Question

12．磷與氯氣反應(yīng)的能量變化圖象如圖所示．

請(qǐng)回答下列問題：
（1）寫出磷固體在氯氣中反應(yīng)生成三氯化磷蒸汽的熱化學(xué)方程式Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol．
（2）用磷固體和氯氣制備五氯化磷固體．
①若計(jì)算生成2mol PCl₅（s）時(shí)的能量變化，則還需要的物理量是三氯化磷和氯氣反應(yīng)的焓變（填名稱）；
②制備1mol五氯化磷固體有兩種方案：
方案1：
方案2：
方案1的△H=（填“＞”，“＜”“=”）方案2的△H，理由是反應(yīng)物制備生成物，反應(yīng)焓變只與起始和終了物質(zhì)有關(guān)，和變化過程無關(guān)．
（3）五氯化磷與水劇烈反應(yīng)生成兩種酸，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，工業(yè)上，可以用燒堿溶液吸收尾氣中的五氯化磷和氯氣，避免污染環(huán)境，寫出五氯化磷與足量燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）由圖可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，求解；
（2）①2mol PCl₅（s）時(shí)的能量變化，應(yīng)等于2mol三氯化磷的焓變和2mol氯氣的焓變之和；
②根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)焓變只與起始和終了物質(zhì)有關(guān)，和變化過程無關(guān)；
（3）五氯化磷與水劇烈反應(yīng)生成兩種酸，可知是磷酸和鹽酸，所以五氯化磷與足量燒堿溶液反應(yīng)是先與水反應(yīng)生成的磷酸和鹽酸再與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，由此書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）由圖可知$\frac{5}{2}$Cl₂（g）+P（s）═PCl₅（g）△H₁=-399KJ/mol，Cl₂（g）+PCl₃（g）═PCl₅（g）△H₃=-93KJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，所以Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol，故答案為：Cl₂（g）+P（s）═PCl₃（g）△H=△H₁-△H₃=-399KJ/mol-（93KJ/mol）=-306KJ/mol；
（2）①2mol PCl₅（s）時(shí)的能量變化，應(yīng)等于2mol三氯化磷的焓變和2mol氯氣的焓變之和，所以要計(jì)算生成2mol PCl₅（s）時(shí)的能量變化，必須知道三氯化磷和氯氣反應(yīng)的焓變這兩個(gè)物理量，故答案為：三氯化磷和氯氣反應(yīng)的焓變；
②根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)焓變只與起始和終了物質(zhì)有關(guān)，和變化過程無關(guān)，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量相等，狀態(tài)相同，所以方案1的△H和方案2的△H相等，故答案為：=，反應(yīng)物制備生成物，反應(yīng)焓變只與起始和終了物質(zhì)有關(guān)，和變化過程無關(guān)；
（3）五氯化磷與水劇烈反應(yīng)生成兩種酸，可知是磷酸和鹽酸，所以五氯化磷與足量燒堿溶液反應(yīng)是先與水反應(yīng)生成的磷酸和鹽酸再與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，方程式為：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O，故答案為：PCl₅+8NaOH=Na₃PO₄+5NaCl+4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用和五氯化磷水解的相關(guān)知識(shí)，而對(duì)五氯化磷水解可以視為先與水反應(yīng)，生成的酸再與堿反應(yīng)，題目難度中等．