Question

17．紅磷P（s）和Cl₂（g）發生反應生成PCl₃（g），繼續反應生成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）．
根據上圖回答下列問題：
（1）PCl₃分解成P和Cl₂的熱化學方程式是PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol．
（2）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0.80mol PCl₅，反應達平衡時PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于25%；若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅的分解率為α₂，α₂大于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，再和Cl₂反應生成PCl₅．原因是兩步反應均為放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解；
（4）PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，1molPCl₃分解為1molP與1molCl₂反應吸收306kJ的能量；
（2）分解為PCl₅為0.8mol-0.60mol=0.2mol，進而計算PCl₅的分解率；由圖可知，PCl₅的分解反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，PCl₅的分解率增大；
（3）兩步反應均為放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解；
（4）PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，生成磷酸與HCl．

解答 解：（1）由圖象可知，1molPCl₃分解為1molP與1molCl₂反應吸收306kJ的能量，則PCl₃分解成P和Cl₂的熱化學方程式是：PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol，
故答案為：PCl₃（g）═P （s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）△H=+306 kJ/mol；
（2）分解為PCl₅為0.8mol-0.60mol=0.2mol，PCl₅的分解率α₁=$\frac{0.2mol}{0.8mol}$×100%=25%；
由圖可知，PCl₅的分解反應為吸熱反應，升高溫度平衡正向移動，PCl₅的分解率增大，故α₂＞α₁，
故答案為：25%；大于；
（3）先將P和Cl₂反應生成中間產物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應生成PCl₅，是因為：兩步反應均為放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解，
故答案為：兩步反應均為放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解；
（4）PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，生成磷酸與HCl，反應方程式為：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl，
故答案為：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

點評 本題考查化學平衡計算與影響因素、熱化學方程式等，需要學生具備扎實的基礎與靈活應用能力．