Question

向2.0L恒容密闭容器中充人1.0mol PCl₅，在温度为T时发生如下反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1．反应过程中测定的部分数据见下表：

时间t/s	0	50	150	250	350
n（PCL3）/mol	0	0.16	0.19	0.2	0.2

回答下列问题：
（1）反应在前50s的平均速率v（PCl₅）=

 

．
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数=

 

．
（3）要提高上述反应的转化率，可采取的措施有

 

．
（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl₅和a mol Cl₂平衡时PCl₅的转化率仍为20%，则a=

 

．
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），该反应的化学方程式是

 

．若将0.01mol PCl₅投入lL热水中，再逐滴加入AgN0₃溶液，先产生的沉淀是

 

[已知Ksp（Ag₃P0₄）=1.4×10^-16，Ksp（AgCl）=1.8×10^-10]．
（6）一定条件下，白磷溶于硝酸溶液产生一种氮氧化合物气体，该气体与白磷的物质的量之比为20：3，反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：反应速率的定量表示方法,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据反应速率的表达式计算出反应在前50s的平均速率v（PCl₅）；
（2）根据表中数据判断达到平衡状态的时间，然后根据平衡状态下各组分的浓度及平衡常数表达式计算出温度为T时，该反应的化学平衡常数；
（3）要提高上述反应的转化率，必须使平衡向着正向移动，根据影响化学平衡的影响进行判断；
（4）温度不变，平衡常数不变，根据该温度下的平衡常数及题中数据列式计算出a值；
（5）根据五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄）写出反应的化学方程式；先计算出饱和磷酸银、氯化银沉淀需要银离子的浓度，需要银离子浓度越小，说明越难溶，加入银离子时优先生成沉淀；
（6）白磷分子为P₄，该气体与白磷的物质的量之比为20：3，设物质的量分别为20mol、3mol，白磷倍氧化成磷酸，3mol白磷化合价升高：5×4×3mol=60mol，20mol该氮氧化物化合价降低了60mol，生成1mol氮氧化物转移了：

60mol

20mol

mol=3mol电子，所以该氮氧化物为NO，据此写出反应的化学方程式．

解答： 解：（1）反应在前50s中生成了0.16molPCl₃，根据反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）可知，消耗的PCl₅的物质的量为0.16mol，所以反应在前50s的平均速率v（PCl₅）=

0.16mol 2.0L

50s

=0.0016mol?L^-1?s^-1，
故答案为：0.0016mol?L^-1?s^-1；
（2）由表中数据可知，反应在250s、350s时三氯化磷的物质的量相等，说明250s时达到了平衡状态，则：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反应前（mol） 1.0        0         0
变化（mol）   0.2       0.2       0.2
平衡时（mol） 0.8       0.2       0.2
平衡时各组分的浓度为：c（PCl₅）=

0.8mol

2.0L

=0.4mol/L，c（PCl₃）=c（Cl₂）=

0.2mol

2.0L

=0.1mol/L，
该温度下该反应的平衡常数为：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

0.1×0.1

0.4

=0.025，
故答案为：0.025；
（3）根据反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1可知，增大反应物转化率，需要使平衡向着正向移动，可以升高温度、减小压强、移走氯气、三氯化磷等，平衡都会向着正向移动，
故答案为：升高温度（或降低压强或移走PCl₃、Cl₂等合理答案）；
（4）由于温度相同，所以平衡常数K=0.025，
利用三段式可得：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反应前（mol）     0.5       0        a
变化（mol）       0.1      0.1      0.1
平衡时（mol）     0.4      0.1     a+0.1
平衡时各组分浓度为：c（PCl₅）=0.2mol/L，c（PCl₃）=0.05mol/L，c（Cl₂）=

a+0.1

2

mol/L，
则：K=0.025=

a+0.1 2 ×0.05

0.2

，解得a=0.1，
故答案为：0.1；
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），则该反应的化学方程式为：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
设饱和磷化银溶液中银离子浓度为x，则：Ksp（Ag₃P0₄）=x³×（

x

3

）=1.4×10^-16，x=

4	4.2×10-16

=

4	4.2

×10-4；设饱和氯化银溶液中银离子浓度为y，则y²⁼Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，y=

1.8×10-10

=

1.8

×10-5＜

4	4.2

×10-4，所以0.01mol PCl₅投入lL热水中，再逐滴加入AgN0₃溶液，先产生的沉淀是AgCl，
故答案为：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；AgCl（填名称“氯化银”也给满分）；
（6）白磷分子为P₄，氮氧化物与白磷的物质的量之比为20：3，设物质的量分别为20mol、3mol，白磷被氧化成磷酸，3mol白磷化合价升高了：5×4×3mol=60mol，20mol该氮氧化物化合价降低了60mol，则生成1mol氮氧化物转移了

60mol

20mol

mol=3mol电子，所以该氮氧化物为NO，即白磷与硝酸反应生成磷酸、一氧化氮和水，反应的化学方程式为：3P₄+20HNO₃+8H₂O=12H₃PO₄+20 NO↑，
故答案为：3P₄+20HNO₃+8H₂O=12H₃PO₄+20 NO↑．

点评：本题考查了化学反应速率的计算、化学平衡常数的计算、化学平衡的影响因素，题目难度中等，注意掌握化学反应速率的表达式及计算方法，明确化学平衡常数的概念及计算方法．