Question

I．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ΔH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0.8molPCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6molPCl₅，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α₂，α₂________α₁(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)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_________________________________________________。

(3)P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的ΔH₃＝____________。

Ⅱ．某学生做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将2支试管编号为①②，并按下表中物质的量进行实验，记录的时间数据是：16s、28s。请将2个数据填入下表的适当位置，并写出实验结论。

试管编号	加入3%Na2S2O3	加H2O	加稀盐酸(1∶5)	出现浑浊时间
①	3mL	3mL	5滴	a._____s
②	4mL	2mL	5滴	b._____s

(1)将对应①②的时间分别写出：a.____________，b.____________。

(2)实验结论____________________________________。

(3)写出反应的化学方程式_______________________________________________。

Answer

PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1 25% 大于 因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成 －399kJ·mol－1 28s 16s 反应物浓度越大，反应速率越快 Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O

【解析】

I．(1)据图可知1molCl2(g)和1molPCl3(g)合成1molPCl5(g)需要释放93kJ热量；依据分解率=×100%计算PCl5的分解率；吸热反应，升高温度平衡向正向移动；

(2)根据化学平衡移动原理分析；
(3)根据盖斯定律计算解答；

Ⅱ．Na2S2O3在酸性环境下会发生歧化反应；两组实验的唯一变量为Na2S2O3的浓度，时间越短说明反应速率越大，据此判断浓度对反应速率的影响。

(1)结合分析可知1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJ•mol-1；在密闭容器中加入0.8molPCl5，反应达到平衡时还剩余0.6molPCl5，分解的PCl5为0.2mol，分解率=×100%=25%；PCl5分解的反应焓变大于0，为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，所以分解率α2大于α1；

(2)因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成，所以工业上制备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；

(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：
①P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)；△H1=-306 kJ/mol；
②Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)；△H2=-93 kJ/mol；
依据盖斯定律可知：①+②得：P(s)+Cl2(g)=PCl5(g)，△H=-306 kJ/mol+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol；

Ⅱ．(1)反应物硫代硫酸钠的浓度②＞①，其他条件相同，所以反应速率②＞①，反应时间①＞②，所以a=28s，b=16s；

(2)对于一个化学反应，在其他条件不变时，反应物浓度越大，反应速率越快；

(3)Na2S2O3在酸性环境下会发生歧化反应生成二氧化硫和硫单质，根据电子守恒和元素守恒可得方程式为Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O。