Question

【題目】紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3和PCl5，反應過程和能量關系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))，根據(jù)下圖回答下列問題：

（1）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學方程式__________________________；上述分解反應是一個可逆反應，溫度T1時，在密閉容器中加入0.8 mol PCl5，反應達到平衡時生成標準狀況下4.48LCl2，其分解率a1為_________；若反應溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5的分解率a2，a2______a1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

（2）工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進行，先將P和Cl2反應生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應生成PCl5。原因是__________________________________________。

（3）P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的ΔH3＝__________________。

Answer 1

【答案】PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJmol1 25% 大于 兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解 399kJmol1

【解析】

⑴根據(jù)圖像可知PCl3和Cl2反應生成1molPCl5放出93kJ的熱量；計算平衡時Cl2的物質(zhì)的量，得到PCl5消耗的物質(zhì)的量，再計算分解率；若反應溫度由T1升高到T2，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動即正向移動。

⑵工業(yè)上制備PCl5的兩步反應都是放熱反應，先將P和Cl2反應生成中間產(chǎn)物PCl3，PCl3和Cl2反應，降溫有利于平衡正向移動生成PCl5，防止PCl5分解。

⑶P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的ΔH3即為兩步反應的焓變相加。

⑴根據(jù)圖像可知PCl3和Cl2反應生成1molPCl5放出93kJ的熱量，因此PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學方程式PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) △H= + 93kJmol1；上述分解反應是一個可逆反應，溫度T1時，在密閉容器中加入0.8 mol PCl5，反應達到平衡時生成標準狀況下4.48LCl2即物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)方程式關系，說明消耗0.2 mol PCl5，其分解率為；若反應溫度由T1升高到T2，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動即正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，因此平衡時PCl5的分解率a2大于a1；故答案為：25%；大于。

⑵工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進行，這兩步都是放熱反應，先將P和Cl2反應生成中間產(chǎn)物PCl3，PCl3和Cl2反應，降溫有利于平衡正向移動生成PCl5，防止PCl5分解；故答案為：兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解。

⑶P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的ΔH3即為兩步反應的焓變相加，因此ΔH3＝(306kJmol1) + (93kJmol1) = 399kJmol1；故答案為：399kJmol1。