Question

紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)，生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量的關(guān)系如圖所示（圖中△H表示生成1 mol 產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）。

根據(jù)圖回答下列問題：

（1）P(s)和Cl2(g)反應(yīng)生成PCl3(g)的熱化學(xué)方程式：

（2）PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的熱化學(xué)方程式：____________________；

（3）上述分解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)。溫度T1時，在體積為1L的密閉容器中加入0.80mol PCl5，反應(yīng)達(dá)平衡時PCl5還剩0.60mol，其分解率α1等于 ，平衡常數(shù)K1等于 ；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5的分解率為α2，平衡常數(shù)為K2，則α2 α1，

K2 K1。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（4）P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1mol PCl5的△H3 =

 

Answer 1

（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】

試題分析：（1）熱化學(xué)方程式書寫要求：注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，判斷放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱成對應(yīng)的比例關(guān)系，根據(jù)圖示P（s）+Cl2（g）→PCl3（g），反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱為△H=-306 kJ/mol，熱化學(xué)方程式為：P（s）+3/2Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306 kJ?mol?1。

（2）△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g），中間產(chǎn)物的總能量大于最終產(chǎn)物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以 PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸熱反應(yīng)，所以熱化學(xué)方程式為：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%；根據(jù)“三段式”進(jìn)行計算：

PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）

初始濃度（mol?L?1） 0.80 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?1） 0.20 0.20 0.20

平衡濃度（mol?L?1） 0.60 0.20 0.20

則平衡常數(shù)K1=0.20×0.20÷0.60= 0.0667； PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）是吸熱反應(yīng)；升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動，即升高溫度向正反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率增大，平衡常數(shù)增大，故α2 ＞α1 K2＞K1。

（4）根據(jù)蓋斯定律，P和Cl2分兩步反應(yīng)和一步反應(yīng)生成PCl5的△H應(yīng)該是相等的，P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 molPCl5的熱化學(xué)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Cl2一步反應(yīng)生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ?mol?1。

考點：本題考查反應(yīng)熱的計算、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡移動、化學(xué)平衡的計算。