Question

(18分)(2011·黄岗中学高二质检)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ΔH表示生成1 mol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0.80 mol PCl₅，反应达平衡时PCl₅还剩0.60 mol，其分解率α₁等于________；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1 mol PCl₅的ΔH₃＝________，P和Cl₂一步反应生成1 mol PCl₅的ΔH₄______ΔH₃(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(5)PCl₅与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

(1)Cl₂(g)＋P(s)===PCl₃(g)　ΔH＝－306 kJ/mol

(2)PCl₅(g)===PCl₃(g)＋Cl₂(g)　ΔH＝＋93 kJ/mol　25%　大于

(3)两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解

(4)－399 kJ/mol　等于

(5)PCl₅＋4H₂O===H₃PO₄＋5HCl

【解析】根据图示数据可以判断P和Cl₂生成PCl₃为放热反应，而PCl₅分解成PCl₃和Cl₂为吸热反应，并可写出对应热化学方程式，2P(s)＋3Cl₂(g)===2PCl₃(g)　ΔH＝－612 kJ/mol，PCl₅(g)===PCl₃(g)＋Cl₂(g)　ΔH＝＋93 kJ/mol；反应的PCl₅是0.8－0.6＝0.2(mol)，转化率可以求得为25%，由于PCl₅分解反应为吸热反应，升温分解率增大；由图示数据可知，P→PCl₃和PCl₃→PCl₅的反应都是放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解，故工业上制备PCl₅通常分两步进行。根据盖斯定律可以求得ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂＝－399 kJ/mol。PCl₅与足量水反应，相当于水解，最终得到H₃PO₄和HCl两种酸。