Question

【題目】紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產物的數據)。

根據上圖回答下列問題：

(1)P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式_________________________________。

(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式_________________________________，上述分解反應是一個可逆反應，溫度T1時，在密閉容器中加入0.80molPCl5，反應達到平衡時PCl5還剩0.60mol，其分解率α1等于_________；若反應溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5的分解率為α2，α2_______α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進行，先將P和Cl2反應生成中間產物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應生成PCl5。原因是________________________________________。

(4)P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反應生成1molPCl5的△H4______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl5與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是______________________________。

Answer 1

【答案】（1）P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。

(2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1。25％；大于。

(3）兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產率，防止產物分解。

(4）－399kJ·mol－1；等于。

(5）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。

【解析】

（1）由圖可以看出，1molP在Cl2中完全燃燒放出的熱量為306kJ·mol－1，所以P與Cl2反應生成PCl3的熱化學反應方程式為P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。

(2）中間產物PCl3和未完全反應的Cl2的總能量高于最終產物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＝×100％＝25％，由熱化學反應方程式可知，此反應的正反應為吸熱反應，所以升高溫度，平衡向正反應方向移動，PCl5的分解率增大。即：α2＞α1。

(3）由圖可知，P與Cl2反應生成PCl3，PCl3和Cl2進一步反應生成PCl5，都是放熱反應，分兩步進行且第二步降低溫度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。

(4）由蓋斯定律可知，一步生成生成PCl5和兩步生成PCl5的總熱效應相等，即△H3＝－399kJ·mol－1。

(5）PCl5與水反應生成H3PO4和HCl，化學方程式為：PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。