题目内容

16．向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，在温度为T时发生如下反应PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）△H=+124kJ•mol-1．反应过程中测定的部分数据见下表：
时间t/s050150250350
n（PCl3）/mol00.160.190.20.2
回答下列问题：
（1）反应在前50s的平均速率v（PCl5）=0.0016mol/（L•s）．
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数=0.025．
（3）上述反应到达平衡状态时，PCl3的体积分数为16.7%．
要提高平衡时PCl3的体积分数，可采取的措施有CD．
A．温度不变，压缩容器体积增大压强       B．使用高效催化剂
C．温度和体积不变，减小PCl5的起始量     D．体积不变，提高反应温度
（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl5和a mol Cl2平衡时PCl5的转化率仍为20%，则a=0.1．
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H3PO4），该反应的化学方程式是PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl．

分析 （1）由表中数据可知，50s内△n（PCl3）=0.16mol，由方程式可知△n（PCl5）=△n（PCl3），根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（PCl5）；
（2）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，平衡时n（PCl3）=0.2mol，则：
             PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
开始（mol/L）：0.5       0        0
变化（mol/L）：0.1       0.1      0.1
平衡（mol/L）：0.4       0.1      0.1
再根据K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{5}）}$计算平衡常数；
（3）PCl3的体积分数=$\frac{PC{l}_{3}物质的量}{混合气体总物质的量}$×100%；
要提高平衡时PCl3的体积分数，改变条件平衡正向移动，但不能减小PCl3的浓度，注意改变PCl5的浓度等效为压强改变；
（4）平衡时PCl5的转化率仍为20%，转化的PCl5为0.5mol×20%=0.1mol，表示出平衡时各组分物质的量，再根据平衡常数列方程计算解答；
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H3PO4），还生成HCl．

解答 解：（1）由表中数据可知，50s内△n（PCl3）=0.16mol，由方程式可知△n（PCl5）=△n（PCl3）=0.16mol，则v（PCl5）=$\frac{\frac{0.16mol}{2L}}{50s}$=0.0016mol/（L•s），故答案为：0.0016mol/（L•s）；
（2）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，平衡时n（PCl3）=0.2mol，则：
             PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
开始（mol/L）：0.5       0        0
变化（mol/L）：0.1       0.1       0.1
平衡（mol/L）：0.4       0.1       0.1
则平衡常数K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{5}）}$=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025，
故答案为：0.025；
（3）由（2）中计算数据可知，平衡时PCl3的体积分数=$\frac{0.1mol/L}{0.6mol/L}$×100%=16.7%；
A．温度不变，压缩容器体积增大压强，平衡逆向移动，PCl3的体积分数减小，故A错误；
B．使用高效催化剂，不影响平衡移动，PCl3的体积分数不变，故B错误；
C．温度和体积不变，减小PCl5的起始量，等效为降低压强，平衡正向移动，PCl3的体积分数增大，故C错误；
D．体积不变，提高反应温度，正反应为吸热反应，平衡正向移动，PCl3的体积分数增大，故D正确，
故答案为：16.7%；CD；
（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl5和a mol Cl2，平衡时PCl5的转化率仍为20%，则转化的PCl5为0.5mol×20%=0.1mol，反应正向进行，则：
             PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
开始（mol/L）：0.25     0       0.5a
变化（mol/L）：0.05     0.05    0.05
平衡（mol/L）：0.2      0.05    0.5a+0.05
则平衡常数K=$\frac{（0.5a+0.05）×0.05}{0.2}$=0.025，解得a=0.1
故答案为：0.1；
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H3PO4），还生成HCl，反应方程式为：PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl，
故答案为：PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl．

点评 本题考查化学平衡计算与影响因素、反应速率、平衡常数计算等，难度中等，（4）中注意利用平衡醋酸是进行计算解答．

练习册系列答案
相关题目
2．N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生下列反应：2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）△H＞0
T1温度下的部分实验数据为
t/s050010001500
C（N2O5）mol/L5.003.522.502.50
下列说法不正确的是（　　）
A．500s内N2O5分解速率为2.96×10-3 mol/（L•s）
B．T1温度下的平衡常数为K1=125，1000s时转化率为50%
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若K1＜K2，则T1＞T2
D．平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的1/2，则再平衡时C（N2O5）＞5.00mol/L
7．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：
T/℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（CO）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×c（{H}_{2}）}$．
（2）该反应为吸热反应（填“吸热”或“放热”）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是BC．
a．容器中压强不变                  b．混合气体中 c（CO）不变
c．v正（H2）=v逆（H2O）               d．c （CO2）=c （CO）
（4）830℃下，若物质的浓度关系是c （CO2）•c （H2）＞c （CO）•c （H2O），则此时正反应速率与逆反应速率的关系是a．
a．v正＞v逆      b．v正=v逆      c．v正＜v逆      d．无法判断
（5）830℃下，在2L密闭容器中，加入2mol CO2 和2mol H2，该温度下反应10分钟达到平衡，其平衡常数K=1.0，则10分钟内v （H2）=0.05 mol/（L•min），平衡时CO2的转化率为50%．
4．发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮为氧化剂，反应生成氮气和水蒸气．已知
①N2（g）+2O2（g）=2NO2 （g）△H=+67.7kJ/mol
②N2H4 （g）+O2（g）=N2（g）+2H2O （g）△H=-534kJ/mol
（1）气态肼和二氧化氮气体反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7kJ/mol．
（2）将16g 气态肼与二氧化氮气体发生上述反应，放出的热量是283.925kJ．
11．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视．所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题．
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数．
□C+□KMnO4+□H2SO4=□CO2↑+□MnSO4+□K2SO4+□6H2O
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下二组数据：
实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v（CO2） 表示的反应速率为0.13mol/（L•min）
（保留小数点后二位数，下同）．
②实验2条件下平衡常数K=0.17，该反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ/mol
②2CO （g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H3=-44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H=-354.8KJ/mol．
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．
①该电池正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；该电极上每消耗1.6g氧气，转移的电子数为0.2mol．
②该电池工作时，溶液中的OH-向负（填“正”或“负”）极移动．
1．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破．铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ．则铍燃烧的热化学方程式正确的是（　　）
A．Be+$\frac{1}{2}$O2═BeO△H=-564.3kJ•mol-1
B．Be（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═BeO（s）△H=+564.3kJ•mol-1
C．Be（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═BeO（s）△H=-564.3kJ•mol-1
D．Be（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═BeO（g）△H=-564.3kJ•mol-1
8．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算．
（1）实验测得，8g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，下列热化学方程式正确的是C
A、$\frac{1}{4}$CH30H+$\frac{3}{8}$02=$\frac{1}{4}$C02+$\frac{1}{2}$H20△H=-113.5kJ•mol-1
B、$\frac{1}{4}$CH30H（l）+$\frac{3}{8}$02（g）=$\frac{1}{4}$C02（g）+$\frac{1}{2}$H20（l）△H=+113.5kJ•mol-1
C、2CH30H（l）+302（g）=2C02（g）+4H20（l）△H=-908kJ•mol-1
D、2CH30H（l）+302（g）=2C02（g）+4H20（l）△H=+908kJ•mol-1
（2）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能．从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量．
化学键H-HN-HN≡N
键能/kJ•mol-1436391945
已知反应N2+3H2?NH3△H=a kJ•mol-1．试根据表中所列键能数据计算a的数值为-93．
（3）由金红石（TiO2）制备单质Ti，涉及的步骤为：TiO2-→TiCl4$→_{800℃，Ar}^{Mg}$Ti
已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1
③TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（s）+O2（g）△H=+141kJ•mol-1
则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）═TiCl4（s）+2CO（g）的△H=-80kJ•mol-1．
5．下列热化学方程式中，正确的是（　　）
A．甲烷的燃烧热△H=-890.3kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3 kJ/mol
B．一定条件下，将0.5 mol N2和1.5 molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-38.6 kJ/mol
C．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6 kJ/mol
D．HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热△H=2×（-57.3）kJ/mol
6．下列关于催化剂的说法不正确的是（　　）
A．催化剂在适宜的温度范围时的催化效果更好
B．使用催化剂，可以增大活化分子百分数，加快反应速率
C．催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变是因为催化剂不参加化学反应
D．锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网