Question

19．Ⅰ紅磷P（s）和Cl₂（g）發(fā)生反應(yīng)生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）．根據(jù)圖回答下列問題：
（1）P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306 kJ/mol．
（2）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol，
（3）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-399 kJ/mol，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
Ⅱ沉淀轉(zhuǎn)化法制備BaCO₃，可用飽和Na₂CO₃溶液將BaSO₄轉(zhuǎn)化為BaCO₃：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）═BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）
已知：K_sp（BaCO₃）=2.40×10^-9，K_sp（BaSO₄）=1.20×10^-10．現(xiàn)欲用沉淀轉(zhuǎn)化法將BaSO₄轉(zhuǎn)化為BaCO₃，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為5×10^-2．如用1.00L 0.210mol•L^-1 Na₂CO₃溶液處理，試計算BaSO₄被轉(zhuǎn)化的質(zhì)量：2.3g（結(jié)果保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 Ⅰ（1）P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的反應(yīng)過程中反應(yīng)焓變?yōu)?306KJ/mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法寫出；
（2）PCl₅反應(yīng)生成PCl₃和Cl₂的反應(yīng)過程中反應(yīng)焓變?yōu)?93KJ/mol，結(jié)合熱化學(xué)方程式書寫方法寫出；
（3）據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等來分析；
Ⅱ根據(jù)化學(xué)方程式和化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計算③將BaSO₄轉(zhuǎn)化為BaCO₃：BaSO₄ +CO₃^2-?BaCO₃ +SO₄^2-反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=$\frac{C（S{{O}_{4}}^{2-}）}{C（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Kw（BaS{O}_{4}）}{Kw（BaC{O}_{3}）}$；根據(jù)化學(xué)方程式和化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計算．

解答 解：Ⅰ（1）由圖象可知，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306lJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306 kJ/mol故答案為：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306 kJ/mol
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1，
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1；
（3）由圖象可知，P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等，則P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱等于P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱，
故答案為：-399kJ•mol^-1；等于；
（4）將BaSO₄轉(zhuǎn)化為BaCO₃BaSO₄ +CO₃^2-?BaCO₃ +SO₄²
∵反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=$\frac{C（S{{O}_{4}}^{2-}）}{C（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Kw（BaS{O}_{4}）}{Kw（BaC{O}_{3}）}$=$\frac{1.20×1{0}^{-10}}{2.40×1{0}^{-9}}$=5×10^-2 故答案為：5×10^-2
設(shè)：1.00L 0.210mol•L^-1飽和Na₂CO₃溶液能處理xmol BaSO₄，
n（Na₂CO₃）=VC（Na₂CO₃）=1.00L×0.210mol•L^-1=0.21mol
BaSO₄ +CO₃^2-?BaCO₃ +SO₄^{2
1 1 1}
x              x                     x
根據(jù)CO₃^2-守恒得n反（Na₂CO₃）=n反（CO₃^2-）=xmol
n剩（Na₂CO₃）=（0.21-x）mol     C剩（Na₂CO₃）=^{$\frac{n}{V}$=}（0.21-x）mol/L  根據(jù)元素守恒 C（CO₃^2-）=（0.21-x）mol/L
C（SO₄²）=xmol/L
根據(jù)K=$\frac{C（C{{O}_{3}}^{2-}）}{C（S{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{x}{0.21-x}$=0.05解得：X=0.01，BaSO₄被轉(zhuǎn)化的質(zhì)量為0.01mol×233g/mol=2.33g≈2.3g

點評 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫以及蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大，注意正確理解并運(yùn)用蓋斯定律，注意熱化學(xué)方程式的書寫方法．