Question

【題目】I．紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))，根據(jù)下圖回答下列問題：

(1)PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式____________________；上述分解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，溫度T1時，在密閉容器中加入0.8molPCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時還剩余0.6molPCl5，其分解率α1等于________；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5的分解率α2，α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)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_________________________________________________。

(3)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1molPCl5的ΔH3＝____________。

Ⅱ．某學(xué)生做濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實驗時，將2支試管編號為①②，并按下表中物質(zhì)的量進(jìn)行實驗，記錄的時間數(shù)據(jù)是：16s、28s。請將2個數(shù)據(jù)填入下表的適當(dāng)位置，并寫出實驗結(jié)論。

試管編號	加入3%Na2S2O3	加H2O	加稀鹽酸(1∶5)	出現(xiàn)渾濁時間
①	3mL	3mL	5滴	a._____s
②	4mL	2mL	5滴	b._____s

(1)將對應(yīng)①②的時間分別寫出：a.____________，b.____________。

(2)實驗結(jié)論____________________________________。

(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________。

Answer 1

【答案】PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1 25% 大于 因為PCl5分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl5的生成 －399kJ·mol－1 28s 16s 反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快 Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O

【解析】

I．(1)據(jù)圖可知1molCl2(g)和1molPCl3(g)合成1molPCl5(g)需要釋放93kJ熱量；依據(jù)分解率=×100%計算PCl5的分解率；吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正向移動；

(2)根據(jù)化學(xué)平衡移動原理分析；
(3)根據(jù)蓋斯定律計算解答；

Ⅱ．Na2S2O3在酸性環(huán)境下會發(fā)生歧化反應(yīng)；兩組實驗的唯一變量為Na2S2O3的濃度，時間越短說明反應(yīng)速率越大，據(jù)此判斷濃度對反應(yīng)速率的影響。

(1)結(jié)合分析可知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=+93kJmol-1；在密閉容器中加入0.8molPCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時還剩余0.6molPCl5，分解的PCl5為0.2mol，分解率=×100%=25%；PCl5分解的反應(yīng)焓變大于0，為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向正向移動，所以分解率α2大于α1；

(2)因為PCl5分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl5的生成，所以工業(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；

(3)根據(jù)蓋斯定律，P和Cl2分兩步反應(yīng)和一步反應(yīng)生成PCl5的△H應(yīng)該是相等的，P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 molPCl5的熱化學(xué)方程式：
①P(s)+Cl2(g)=PCl3(g)；△H1=-306 kJ/mol；
②Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)；△H2=-93 kJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律可知：①+②得：P(s)+Cl2(g)=PCl5(g)，△H=-306 kJ/mol+(-93 kJ/mol)=-399 kJ/mol；

Ⅱ．(1)反應(yīng)物硫代硫酸鈉的濃度②＞①，其他條件相同，所以反應(yīng)速率②＞①，反應(yīng)時間①＞②，所以a=28s，b=16s；

(2)對于一個化學(xué)反應(yīng)，在其他條件不變時，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快；

(3)Na2S2O3在酸性環(huán)境下會發(fā)生歧化反應(yīng)生成二氧化硫和硫單質(zhì)，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得方程式為Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O。