紅*P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關係如圖所示(圖中的△H表...
問題詳情:
紅*P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關係如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產物的資料)。
根據上圖回答下列問題:
(1)P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式是
;
(2)PCl5分解成PCl3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T1時,在密閉容器中加入0.80mol PCl5,反應達平衡時PCl5還剩0.60 mol,其分解率α1等於 ;若反應溫度由T1升高到T2,平衡時PCl5的分解率為α2,α2 α1(填“大於”、“小於”或“等於”);
(3)工業上製備PCl5通常分兩步進行,先將P和Cl2反應生成中間產物PCl3,然後降溫,再和Cl2反應生成PCl5。原因是________________________
(4)P和Cl2分兩步反應生成1mol PCl5的△H3=____________,P和Cl2一步反應生成1molPCl5的△H4__________△H3(填“大於”、“小於”或“等於”)。
(5)PCl5與足量水充分反應,最終生成兩種*,其化學方程式是__________________________________。
【回答】
【*】
(1)Cl2 (g)+ P(s)PCl3 (g) ΔH=-306 kJ/ lmol
(2) PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) △H=93kJ/ mol
25% 大於
(3)兩步反應均為放熱反應,降溫有利於提高產率,防止產物分解
(4)-399kJ/ mol 等於
(5)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl
【解析】(1)由圖象知P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式是P(s)+Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1。
(2)ΔH=生成物總能量-反應物總能量,反應PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH=-93 kJ·mol-1,故反應PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1。
分解率=×100%=25%。
由於反應PCl5PCl3+Cl2是吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,分解率增大,即α2大於α1。
(3)3Cl2+2P2PCl3;PCl3+Cl2PCl5兩個反應均為放熱反應,降低溫度,有利於平衡向正向移動,提高了PCl3的轉化率,同時防止PCl5分解。
(4)根據蓋斯定律,P和Cl2分兩步反應和一步反應生成PCl5的ΔH應該是相等的。
(5)PCl5與H2O反應生成的*可能是H3PO4、HCl和HClO,但PCl5H3PO4,P元素化合價沒變,則Cl元素化合價也不變,即該反應生成的兩種*是H3PO4和HCl。所以該反應的化學方程式是PCl5+4H2OH3PO4+5HCl。
知識點:化學反應中的能量變化
題型:填空題
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