Question

12．磷与氯气反应的能量变化图象如图所示．

请回答下列问题：
（1）写出磷固体在氯气中反应生成三氯化磷蒸汽的热化学方程式Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol．
（2）用磷固体和氯气制备五氯化磷固体．
①若计算生成2mol PCl₅（s）时的能量变化，则还需要的物理量是三氯化磷和氯气反应的焓变（填名称）；
②制备1mol五氯化磷固体有两种方案：
方案1：
方案2：
方案1的△H=（填“＞”，“＜”“=”）方案2的△H，理由是反应物制备生成物，反应焓变只与起始和终了物质有关，和变化过程无关．
（3）五氯化磷与水剧烈反应生成两种酸，发生非氧化还原反应，工业上，可以用烧碱溶液吸收尾气中的五氯化磷和氯气，避免污染环境，写出五氯化磷与足量烧碱溶液反应的化学方程式PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）由图可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根据盖斯定律，求解；
（2）①2mol PCl₅（s）时的能量变化，应等于2mol三氯化磷的焓变和2mol氯气的焓变之和；
②根据盖斯定律，反应焓变只与起始和终了物质有关，和变化过程无关；
（3）五氯化磷与水剧烈反应生成两种酸，可知是磷酸和盐酸，所以五氯化磷与足量烧碱溶液反应是先与水反应生成的磷酸和盐酸再与氢氧化钠发生中和反应，由此书写化学方程式．

解答 解：（1）由图可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根据盖斯定律，所以Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol，故答案为：Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol；
（2）①2mol PCl₅（s）时的能量变化，应等于2mol三氯化磷的焓变和2mol氯气的焓变之和，所以要计算生成2mol PCl₅（s）时的能量变化，必须知道三氯化磷和氯气反应的焓变这两个物理量，故答案为：三氯化磷和氯气反应的焓变；
②根据盖斯定律，反应焓变只与起始和终了物质有关，和变化过程无关，反应物和生成物的物质的量相等，状态相同，所以方案1的△H和方案2的△H相等，故答案为：=，反应物制备生成物，反应焓变只与起始和终了物质有关，和变化过程无关；
（3）五氯化磷与水剧烈反应生成两种酸，可知是磷酸和盐酸，所以五氯化磷与足量烧碱溶液反应是先与水反应生成的磷酸和盐酸再与氢氧化钠发生中和反应，方程式为：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O，故答案为：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

点评 本题考查了盖斯定律的应用和五氯化磷水解的相关知识，而对五氯化磷水解可以视为先与水反应，生成的酸再与碱反应，题目难度中等．