—399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl2一步反应生成1molPCl5的反应热等于P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的反应热，

（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸：磷酸和盐酸，由原子守恒可知化学方程式为PCl5+4H2O═H3PO4+5HCl。

考点：重点考查化学反应热的计算与盖斯定律的应用