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)。

根據上圖回答下列問題：

(1)P和Cl₂反應生成PCl₃的熱化學方程式_________________________________。

(2)PCl₅分解成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0.80molPCl₅，反應達到平衡時PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于_________；若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅的分解率為α₂，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，再和Cl₂反應生成PCl₅。原因是________________________________________。

(4)P和Cl₂分兩步反應生成1molPCl₅的△H₃＝_________，P和Cl₂一步反應生成1molPCl₅的△H₄______△H₃(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是______________________________。

Answer 1

（1）P(s)＋32Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ??mol－1。(2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ??mol－1。25％；大于。

 (3）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。

 (4）－399kJ??mol－1；等于。

 (5)PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。

解析:

（1）由圖可以看出，1molP在Cl2中完全燃燒放出的熱量為306kJ??mol－1，所以P(s)

＋32Cl2(g)===PCl3(g)；△H＝－306kJ??mol－1。

(2）中間產物PCl3和未完全反應的Cl2的總能量高于最終產物PCl5的能量，其△H＝－93kJ??mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ??mol－1；分解率α1＝0.80mol－0.60mol0.80mol×100％＝25％，又升高溫度，平衡向正反應方向移動，PCl5

的分解率增大。即：α2＞α1。

(3）由圖可知，P與Cl2反應生成PCl3，PCl3和Cl2進一步反應生成PCl5，都是放熱反應，

分兩步進行且第二步降低溫度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。

(4）由蓋斯定律可知，即△H3＝－399kJ??mol－1。

(5）PCl5與水反應生成H3PO4和HCl，化學方程式為：PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。