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(guò)程和能量關(guān)系如下圖所示（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(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0.80mol PCl₅，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)PCl₅還剩0.60mol，其分解率為α₁；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1mol PCl₅的△H₃=

 

，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H₄

 

△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）；
（5）以紅磷P（s）和Cl₂（g）制備PCl₅，為提高Cl₂（g）的轉(zhuǎn)化率可采用的措施是：

 

（任填兩種措施）

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)圖象及反應(yīng)熱知識(shí)分析，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306lJ的能量；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡知識(shí)分析，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放熱反應(yīng)，降溫平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，降溫有利于PCl₅（g）的生成；
（4）根據(jù)蓋斯定律分析，反應(yīng)無(wú)論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等；
（5）要提高上述反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，必須使平衡向著正向移動(dòng)，根據(jù)影響化學(xué)平衡的影響進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）由圖象可知，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306lJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為P（s）+

3

2

Cl₂（g）═PCl₃（g）；△H=-306kJ?mol^-1，
故答案為：P（s）+

3

2

Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ?mol^-1；
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；
PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸熱反應(yīng)；升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)（分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)）是吸熱反應(yīng)，升高溫度向正反應(yīng)方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，則α₂＞α₁；
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；大于；
（3）Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），是放熱反應(yīng)，降溫平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，降溫有利于PCl₅（g）的生成，
故答案為：兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降溫有利于第二步反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，從而提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解；
（4）由圖象可知，P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)無(wú)論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等，則P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱等于P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱．
故答案為：-399kJ?mol^-1；等于；
（5）根據(jù)反應(yīng)PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1可知，增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，需要使平衡向著正向移動(dòng)，可以升高溫度、減小壓強(qiáng)、移走氯氣、三氯化磷等，平衡都會(huì)向著正向移動(dòng)，
故答案為：增大壓強(qiáng)、降低溫度、及時(shí)抽走PCl₅．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響及反應(yīng)熱的計(jì)算等知識(shí)．解題中需注意：熱化學(xué)方程式中沒(méi)有標(biāo)注各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱沒(méi)有呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，能正確判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)．