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下圖所示（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(g)=PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH2＝_____

（3）P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的ΔH3＝__，P和Cl2一步反應生成1molPCl5的ΔH4____（填“大于”“小于”或“等于”）ΔH3。

Answer 1

【答案】Cl2(g)＋P(s)=PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·mol－1 ＋93kJ·mol－1 －399kJ·mol－1 等于

【解析】

(1)根據圖象得出反應物、生成物以及反應熱=生成物的總能量-反應物的總能量，然后依據書寫熱化學方程式的原則書寫；

(2)根據圖象得出反應物、生成物以及反應熱=生成物的總能量-反應物的總能量，然后依據書寫熱化學方程式的原則書寫；

(3)根據蓋斯定律分析，根據反應物的總能量、中間產物的總能量以及最終產物的總能量，結合化學方程式以及熱化學方程式的書寫方法解答，注意蓋斯定律的應用。

(1)根據圖示可知：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)，反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應是放熱反應，反應熱為△H=-306 kJ/mol，則熱化學方程式為：P(s)+Cl2(g)═PCl3(g)△H=-306 kJ/mol；

(2)根據圖示可知：Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)，中間產物的總能量大于最終產物的總能量，該反應是放熱反應，△H=生成物總能量-反應物總能量=-93 kJ/mol；所以PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)是吸熱反應；熱化學方程式為PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)△H=+93 kJ/mol；

(3)根據蓋斯定律，P和Cl2分兩步反應和一步反應生成PCl5的△H應該是相等的，P和Cl2分兩步反應生成1 molPCl5的熱化學方程式：P(s)+3/2Cl2(g)═PCl3(g)△H1=-306 kJ/mol，Cl2(g)+PCl3(g)═PCl5(g)△H2=-93 kJ/mol；P和Cl2一步反應生成1molPCl5的△H3=-306 kJ/mol+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol；由圖象可知，P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的△H3=-306kJ/mol-(+93kJ/mol)=399kJ/mol，根據蓋斯定律可知，反應無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產物，反應熱相等，則P和Cl2一步反應生成1molPCl5的反應熱等于P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的反應熱。