Question

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)上圖回答下列問題：

（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)是一個可逆反應(yīng)。溫度T₁時，在密閉容器中加入0.80mol PCl₅,反應(yīng)達(dá)平衡時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1mol PCl₅的△H₃=____________，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₄__________△H₃(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

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

（2） PCl₅(g)PCl₃(g)＋Cl₂(g)   △H＝93kJ/ 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）－399kJ/ mol　等于                                           　　　

（5）PCl₅＋4H₂O＝H₃PO₄＋5HCl  

解析：（1）由圖象知P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式是P（s)+Cl₂(g)PCl₃(g)  ΔH=-306 kJ?mol^-1。

（2）ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，反應(yīng)PCl₃(g)+Cl₂(g)PCl₅(g)  ΔH=-93 kJ?mol^-1，故反應(yīng)PCl₅(g)PCl₃(g)+Cl₂(g)  ΔH=+93 kJ?mol^-1。

分解率=×100%=25%。

由于反應(yīng)PCl₅PCl₃+Cl₂是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，分解率增大，即α₂大于α₁。

（3）3Cl₂+2P2PCl₃；PCl₃+Cl₂PCl₅兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降低溫度，有利于平衡向正向移動，提高了PCl₃的轉(zhuǎn)化率，同時防止PCl₅分解。

（4）根據(jù)蓋斯定律，P和Cl₂分兩步反應(yīng)和一步反應(yīng)生成PCl₅的ΔH應(yīng)該是相等的。

（5）PCl₅與H₂O反應(yīng)生成的酸可能是H₃PO₄、HCl和HClO，但PCl₅H₃PO₄，P元素化合價沒變，則Cl元素化合價也不變，即該反應(yīng)生成的兩種酸是H₃PO₄和HCl。所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式是PCl₅+4H₂OH₃PO₄+5HCl。