Question

9．紅磷P（s）和Cl₂發(fā)生反應(yīng)生成PCl₃和PCl₅，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如下圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）．根據(jù)圖回答下列問題：
（1）P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ•mol^-1
（2）PCl₅分解生成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1
（3）工業(yè)上制備PCl₅通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl₂反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應(yīng)生成PCl₅．原因是因?yàn)镻Cl₅分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl₅的生成
（4）P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H₃=-399kJ•mol^-1
P和Cl₂一步反應(yīng)生成1mol PCl₅的△H₄等于△H₃（填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）紅磷和白磷互稱為磷元素的同素異形體．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，生成1molPCl₃放出的熱量為306kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，結(jié)合合化學(xué)方程式書寫規(guī)則進(jìn)行書寫；
（3）PCl₅分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl₅的生成；
（4）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱不變，即一步的反應(yīng)熱等于各步反應(yīng)熱之和；
（5）紅磷和白磷為磷元素組成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，互為同素異形體．

解答 解：（1）由圖象可知，1molP與Cl₂反應(yīng)生成1molPCl₃放出306kJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ•mol^-1，
故答案為：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl₂（g）═PCl₃（g）△H=-306kJ•mol^-1；
（2）由圖象可知，1molPCl₅分解成PCl₃和Cl₂需要吸收93kJ的能量，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1，
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ•mol^-1；
（3）因?yàn)镻Cl₅分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl₅的生成，故先將P和Cl₂反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應(yīng)生成PCl₅，
故答案為：因?yàn)镻Cl₅分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl₅的生成；
（4）由圖象可知，P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的△H₃=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)無論一步完成還是分多步完成，生成相同的產(chǎn)物，反應(yīng)熱相等，則P和Cl₂一步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱等于P和Cl₂分兩步反應(yīng)生成1molPCl₅的反應(yīng)熱．
故答案為：-399kJ•mol^-1；等于；
（5）紅磷和白磷為磷元素組成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，互為同素異形體，
故答案為：同素異形體．

點(diǎn)評 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度不大，注意正確理解并運(yùn)用蓋斯定律，注意熱化學(xué)方程式的書寫方法．