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五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以有三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ•mol-1.某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2
题目详情
五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以有三氯化磷(PCl3)氯化得到:
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ•mol-1.某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_f25addd2a26f8e33d44058e4fcd697ac.jpg)
(1)0~150s内的平均反应速率v(PCl3)=___mol.L-1•s-1
(2)该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为___(可用分数表示).
(3)反应至250s 时,该反应放出的热量为___kJ.
(4)下列关于上述反应的说法中,正确的是___(填字母序号).
a. 无论是否达平衡状态,混合气体的密度始终不变
b. 300s 时,升高温度,正、逆反应速率同时增大
c. 350s 时,向该密闭容器中充入氮气,平衡向正反应方向移动
d. 相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0molPCl3和0.2molCl2,达到化学平衡状态时,n(PCl5)<0.20mol
(5)温度T 1时,混合气体中PCl5的体积分数随时间t 变化的示意图如下.其他条件相同,请在下图中画出温度为T 2(T 2>T 1)时,PCl5的体积分数随时间变化的曲线.
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ•mol-1.某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molPCl3和1.0molCl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_f25addd2a26f8e33d44058e4fcd697ac.jpg)
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl5)/mol | 0 | 0.24 | 0.36 | 0.40 | 0.40 |
(2)该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为___(可用分数表示).
(3)反应至250s 时,该反应放出的热量为___kJ.
(4)下列关于上述反应的说法中,正确的是___(填字母序号).
a. 无论是否达平衡状态,混合气体的密度始终不变
b. 300s 时,升高温度,正、逆反应速率同时增大
c. 350s 时,向该密闭容器中充入氮气,平衡向正反应方向移动
d. 相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0molPCl3和0.2molCl2,达到化学平衡状态时,n(PCl5)<0.20mol
(5)温度T 1时,混合气体中PCl5的体积分数随时间t 变化的示意图如下.其他条件相同,请在下图中画出温度为T 2(T 2>T 1)时,PCl5的体积分数随时间变化的曲线.
▼优质解答
答案和解析
(1)0~150s内的平均反应速率v(PCl5)=
=
mol.L-1•s-1=1.2×10-3或0.0012
mol.L-1•s-1,该段时间内v(PCl3)=v(PCl5)=1.2×10-3或0.0012mol.L-1•s-1,
故答案为:1.2×10-3或0.0012;
(2)开始时c(PCl3)=
=1.0mol/L、c(Cl2)=
=0.5mol/L,平衡时c(PCl5)=
=0.2mol/L,
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ•mol-1,
开始(mol/L)1.0 0.5 0
反应(mol/L)0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L)0.8 0.3 0.2
化学平衡常数K=
=
=
,
故答案为:
;
(3)生成1mol五氯化磷放出93.0kJ热量,250s时生成n(PCl5)=0.40mol放出热量=0.40mol×93.0kJ/mol=37.2kJ,故答案为:37.2;
(4)a.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,根据ρ=
知,无论反应是否达到平衡状态密度始终不变,故a正确;
b.所有的化学反应只要升高温度正逆反应速率都增大,所以该反应升高温度正逆反应速率都增大,故b正确;
c.350s 时,向该密闭容器中充入氮气,参加反应的各气体分压不变、浓度不变,则化学平衡不移动,故c错误;
d.相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0molPCl3和0.2molCl2,与原反应相比,相当于减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,则生成五氯化磷物质的量小于原来一半,故d正确;
故选abd;
(5)该反应的正反应是放热反应,升高温度化学反应速率加快,反应达到平衡时间缩短,但平衡逆向移动,达到平衡时五氯化磷体积分数降低,所以其图象为
,
故答案为:
.
| ||
△t |
| ||
150 |
mol.L-1•s-1,该段时间内v(PCl3)=v(PCl5)=1.2×10-3或0.0012mol.L-1•s-1,
故答案为:1.2×10-3或0.0012;
(2)开始时c(PCl3)=
2.0mol |
2.0L |
1.0mol |
2.0L |
0.40mol |
2.0L |
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)△H=-93.0kJ•mol-1,
开始(mol/L)1.0 0.5 0
反应(mol/L)0.2 0.2 0.2
平衡(mol/L)0.8 0.3 0.2
化学平衡常数K=
c(PCl5) |
c(PCl3).c(Cl2) |
0.2 |
0.8×0.3 |
5 |
6 |
故答案为:
5 |
6 |
(3)生成1mol五氯化磷放出93.0kJ热量,250s时生成n(PCl5)=0.40mol放出热量=0.40mol×93.0kJ/mol=37.2kJ,故答案为:37.2;
(4)a.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,根据ρ=
m |
V |
b.所有的化学反应只要升高温度正逆反应速率都增大,所以该反应升高温度正逆反应速率都增大,故b正确;
c.350s 时,向该密闭容器中充入氮气,参加反应的各气体分压不变、浓度不变,则化学平衡不移动,故c错误;
d.相同条件下,若起始向该密闭容器中充入1.0molPCl3和0.2molCl2,与原反应相比,相当于减小压强平衡向气体体积增大的方向移动,则生成五氯化磷物质的量小于原来一半,故d正确;
故选abd;
(5)该反应的正反应是放热反应,升高温度化学反应速率加快,反应达到平衡时间缩短,但平衡逆向移动,达到平衡时五氯化磷体积分数降低,所以其图象为
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_6c279c4617330035b49789b05b7c7f27.jpg)
故答案为:
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