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(guò)程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）．根據(jù)圖回答下列問(wèn)題：
（1）P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式是：

P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?mol^-1

；
（2）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式是：

PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol

；
上述分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)．溫度T₁時(shí)，在密閉容器中加入0.80mol PCl₅，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于

25%

；若反應(yīng)溫度由T₁升高到T₂，平衡時(shí)PCl₅的分解率為α₂，α₂

大于

α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）工業(yè)上制備PCl₅通常分兩步進(jìn)行，現(xiàn)將P和Cl₂反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應(yīng)生成PCl₅．原因是

兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解

；
（4）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H ₃=

-399kJ?mol^-1

，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H ₄

等于

△H ₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）PCl₅與足量水充分反應(yīng)，最終生成兩種酸，其化學(xué)方程式是：

PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)圖象及反應(yīng)熱知識(shí)分析；依據(jù)書(shū)寫熱化學(xué)方程式的原則書(shū)寫；
（2）根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫原則及化學(xué)平衡知識(shí)分析；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析；
（4）根據(jù)蓋斯定律分析．根據(jù)反應(yīng)物的總能量、中間產(chǎn)物的總能量以及最終產(chǎn)物的總能量，結(jié)合化學(xué)方程式以及熱化學(xué)方程式的書(shū)寫方法解答，注意蓋斯定律的應(yīng)用．

解答：解：（1）熱化學(xué)方程式書(shū)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(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，根據(jù)圖示P（s）+32Cl₂（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）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306 kJ/mol，
故答案為：P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?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)；熱化學(xué)方程式：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol；
PCl₅分解率α₁=

0.8mol-0.6mol

0.8mol

×100%=25%．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(dòng)，正反應(yīng)（分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)）是吸熱反應(yīng)，升高溫度向正反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，α₂ ＞α₁ ；
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ?mol^-1；25%； 大于；
（3）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放熱反應(yīng)，降溫平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，降溫有利于PCl₅（g）的生成，
故答案為：兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解；
（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）+32Cl₂（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，
由圖象可知，P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=399kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)無(wú)論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等，則P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱等于P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱；
故答案為：-399kJ?mol^-1；等于；
（5）PCl₅與足量水充分反應(yīng)，最終生成兩種酸磷酸和鹽酸，依據(jù)原子守恒寫出化學(xué)方程式為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
故答案為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫、化學(xué)平衡計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響及反應(yīng)熱的計(jì)算等知識(shí)．解題中需注意：熱化學(xué)方程式中沒(méi)有標(biāo)注各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱沒(méi)有呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，不能正確判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)．