Question

紅磷P（s）和Cl₂發生反應生成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）

據圖回答下列問題
（1）P和Cl₂反應生成PCl₃的熱化學方程式                           ；
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的熱化學方程式                         ；
上述分解反是一個可逆反應，溫度T₁時，在密閉容器中加入0.8mol PCl₅，反應達到平衡時還剩余0.6mol PCl₅，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”）；
（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1mol PCl₅的△H₃=       ；P和Cl₂一步反應生成1mol PCl₅的△H₄     △H₃ （填“大于”、“小于”或“等于”），原因是                   。

Answer 1

（1）2P（s）+3Cl₂（g）=2PCl₃（g） △H =－612kJ/mol（2分）
（2）PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g） △H =＋93kJ/mol（2分）     25%（2分） 大于（2分）
（3）因為PCl₅分解反應是吸熱反應，溫度太高，不利于PCl₅的生成（2分）
（4）－399kJ/mol （2分） 等于（1分），根據蓋斯定律可知，如果一個化學反應可以分步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的（2分）

試題分析：（1）首先寫出化學方程式并注明狀態，然后根據圖中的△H表示生成1mol產物的數據，可求出?H=2×-306kJ?mol?¹=－612kJ?mol?¹,進而寫出熱化學方程式。
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂為圖中反應的逆反應，?H為相反數，為＋93kJ?mol?¹；加入0.8mol PCl₅，反應達到平衡時還剩余0.6mol PCl₅，說明反應了0.2molPCl₅，則分解率α₁=0.2mol÷0.8mol×100%=25%；因為PCl₅分解為吸熱反應，溫度升高，PCl₅的分解率增大，故α₂大于α₁。
（3）溫度過高，會促進PCl₅的分解，不利于生成PCl₅。
（4）根據圖示可求出P和Cl₂分兩步反應生成1mol PCl₅的△H₃= —306kJ?mol?¹—93kJ?mol?¹=－399kJ?mol?¹；根據蓋斯定律，對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應焓變都是一樣的，所以?H₃=?H₄。