Question

红磷P（s）和Cl₂发生反应生成PCl₃和PCl₅，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）

据图回答下列问题
（1）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式                           ；
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的热化学方程式                         ；
上述分解反是一个可逆反应，温度T₁时，在密闭容器中加入0.8mol PCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl₅，其分解率α₁等于         ；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅分解率α₂，α₂      α₁（填“大于”，“小于”或“等于”）；
（3）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                                        ；
（4）P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃=       ；P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄     △H₃ （填“大于”、“小于”或“等于”），原因是                   。

Answer 1

（1）2P（s）+3Cl₂（g）=2PCl₃（g） △H =－612kJ/mol（2分）
（2）PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g） △H =＋93kJ/mol（2分）     25%（2分） 大于（2分）
（3）因为PCl₅分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl₅的生成（2分）
（4）－399kJ/mol （2分） 等于（1分），根据盖斯定律可知，如果一个化学反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的（2分）

解析试题分析：（1）首先写出化学方程式并注明状态，然后根据图中的△H表示生成1mol产物的数据，可求出?H=2×-306kJ?mol?¹=－612kJ?mol?¹,进而写出热化学方程式。
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂为图中反应的逆反应，?H为相反数，为＋93kJ?mol?¹；加入0.8mol PCl₅，反应达到平衡时还剩余0.6mol PCl₅，说明反应了0.2molPCl₅，则分解率α₁=0.2mol÷0.8mol×100%=25%；因为PCl₅分解为吸热反应，温度升高，PCl₅的分解率增大，故α₂大于α₁。
（3）温度过高，会促进PCl₅的分解，不利于生成PCl₅。
（4）根据图示可求出P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃= —306kJ?mol?¹—93kJ?mol?¹=－399kJ?mol?¹；根据盖斯定律，对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的，所以?H₃=?H₄。
考点：本题考查热化学方程式的书写、盖斯定律、分解率的计算及温度对化学平衡的影响。