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化合物PCl3和单质Cl2在一定条件下反应可生成化合物PCl5.回答下列问题:(1)已知PCl3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76.1℃,PCl5的熔点为167℃.室温时2molPCl3与气体Cl2完全反应生成PCl5,放出热
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化合物PCl3和单质Cl2在一定条件下反应可生成化合物PCl5.回答下列问题:
(1)已知PCl3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76.1℃,PCl5的熔点为167℃.室温时2molPCl3与气体Cl2完全反应生成PCl5,放出热量257.6kJ.该反应的热化学方程式为______.
(2)反应PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)在容积为10L的密闭容器中进行.起始时PCl3和Cl2均为0.2mol.反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示.
①计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(PCl5)=______.
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(PCl3)由大到小的次序为______(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b、______c.______
③αa、αb、αc分别表示实验a、b和c PCl5(g)的平衡转化率,比较其相对大小:______.
(1)已知PCl3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76.1℃,PCl5的熔点为167℃.室温时2molPCl3与气体Cl2完全反应生成PCl5,放出热量257.6kJ.该反应的热化学方程式为______.
(2)反应PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)在容积为10L的密闭容器中进行.起始时PCl3和Cl2均为0.2mol.反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示.
①计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(PCl5)=______.
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(PCl3)由大到小的次序为______(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是:b、______c.______
③αa、αb、αc分别表示实验a、b和c PCl5(g)的平衡转化率,比较其相对大小:______.
▼优质解答
答案和解析
(1)已知PCl3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76.1℃,PCl5的熔点为167℃,判断PCl3的状态为液体,PCl5为固体,结合热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和对应反应焓变得到,室温时2molPCl3与气体Cl2完全反应生成PCl5,放出热量257.6kJ,反应的热化学方程式,PCl3(l)+Cl2(g)⇌PCl5(s)△H=-128.8KJ/mol;
故答案为:PCl3(l)+Cl2(g)⇌PCl5(s)△H=-128.8KJ/mol;
(2)气体压强之比等于气体物质的量之比,结合化学平衡三段式列式计算,设反应的氯气物质的量为x
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)
起始量(mol) 0.2 0.2 0
变化量(mol) x x x
平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x
①图象分析可知实验a气体压强160变化为120,60min达到平衡状态,
气体压强之比等于气体物质的量之比,0.4:(0.4-x)=160:120
x=0.1mol
实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(PCl5)=
=
=1.7×10-4mol/L•min,
故答案为:1.7×10-4mol/L•min;
②分析图象可知达到平衡状态的时间不同,时间越短反应速率越快,图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(PCl3)由大到小的次序b>c>a,与实验a相比,b和a达到相同平衡状态,但时间不同,b组改变的实验条件及判断依据是加入了催化剂改变了反应速率;c混合气体压强增大,达到平衡时间缩短,所以是升温引起的压强增大;
故答案为:b>c>a,加入催化剂,反应速率加快但不影响化学平衡,温度升高,依据PV=nRT可知,当物质的量和体积一定,压强增大是温度升高引起;
③ab是相同平衡状态,PCl5(g)的平衡转化率相同,反应是放热反应,c是升温,平衡逆向进行,转化率减小,αa、αb、αc分别表示实验a、b和c PCl5(g)的平衡转化率,比较其相对大小为:αa=αb>αc ;
故答案为:αa=αb>αc.
故答案为:PCl3(l)+Cl2(g)⇌PCl5(s)△H=-128.8KJ/mol;
(2)气体压强之比等于气体物质的量之比,结合化学平衡三段式列式计算,设反应的氯气物质的量为x
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)
起始量(mol) 0.2 0.2 0
变化量(mol) x x x
平衡量(mol) 0.2-x 0.2-x x
①图象分析可知实验a气体压强160变化为120,60min达到平衡状态,
气体压强之比等于气体物质的量之比,0.4:(0.4-x)=160:120
x=0.1mol
实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(PCl5)=
△c |
△t |
| ||
60min |
故答案为:1.7×10-4mol/L•min;
②分析图象可知达到平衡状态的时间不同,时间越短反应速率越快,图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(PCl3)由大到小的次序b>c>a,与实验a相比,b和a达到相同平衡状态,但时间不同,b组改变的实验条件及判断依据是加入了催化剂改变了反应速率;c混合气体压强增大,达到平衡时间缩短,所以是升温引起的压强增大;
故答案为:b>c>a,加入催化剂,反应速率加快但不影响化学平衡,温度升高,依据PV=nRT可知,当物质的量和体积一定,压强增大是温度升高引起;
③ab是相同平衡状态,PCl5(g)的平衡转化率相同,反应是放热反应,c是升温,平衡逆向进行,转化率减小,αa、αb、αc分别表示实验a、b和c PCl5(g)的平衡转化率,比较其相对大小为:αa=αb>αc ;
故答案为:αa=αb>αc.
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