Question

PCl₃与PCl₅均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：
PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=a kJ?mol^-1  在210℃时，将4mol PCl₅气体充入2L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：

时间（s）	0	20	40	60
n（PCl5）	4	2.8	2	2

（1）已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a

 

0（填＞、﹦、＜）；
（2）计算从20s至40s共20s的时间内，用PCl₃表示的平均反应速率为

 

．210℃时该反应的平衡常数K值等于

 

．
（3）反应进行至60s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将

 

（填“增大”、“减少”或“不变”）．
（4）欲增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）

 

．
A．降低温度             
B．向混合气体中通入Cl₂
C．使用高效催化剂       
D．升高温度
（5）如图是210℃时容器中PCl₅物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl₅物质的量的变化曲线．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学反应速率的概念

专题：

分析：（1）根据△G=△H-T△S＜0判断；
（2）根据反应速率的表达式计算从20s至40s共20s的时间内平均速率v（PCl₃）；根据平衡常数K的公式计算；
（3）根据（1）的分析，则△H＞0，所以反应进行至60s后，将混合物的温度降低，平衡向逆反应方向移动分析；
（4）根据平衡常数仅与温度有关，所以只有升温平衡向正方向进行，平衡常数才会变大；
（5）因为PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是气体增大的吸热反应，所以160℃与210℃相比，温度低反应速率慢，温度低平衡五氯化磷的转化率也比210℃低，据此画图；

解答： 解：（1）因为PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是气体增大的反应，所以△S＞0，再根据反应在温度较高时才能自发进行结合△G=△H-T△S＜0，则△H＞0，
故答案为：＞；
（2）由表中数据可知，反应在40s、60s时五氯化磷的物质的量相等，说明40s时达到了平衡状态，则：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反应前（mol） 4.0        0         0
变化（mol）   2.0       2.0       2.0
平衡时（mol） 2.0       2.0       2.0
从20s至40s共20s的时间内平均速率v（PCl₃）=V（PCl₅）=

2.8-2 2

20

=0.02mol?L^-1?s^-1，
该温度下该反应的平衡常数为：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

2 2 × 2 2

2 2

=1，
故答案为：0.02mol?L^-1?s^-1．1mol?L^-1；
（3）根据（1）的分析，则△H＞0，所以反应进行至60s后，将混合物的温度降低，平衡向逆反应方向移动，所以重新达到平衡后氯气浓度将减小，
故答案为：减小；
（4）平衡常数仅与温度有关，所以只有升温平衡向正方向进行，平衡常数才会变大，故选；D；
（5）因为PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是气体增大的吸热反应，所以160℃与210℃相比，温度低反应速率慢，温度低平衡五氯化磷的转化率也比210℃低，故图象为，故答案为：

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．