Question

【题目】温度为T时，在4.0L恒容密闭容器中充入2.0mol PCl5 ， 发生反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见表：

t/s	0	50	150	250	350
总压强p/100kPa	100	116	119	120	120

（1）由总压强p和起始压强p0计算反应物PCl5的转化率α（PCl5）的表达式为？平衡时PCl5的转化率为多少？
（2）反应在前50s的平均速率v（PCl3）为多少？
（3）该温度下的平衡常数为多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：恒温恒容条件下，反应前后气体压强之比等于其物质的量之比，根据表中数据知，反应到250s时达到平衡状态，根据方程式知，反应前后增大的物质的量相当于参加反应PCl5的物质的量，所以反应前后增大的压强相当于参加反应的PCl5的压强，PCl5的转化率α（PCl5）= ×100%，PCl5的转化率= ×100%=20%，

答：由总压强p和起始压强p0计算反应物PCl5的转化率α（PCl5）的表达式为 ×100%，平衡时PCl5的转化率为20%；

（2）解：前50sPCl5的转化率= ×100%=16%，则参加反应的n（PCl5）=2.0mol×16%=0.32mol，根据方程式知，参加反应的n（PCl5）等于生成的n（PCl3）=0.32mol，反应在前50s的平均速率v（PCl3）= = =0.0016mol/（Ls），

答：反应在前50s的平均速率v（PCl3）为0.0016mol/（Ls）；

（3）解：达到平衡状态时，五氯化磷的转化率= ×100%=20%，则参加反应的n（PCl5）=2.0mol×20%=0.4mol，生成的n（PCl3）=n（Cl2）=0.4mol，剩余的n（PCl5）=2.0mol﹣0.4mol=1.6mol，

则平衡时c（PCl3）=c（Cl2）= =0.1mol/L、c（PCl5）= =0.4mol/L，

化学平衡常数K= = mol/L=0.025mol/L，

答：该反应化学平衡常数K为0.025mol/L．

【解析】（1）恒温恒容条件下，反应前后气体压强之比等于其物质的量之比，根据表中数据知，反应到250s时达到平衡状态，根据方程式知，反应前后增大的物质的量相当于参加反应PCl5的物质的量，所以反应前后增大的压强相当于参加反应的PCl5的压强，据此确定PCl5的转化率α（PCl5）的表达式及计算PCl5的转化率；（2）前50sPCl5的转化率= ×100%=16%，则参加反应的n（PCl5）=2.0mol×16%=0.32mol，根据方程式知，参加反应的n（PCl5）等于生成的n（PCl3）=0.32mol，反应在前50s的平均速率v（PCl3）= ；（3）达到平衡状态时，五氯化磷的转化率= ×100%=20%，则参加反应的n（PCl5）=2.0mol×20%=0.4mol，生成的n（PCl3）=n（Cl2）=0.4mol，剩余的n（PCl5）=2.0mol﹣0.4mol=1.6mol，则平衡时c（PCl3）=c（Cl2）= =0.1mol/L、c（PCl5）= =0.4mol/L，化学平衡常数K= ．