Question

12．磷與氯氣反應的能量變化圖象如圖所示．

請回答下列問題：
（1）寫出磷固體在氯氣中反應生成三氯化磷蒸汽的熱化學方程式Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol．
（2）用磷固體和氯氣制備五氯化磷固體．
①若計算生成2mol PCl₅（s）時的能量變化，則還需要的物理量是三氯化磷和氯氣反應的焓變（填名稱）；
②制備1mol五氯化磷固體有兩種方案：
方案1：
方案2：
方案1的△H=（填“＞”，“＜”“=”）方案2的△H，理由是反應物制備生成物，反應焓變只與起始和終了物質有關，和變化過程無關．
（3）五氯化磷與水劇烈反應生成兩種酸，發生非氧化還原反應，工業上，可以用燒堿溶液吸收尾氣中的五氯化磷和氯氣，避免污染環境，寫出五氯化磷與足量燒堿溶液反應的化學方程式PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）由圖可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根據蓋斯定律，求解；
（2）①2mol PCl₅（s）時的能量變化，應等于2mol三氯化磷的焓變和2mol氯氣的焓變之和；
②根據蓋斯定律，反應焓變只與起始和終了物質有關，和變化過程無關；
（3）五氯化磷與水劇烈反應生成兩種酸，可知是磷酸和鹽酸，所以五氯化磷與足量燒堿溶液反應是先與水反應生成的磷酸和鹽酸再與氫氧化鈉發生中和反應，由此書寫化學方程式．

解答 解：（1）由圖可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根據蓋斯定律，所以Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol，故答案為：Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol；
（2）①2mol PCl₅（s）時的能量變化，應等于2mol三氯化磷的焓變和2mol氯氣的焓變之和，所以要計算生成2mol PCl₅（s）時的能量變化，必須知道三氯化磷和氯氣反應的焓變這兩個物理量，故答案為：三氯化磷和氯氣反應的焓變；
②根據蓋斯定律，反應焓變只與起始和終了物質有關，和變化過程無關，反應物和生成物的物質的量相等，狀態相同，所以方案1的△H和方案2的△H相等，故答案為：=，反應物制備生成物，反應焓變只與起始和終了物質有關，和變化過程無關；
（3）五氯化磷與水劇烈反應生成兩種酸，可知是磷酸和鹽酸，所以五氯化磷與足量燒堿溶液反應是先與水反應生成的磷酸和鹽酸再與氫氧化鈉發生中和反應，方程式為：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O，故答案為：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用和五氯化磷水解的相關知識，而對五氯化磷水解可以視為先與水反應，生成的酸再與堿反應，題目難度中等．