Question

PCl₅的热分解反应如下：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
（1）该反应的平衡常数表达式为：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

．
（2）若某温度下，在容积为1.0L的密闭容器中充入0.20mol PCl₅，达到平衡后，测得容器内PCl₃的浓度为0.15mol/L，
①平衡时，PCl₅的浓度为：

0.05mol/L

②平衡时，Cl₂的浓度为：

0.15mol/L

③该温度下的平衡常数为：

0.45

．
（3）相同条件下，在容积为1.0L的密闭容器中充入0.20mol PCl₃和0.20mol Cl₂，达到平衡后，其平衡常数为：

2.22

．（保留两位小数） 
（4）某温度下，合成氨反应的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol在该温度下，将1mol N₂和3mol H₂放入密闭容器中，在有催化剂存在的条件下充分反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ，其原因是：

该反应是可逆反应，1molN₂和3molH₂不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ

．

Answer 1

分析：（1）化学平衡常数，指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，据此书写；
（2）平衡后PCl₃的浓度为0.15mol/L，据此根据三段式解题法计算平衡时气体各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算平衡常数；
（3）对于同一可逆反应，在相同温度下，正、逆两个过程的平衡常数互为倒数，据此计算；
（4）该反应是可逆反应，1 mol N₂和3 mol H₂不可能完全反应．

解答：解：（1）可逆反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）的平衡常数k=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

，
故答案为：

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

；
（2）平衡后PCl₃的浓度为0.15mol/L，则：
               PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
开始（mol/L）：0.2        0         0
变化（mol/L）：0.15       0.15     0.15
平衡（mol/L）：0.05       0.15     0.15
①由上述计算可知，平衡时，PCl₅的浓度为0.05mol/L，
故答案为：0.05mol/L；
②由上述计算可知，平衡时，Cl₂的浓度为0.15mol/L，
故答案为：0.15mol/L；
③故该温度下平衡常数k=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

0.15×0.15

0.05

=0.45，
故答案为：0.45；
（3）对于同一可逆反应，在相同温度下，正、逆两个过程的平衡常数互为倒数，故 PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g），在相同温度下的平衡常数k=

1

0.45

=2.22，
故答案为：2.22；
（4）热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮气（g）与3mol氢气（g）生成2mol氨气（g）反应的热量为92.4kJ，由于该反应是可逆反应，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ，
故答案为：该反应是可逆反应，1molN₂和3molH₂不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ．

点评：考查化学平衡的有关计算、化学平衡常数、反应热计算等，难度中等，注意相同温度下对于同一可逆反应，正、逆两个过程的平衡常数互为倒数，同一反应化学计量数不同，平衡常数不同．