Question

5．红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．

根据上图回答下列问题：
（1）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的分解反应是一个可逆反应，温度T₁时，在密闭容器中加入0.80molPCl₅，反应达到平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于25%；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂大于α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）工业上制备PCl₅通常分两步进行，先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅．原因是两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解．
（3）P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃=-399kJ/mol，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）△H=生成物总能量-反应物总能量，结合图分析焓变，热化学方程式中物质的量与热量成正比；升高温度，平衡向吸热的方向移动；
（2）制备PCl₅的反应为放热反应，降低温度有利于制备PCl₅；
（3）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，结合图判断放热反应还是吸热反应，反应物的物质的量与反应热成对应的比例关系；由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同．

解答 解：（1）△H=生成物总能量-反应物总能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中间产物的总能量大于最终产物的总能量，该反应是放热反应，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应；热化学方程式：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）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，正反应（分解反应是吸热反应）是吸热反应，升高温度向正反应方向移动，转化率增大，α₂ ＞α₁ ；
故答案为：25%；大于； 
（2）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl₅（g）的生成，
故答案为：两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解；
（3）由图可知P（s）+Cl₂（g）→PCl₅（g），反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为△H=-306 kJ/mol+（-93KJ/mol）=-399KJ/mol，热化学方程式为：P（s）+$\frac{5}{2}$Cl₂（g）═PCl₅（g）△H=-399kJ/mol；由盖斯定律可知P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃，
故答案为：-399kJ/mol； 等于．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握图象分析、热化学方程式、盖斯定律及转化率计算为解答的关键，侧重分析与及计算能力的考查，注意图象分析与平衡移动原理的应用，题目难度不大．