Question

(18分)(2011·黃崗中學(xué)高二質(zhì)檢)紅磷P(s)和Cl₂(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如下圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。

根據(jù)上圖回答下列問(wèn)題：

(1)P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(2)PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式是__________________________________

________________________________________________________________________。

上述分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，溫度T₁時(shí)，在密閉容器中加入0.80 mol PCl₅，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)PCl₅還剩0.60 mol，其分解率α₁等于________；若反應(yīng)溫度由T₁升高到T₂，平衡時(shí)PCl₅的分解率為α₂，α₂________α₁(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)工業(yè)上制備PCl₅通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl₂反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應(yīng)生成PCl₅。原因是_________________________________________；

(4)P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl₅的ΔH₃＝________，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1 mol PCl₅的ΔH₄______ΔH₃(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(5)PCl₅與足量水充分反應(yīng)，最終生成兩種酸，其化學(xué)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)兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降溫有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解

(4)－399 kJ/mol　等于

(5)PCl₅＋4H₂O===H₃PO₄＋5HCl

【解析】根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可以判斷P和Cl₂生成PCl₃為放熱反應(yīng)，而PCl₅分解成PCl₃和Cl₂為吸熱反應(yīng)，并可寫出對(duì)應(yīng)熱化學(xué)方程式，2P(s)＋3Cl₂(g)===2PCl₃(g)　ΔH＝－612 kJ/mol，PCl₅(g)===PCl₃(g)＋Cl₂(g)　ΔH＝＋93 kJ/mol；反應(yīng)的PCl₅是0.8－0.6＝0.2(mol)，轉(zhuǎn)化率可以求得為25%，由于PCl₅分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫分解率增大；由圖示數(shù)據(jù)可知，P→PCl₃和PCl₃→PCl₅的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，降溫有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解，故工業(yè)上制備PCl₅通常分兩步進(jìn)行。根據(jù)蓋斯定律可以求得ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂＝－399 kJ/mol。PCl₅與足量水反應(yīng)，相當(dāng)于水解，最終得到H₃PO₄和HCl兩種酸。