Question

（15分）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）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式_________________________________________。

(2)PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式_________________________________________，上述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_________；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为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1molPCl₅的△H₃＝_________，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的△H₄______△H₃(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_____________________。

Answer

（1）P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。

（2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1。25％；大于。

（3）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。

（4）－399kJ·mol－1；等于。

（5）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。

【解析】（1）由图可以看出，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ·mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)＋Cl2(g)＝PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1。

（2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ·mol－1；分解率α1＝×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。即：α2＞α1。

（3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。

（4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即△H3＝－399kJ·mol－1。

（5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl5＋4H2O＝H3PO4＋5HCl。