Question

紅磷P（s）和Cl₂（g）發生反應生成PCl₃（g）和PCl₅（g）．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）．根據圖回答下列問題：
（1）P和Cl₂反應生成PCl₃的熱化學方程式是：

P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?mol^-1

；
（2）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學方程式是：

PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol

；
上述分解反應是一個可逆反應．溫度T₁時，在密閉容器中加入0.80mol PCl₅，反應達平衡時PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于

25%

；若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅的分解率為α₂，α₂

大于

α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）工業上制備PCl₅通常分兩步進行，現將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

兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產率，防止產物分解

；
（4）P和Cl₂分兩步反應生成1mol PCl₅的△H ₃=

-399kJ?mol^-1

，P和Cl₂一步反應生成1mol PCl₅的△H ₄

等于

△H ₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（5）PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是：

PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl

．

Answer 1

分析：（1）根據圖象及反應熱知識分析；依據書寫熱化學方程式的原則書寫；
（2）根據熱化學反應方程式的書寫原則及化學平衡知識分析；
（3）根據化學平衡移動原理分析；
（4）根據蓋斯定律分析．根據反應物的總能量、中間產物的總能量以及最終產物的總能量，結合化學方程式以及熱化學方程式的書寫方法解答，注意蓋斯定律的應用．

解答：解：（1）熱化學方程式書寫要求：注明各物質的聚集狀態，判斷放熱反應還是吸熱反應，反應物的物質的量與反應熱成對應的比例關系，根據圖示P（s）+32Cl₂（g）→PCl₃（g），反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應是放熱反應，反應熱為△H=-306 kJ/mol，熱化學方程式為：P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306 kJ/mol，
故答案為：P（s）+32Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?mol^-1； 
（2）△H=生成物總能量-反應物總能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中間產物的總能量大于最終產物的總能量，該反應是放熱反應，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸熱反應；熱化學方程式：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol；
PCl₅分解率α₁=

0.8mol-0.6mol

0.8mol

×100%=25%．PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸熱反應；升高溫度向吸熱反應方向移動，正反應（分解反應是吸熱反應）是吸熱反應，升高溫度向正反應方向移動，轉化率增大，α₂ ＞α₁ ；
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93kJ?mol^-1；25%； 大于；
（3）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放熱反應，降溫平衡向放熱反應方向移動，降溫有利于PCl₅（g）的生成，
故答案為：兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產率，防止產物分解；
（4）根據蓋斯定律，P和Cl₂分兩步反應和一步反應生成PCl₅的△H應該是相等的，P和Cl₂分兩步反應生成1 molPCl₅的熱化學方程式：
P（s）+32Cl₂（g）=PCl₃（g）；△H₁=-306 kJ/mol，
Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g）；△H₂=-93 kJ/mol；
P和Cl₂一步反應生成1molPCl₅的△H₃=-306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol，
由圖象可知，P和Cl₂分兩步反應生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=399kJ/mol，根據蓋斯定律可知，反應無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產物，反應熱相等，則P和Cl₂一步反應生成1molPCl₅的反應熱等于P和Cl₂分兩步反應生成1molPCl₅的反應熱；
故答案為：-399kJ?mol^-1；等于；
（5）PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸磷酸和鹽酸，依據原子守恒寫出化學方程式為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
故答案為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；

點評：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡計算、外界條件對化學平衡移動的影響及反應熱的計算等知識．解題中需注意：熱化學方程式中沒有標注各物質的聚集狀態，各物質的物質的量與反應熱沒有呈現對應的比例關系，不能正確判斷放熱反應和吸熱反應．