Question

（6分）紅磷P(s)和Cl₂(g)發生反應生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反應過程和能量關系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產物的數據）。

根據上圖回答下列問題：

（1）PCl₃分解成P(s)和Cl₂(g)的熱化學方程式是__________________________________。

（2）P和Cl₂分兩步反應生成1 mol PCl₅的△H₁=_______________，與P和Cl₂一步反應生成1 mol PCl₅的△H₂的關系是：△H₂__________△H₁(填“大于”、“小于”或“等于”)。

 

Answer 1

（1）2PCl₃ (g) = 3 Cl₂ (g)＋2P(s)   ΔH＝+612 kJ·mol^－1　

（2）－399kJ·mol^－1　     等于

解析:（1）由圖像可知P(s)和Cl₂(g)的總能量高于PCl₃(g)，所以PCl₃分解成P(s)和Cl₂(g)的反應是吸熱反應。因為每生成1mol PCl₃(g)，反應放出306kJ能量，故分解的熱化學方程式為2PCl₃ (g) = 3 Cl₂ (g)＋2P(s)   ΔH＝+612 kJ·mol^－1。

（2）根據圖像可寫出PCl₃(g)和Cl₂(g)反應生成1mol PCl₅(g)的熱化學方程式PCl₃(g)＋Cl₂(g)反＝PCl₅(g) ΔH＝－93 kJ·mol^－1。所以根據蓋斯定律知，將反應①2PCl₃ (g) = 3Cl₂ (g)＋ 2P(s)   ΔH＝+612kJ·mol^－1和反應②PCl₃(g)＋Cl₂(g)反＝PCl₅(g) ΔH＝－93 kJ·mol^－1疊加，即②－①÷2得到P(s)＋5/2Cl₂(g)反＝PCl₅(g)，所以△H＝－399 kJ·mol^－1。反應熱只與物質的始態和終態有關，而與反應過程無關，即△H₂等于△H₁。