Question

红磷P（s）和Cl₂（g）发生反应生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．反应过程和能量关系如下图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）． 根据上图回答下列问题：
（1）P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式是

 

；
（2）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式是

 

；
上述分解反应是一个可逆反应．温度T₁时，在密闭容器中加入0.80mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率为α₁；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂

 

α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）工业上制备PCl₅通常分两步进行，先将P和Cl₂反应生成中间产物PCl₃，然后降温，再和Cl₂反应生成PCl₅．原因是

 

．
（4）P和Cl₂分两步反应生成1mol PCl₅的△H₃=

 

，P和Cl₂一步反应生成1mol PCl₅的△H₄

 

△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（5）以红磷P（s）和Cl₂（g）制备PCl₅，为提高Cl₂（g）的转化率可采用的措施是：

 

（任填两种措施）

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据图象及反应热知识分析，1molP与Cl₂反应生成1molPCl₃放出306lJ的能量；
（2）根据化学平衡知识分析，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量；
（3）根据化学平衡移动原理分析，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl₅（g）的生成；
（4）根据盖斯定律分析，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等；
（5）要提高上述反应的转化率，必须使平衡向着正向移动，根据影响化学平衡的影响进行判断．

解答： 解：（1）由图象可知，1molP与Cl₂反应生成1molPCl₃放出306lJ的能量，则反应的热化学方程式为P（s）+

3

2

Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?mol^-1，
故答案为：P（s）+

3

2

Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ?mol^-1；
（2）由图象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；
PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸热反应；升高温度向吸热反应方向移动，正反应（分解反应是吸热反应）是吸热反应，升高温度向正反应方向移动，转化率增大，则α₂＞α₁；
故答案为：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；大于；
（3）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放热反应，降温平衡向放热反应方向移动，降温有利于PCl₅（g）的生成，
故答案为：两步反应均为放热反应，降温有利于第二步反应平衡正向移动，从而提高产率，防止产物分解；
（4）由图象可知，P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，根据盖斯定律可知，反应无论一步完成还是分多步完成，生成相同的产物，反应热相等，则P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅的反应热等于P和Cl₂分两步反应生成1molPCl₅的反应热．
故答案为：-399kJ?mol^-1；等于；
（5）根据反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1可知，增大反应物转化率，需要使平衡向着正向移动，可以升高温度、减小压强、移走氯气、三氯化磷等，平衡都会向着正向移动，
故答案为：增大压强、降低温度、及时抽走PCl₅．

点评：本题考查热化学方程式的书写、化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动的影响及反应热的计算等知识．解题中需注意：热化学方程式中没有标注各物质的聚集状态，各物质的物质的量与反应热没有呈现对应的比例关系，能正确判断放热反应和吸热反应．