Question

5．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)上圖回答下列問(wèn)題：
（1）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，溫度T₁時(shí)，在密閉容器中加入0.80molPCl₅，反應(yīng)達(dá)到平衡時(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”）．
（2）工業(yè)上制備PCl₅通常分兩步進(jìn)行，先將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．
（3）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-399kJ/mol，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，結(jié)合圖分析焓變，熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的量與熱量成正比；升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)；
（2）制備PCl₅的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于制備PCl₅；
（3）熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)要求：注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，結(jié)合圖判斷放熱反應(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；由蓋斯定律可知，反應(yīng)一步完成與分步完成的熱效應(yīng)相同．

解答 解：（1）△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=$\frac{0.8mol-0.6mol}{0.8mol}$×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：25%；大于； 
（2）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；
（3）由圖可知P（s）+Cl₂（g）→PCl₅（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+（-93KJ/mol）=-399KJ/mol，熱化學(xué)方程式為：P（s）+$\frac{5}{2}$Cl₂（g）═PCl₅（g）△H=-399kJ/mol；由蓋斯定律可知P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃，
故答案為：-399kJ/mol； 等于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D象分析、熱化學(xué)方程式、蓋斯定律及轉(zhuǎn)化率計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與及計(jì)算能力的考查，注意圖象分析與平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用，題目難度不大．