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)圖回答下列問題：

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

（2）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式是：     ；

上述分解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)．溫度T₁時，在密閉容器中加入0.80mol PCl₅，反應(yīng)達平衡時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，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    ；

（4）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H ₃=    ，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H ₄   △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：    ．

Answer 1

考點：  熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡的影響因素．

專題：  化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；化學(xué)平衡專題．

分析：  （1）根據(jù)圖象及反應(yīng)熱知識分析；依據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的原則書寫；

（2）根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫原則及化學(xué)平衡知識分析；

（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動原理分析；

（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）+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）+Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=﹣306 kJ/mol，

故答案為：P（s）+Cl₂（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=×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，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，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，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；

點評：  本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡計算、外界條件對化學(xué)平衡移動的影響及反應(yīng)熱的計算等知識．解題中需注意：熱化學(xué)方程式中沒有標(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)熱沒有呈現(xiàn)對應(yīng)的比例關(guān)系，不能正確判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)．