Question

（14分）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ΔH表示生成1mol产物的数据）

根据下图回答下列问题

（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，还有0.60molPCl₅，其分解率α₁为______；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ΔH₃=              ；P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的ΔH₄          等于ΔH₃（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）+3/2Cl2（g）═PCl3（g）；△H=-306 kJ/mol

（2）PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g） △H=+93 kJ/mol 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】

试题分析：（1）热化学方程式书写要求：注明各物质的聚集状态，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，根据图示P（s）+Cl2（g）→PCl3（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，热化学方程式为：P（s）+3/2Cl2（g）═PCl3（g）△H=-306 kJ/mol；

（2）△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=（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 ；

（3）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；

（4）根据盖斯定律，P和Cl2分两步反应和一步反应生成PCl5的△H应该是相等的，P和Cl2分两步反应生成1 molPCl5的热化学方程式：

P（s）+3/2Cl2（g）=PCl3（g）；△H1=-306 kJ/mol，

Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g）；△H2=-93 kJ/mol；

P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，

（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，结合水解反应与元素化合价可得此反应的化学方程式为PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。

考点：考查热化学方程式的书写、化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识