Question

【題目】紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))，根據(jù)下圖回答下列問(wèn)題：

（1）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式__________________________；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0.8 mol PCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCl2，其分解率a1為_________；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時(shí)PCl5的分解率a2，a2______a1(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__________________________________________。

（3）P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH3＝__________________。

Answer 1

【答案】PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93kJmol1 25% 大于 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 399kJmol1

【解析】

⑴根據(jù)圖像可知PCl3和Cl2反應(yīng)生成1molPCl5放出93kJ的熱量；計(jì)算平衡時(shí)Cl2的物質(zhì)的量，得到PCl5消耗的物質(zhì)的量，再計(jì)算分解率；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)即正向移動(dòng)。

⑵工業(yè)上制備PCl5的兩步反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，PCl3和Cl2反應(yīng)，降溫有利于平衡正向移動(dòng)生成PCl5，防止PCl5分解。

⑶P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH3即為兩步反應(yīng)的焓變相加。

⑴根據(jù)圖像可知PCl3和Cl2反應(yīng)生成1molPCl5放出93kJ的熱量，因此PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) △H= + 93kJmol1；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0.8 mol PCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCl2即物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)方程式關(guān)系，說(shuō)明消耗0.2 mol PCl5，其分解率為；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)即正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，因此平衡時(shí)PCl5的分解率a2大于a1；故答案為：25%；大于。

⑵工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行，這兩步都是放熱反應(yīng)，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，PCl3和Cl2反應(yīng)，降溫有利于平衡正向移動(dòng)生成PCl5，防止PCl5分解；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。

⑶P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH3即為兩步反應(yīng)的焓變相加，因此ΔH3＝(306kJmol1) + (93kJmol1) = 399kJmol1；故答案為：399kJmol1。