Question

14．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）PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，溫度T₁時(shí)，在密閉容器中加入0.80molPCl₅，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于25%；若反應(yīng)溫度由T₁升高到T₂，平衡時(shí)PCl₅的分解率為α₂，α₂大于α₁（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）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．原因是兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解．
（3）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1，P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）PCl₅能與水發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，充分反應(yīng)最終生成兩種酸，其化學(xué)方程式是PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)原則及化學(xué)平衡知識(shí)分析；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析；
（3）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；
（4）PCl₅能與水相反相成，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成鹽酸和磷酸．

解答 解：（1）△H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量，Cl₂（g）+PCl₃（g）=PCl₅（g），中間產(chǎn)物的總能量大于最終產(chǎn)物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以 PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）是吸熱反應(yīng)；熱化學(xué)方程式：PCl₅（g）=PCl₃（g）+Cl₂（g）；△H=+93 kJ/mol，
PCl₅分解率α₁=$\frac{0.8mol-0.6mol}{0.8mol}$×100%=25%．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，α₂ ＞α₁ ；
故答案為：25%；大于；
（2）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)，降低溫度有利于提高產(chǎn)率，防止產(chǎn)物分解； 
（3）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；
（4）PCl₅能與水相反相成，發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成鹽酸和磷酸，反應(yīng)方程式為：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl，故答案為：PCl₅+4H₂O═H₃PO₄+5HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱和化學(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)，題目難度中等．