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)過程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的△H表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）．

根據(jù)上圖回答下列問題：
（1）P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式是P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（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=+93kJ•mol^-1．
（3）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1 mol PCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1 mol PCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

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)方程式的書寫方法解答，注意蓋斯定律的應(yīng)用，
（1）由圖象可知，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306kJ的能量；
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量；
（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；
（4）根據(jù)蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成，還是分步完成，其化學(xué)反應(yīng)的焓變是一定的．

解答 解：（1）由圖象可知，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306kJ的能量，
則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ•mol^-1，
故答案為：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ•mol^-1；
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，
則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ•mol^-1，
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ•mol^-1；
（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，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）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．

點評 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫以及蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大，注意正確理解并運用蓋斯定律，注意熱化學(xué)方程式的書寫方法．