Question

紅磷P（s）和Cl₂（g）發生反應生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反應過程和能量關系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產物的數據）．根據圖回答下列問題：
（1）P和Cl₂反應生成PCl₅的熱化學方程式是

 

．
（2）PCl₃和Cl₂化合成PCl₅的反應是可逆的．溫度T₁時在密閉容器中加入0.80molPCl₅，反應達到平衡時PCl₅還剩0.60mol，則PCl₅的分解率α₁等于

 

；
若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅的分解率為α₂，則α₂

 

α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）工業上制備PCl₅通常分兩步進行，先將P和Cl₂反應生成中間產物PCl₃，然后降溫再使PCl₃和Cl₂反應生成PCl₅．原因是

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡的計算

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據圖象及反應熱知識分析標注物質聚集狀態對應反應焓變寫出；
（2）根據熱化學反應方程式的書寫原則及化學平衡知識分析；
（3）根據化學平衡移動原理分析；

解答： 解：（1）熱化學方程式書寫要求：注明各物質的聚集狀態，判斷放熱反應還是吸熱反應，反應物的物質的量與反應熱成對應的比例關系，根據圖示P（s）+Cl₂（g）→PCl₅（g），反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應是放熱反應，反應熱為△H=-306 kJ/mol+（-93KJ/mol）=-399KJ/mol，熱化學方程式為：P（s）+

5

2

Cl₂（g）═PCl₅（g）；△H=-399kJ/mol，
故答案為：P（s）+

5

2

Cl₂（g）═PCl₅（g）；△H=-399kJ?mol^-1； 
（2）△H=生成物總能量-反應物總能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中間產物的總能量大于最終產物的總能量，該反應是放熱反應，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸熱反應；熱化學方程式：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）是吸熱反應；升高溫度向吸熱反應方向移動，正反應（分解反應是吸熱反應）是吸熱反應，升高溫度向正反應方向移動，轉化率增大，α₂ ＞α₁ ；
故答案為：25%；大于； 
（3）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放熱反應，降溫平衡向放熱反應方向移動，降溫有利于PCl₅（g）的生成，
故答案為：兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產率，防止產物分解；

點評：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡計算、外界條件對化學平衡移動的影響及反應熱的計算等知識．解題中需注意：熱化學方程式中沒有標注各物質的聚集狀態，各物質的物質的量與反應熱沒有呈現對應的比例關系，不能正確判斷放熱反應和吸熱反應，題目難度中等．