Question

【題目】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ΔH表示生成1 mol產物的數據)。

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_________________________。

(3)P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的反應熱ΔH3＝ ___________，P和Cl2一步反應生成1 mol PCl5的ΔH4 ____________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(4)PCl5與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是____________________。

Answer 1

【答案】3/2Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ/mol PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ/mol －399 kJ/mol 等于 PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

【解析】

根據反應過程與能量的關系圖寫出熱化學方程式以及利用蓋斯定律求反應熱。

(1)P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式，根據圖象，生成氣態的PCl3，△H=－306kJ·mol－1。P為固體，Cl2為氣體，則熱化學方程式為；

(2)從圖象來看，PCl3(g)和Cl2(g)生成PCl5(g)，△H=－93kJ·mol－1。現在要求PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)，△H應為＋93kJ·mol－1。則熱化學方程式為PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ/mol；

(3)P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的反應熱，從圖象來看，ΔH3＝ΔH1+ΔH2=－306 kJ/mol+（-93 kJ/mol）=-399 kJ/mol。化學反應熱△H只和反應物、生成物的能量有關，與反應路徑無關，只要反應物和生成物一樣，不管是經過一步還是二步反應，反應熱相同，因此ΔH4 等于ΔH3。

(4) PCl5與足量水充分反應，最終生成兩種酸，為水解反應，P和Cl的化合價都不變，P為+5價，得到的酸為磷酸，Cl為-1價，得到的酸為HCl。方程式為PCl5＋4H2O=H3PO4＋5HCl。