Question

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△H表示生成1mol產物的數據），根據圖回答下列問題：
（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0.8molPCl₅，反應達到平衡時還剩余0.6molPCl₅，其分解率α₁等于

 

；若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅分解率α₂，α₂

 

α₁（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1molPCl₅的△H₃=

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據反應物的總能量、中間產物的總能量以及最終產物的總能量，結合化學方程式以及熱化學方程式的書寫方法解答；
依據分解率=

分解量

起始量

×100%計算；
吸熱反應，升高溫度平衡向正向移動；
（2）根據化學平衡移動原理分析；
（3）根據蓋斯定律計算解答．

解答： 解：（1）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，則反應的熱化學方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1，
在密閉容器中加入0.8molPCl₅，反應達到平衡時還剩余0.6molPCl₅，分解的PCl₅為0.2mol，分解率=

0.2mol

0.8mol

×100%=25%；
PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ?mol^-1，為吸熱反應，升高溫度平衡向正向移動，所以分解率α₂大于α₁；
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；25%；大于；
（2）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；
（3）根據蓋斯定律，P和Cl₂分兩步反應和一步反應生成PCl₅的△H應該是相等的，P和Cl₂分兩步反應生成1 molPCl₅的熱化學方程式：
①P（s）+

3

2

Cl₂（g）=PCl₃（g）；△H₁=-306 kJ/mol，
②Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）；△H₂=-93 kJ/mol；
依據蓋斯定律可知：①+②得：P（s）+

5

2

Cl₂（g）=PCl₅（g），△H=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，
故答案為：-399kJ?mol^-1．

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，題目綜合性較強，難度中等，明確熱化學方程式書寫方法和蓋斯定律求反應熱的方法是解題關鍵，側重考查學生分析問題、解決問題的能力．