专题08 化学反应与能量
【天津市天津一中2013届高三期中考试】红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。
根据右图回答下列问题：
（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式__________________________________。
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_________________________________，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于___________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2_____α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是________________________________________________。
（4）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝______________________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4___________△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【解析】（1）根据图像可知，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ•mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)＋32Cl2(g)＝PCl3(g) △H＝－306kJ•mol－1。
(2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H＝－93kJ•mol－1，所以PCl5(g)＝PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝93kJ•mol－1；分解率α1＝（0.80mol－0.60mol）/0.80mol×100％＝25％。由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。即：α2＞α1。
(3）根据图像可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。
(4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总的热效应相等，所以△H3＝－306kJ/mol－93kJ/mol＝－399kJ•mol－1。
