Question

PCl₃與PCl₅均是有機合成的重要中間體，兩者存在以下相互轉化關系：
PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=a kJ?mol^-1  在210℃時，將4mol PCl₅氣體充入2L真空密閉容器中發(fā)生上述反應，得到如下數據：

時間（s）	0	20	40	60
n（PCl5）	4	2.8	2	2

（1）已知上述反應在溫度較高時才能自發(fā)進行，則a

 

0（填＞、﹦、＜）；
（2）計算從20s至40s共20s的時間內，用PCl₃表示的平均反應速率為

 

．210℃時該反應的平衡常數K值等于

 

．
（3）反應進行至60s后，將混合物的溫度降低，重新達到平衡后氯氣濃度將

 

（填“增大”、“減少”或“不變”）．
（4）欲增大該反應的K值，可采取的措施有（填序號）

 

．
A．降低溫度             
B．向混合氣體中通入Cl₂
C．使用高效催化劑       
D．升高溫度
（5）如圖是210℃時容器中PCl₅物質的量的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在160℃時PCl₅物質的量的變化曲線．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學反應速率的概念

專題：

分析：（1）根據△G=△H-T△S＜0判斷；
（2）根據反應速率的表達式計算從20s至40s共20s的時間內平均速率v（PCl₃）；根據平衡常數K的公式計算；
（3）根據（1）的分析，則△H＞0，所以反應進行至60s后，將混合物的溫度降低，平衡向逆反應方向移動分析；
（4）根據平衡常數僅與溫度有關，所以只有升溫平衡向正方向進行，平衡常數才會變大；
（5）因為PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是氣體增大的吸熱反應，所以160℃與210℃相比，溫度低反應速率慢，溫度低平衡五氯化磷的轉化率也比210℃低，據此畫圖；

解答： 解：（1）因為PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是氣體增大的反應，所以△S＞0，再根據反應在溫度較高時才能自發(fā)進行結合△G=△H-T△S＜0，則△H＞0，
故答案為：＞；
（2）由表中數據可知，反應在40s、60s時五氯化磷的物質的量相等，說明40s時達到了平衡狀態(tài)，則：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反應前（mol） 4.0        0         0
變化（mol）   2.0       2.0       2.0
平衡時（mol） 2.0       2.0       2.0
從20s至40s共20s的時間內平均速率v（PCl₃）=V（PCl₅）=

2.8-2 2

20

=0.02mol?L^-1?s^-1，
該溫度下該反應的平衡常數為：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

2 2 × 2 2

2 2

=1，
故答案為：0.02mol?L^-1?s^-1．1mol?L^-1；
（3）根據（1）的分析，則△H＞0，所以反應進行至60s后，將混合物的溫度降低，平衡向逆反應方向移動，所以重新達到平衡后氯氣濃度將減小，
故答案為：減�。�
（4）平衡常數僅與溫度有關，所以只有升溫平衡向正方向進行，平衡常數才會變大，故選；D；
（5）因為PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）是氣體增大的吸熱反應，所以160℃與210℃相比，溫度低反應速率慢，溫度低平衡五氯化磷的轉化率也比210℃低，故圖象為，故答案為：

點評：本題考查了化學反應速率的計算、化學平衡常數的計算、化學平衡的影響因素，題目難度中等，注意掌握化學反應速率的表達式及計算方法，明確化學平衡常數的概念及計算方法．