Question

（10分）紅磷 P （s）和 Cl₂（g）發生反應生成 PCl₃（g）和 PCl₅（g）。如圖所示（圖中的△H表示生成 l mol 產物的數據）。

 

根據上圖回答下列問題：

（1）P和CI₂反應生成 PC1₃ 的熱化學方程式是______________________________；

（2）PC1₅分解成 PC1₃ 和 Cl₂的熱化學方程式是_____________________________；上述分解反應是一個可逆反應。溫度 T_l 時，在密閉容器中加人 0.80 mol PC1₅ ，反應達平衡時 PC1₅ 還剩 0.60 mol ，其分解率 a_l 等于_________________；若反應溫度由 T_l 升高到T₂，平衡時 PC1₅ 的分解率為a₂，a₂_________ a_l （填“大于”、“小于”或“等于”） ；

（3）工業上制備 PC1₅ 通常分兩步進行，先將 P 和 C1₂ 反應生成中間產物 PC1₃ ，然后降溫，再和Cl₂ 反應生成 PCl₅ 。原因是___________________________________

______________________________________________________；

（4）P 和 C1₂ 分兩步反應生成 1 mol PC1₅ 的△H₃==__________________，一步反應生成 1 molPC1₅ 的△H₄____________△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）PC1₅ 與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是

______________________________________________________________________。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2P（s） + 3Cl₂（g）=2PCl₃（g）；△H =－612kJ/mol            

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

（3） 兩步反應都是放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解         

（4） －399kJ/mol     等于                   

（5）PCl₅ + 4H₂O=H₃PO₄ + 5HCl               

【解析】根據圖示數據可以判斷P和CI₂生成 PC1₃為放熱反應，而PC1₅分解成PC1₃和Cl₂為吸熱反應，并可寫出對應熱化學方程式，2P（s） + 3Cl₂（g）=2PCl₃（g）；△H =－612kJ/mol  PCl₅（g）=PCl₃（g） + Cl₂（g）；△H= +93kJ/mol；反應的PCl₅是0.8－0.6=0.2mol轉化率可以求得為25%，由于PC1₅分解反應為吸熱反應，升溫分解率增大；由圖示數據可知，P→PCl₃和PCl₃→PCl₅的反應都是放熱反應，降溫有利于提高產率，防止產物分解，故工業上制備 PC1₅ 通常分兩步進行。根據蓋斯定律可以求得△H₃=△H₁+△H₂=－399kJ/mol。PC1₅與足量水反應，相當于水解，最終得到H₃PO₄ 和HCl兩種酸。