题目内容

17.2molPCl3和1molCl2充入2L定容密闭容器中发生:PCl3(g)+Cl2(g)?PCl5(g),在一定温度下,反应经过2秒钟后刚好反应达平衡,PCl5为0.4mol.请回答下列问题:
(1)则此反应在2秒钟内Cl2的平均化学反应速率是:0.1mol/(L•s)
(2)请写出此反应的平衡常数的表达式:$\frac{c(PC{l}_{5})}{c(PC{l}_{3})•c(C{l}_{2})}$
(3)保持恒温,如果对原平衡进行压缩容器的体积,氯气的转化率变化是A
A.增大、B.减小、C.不变 
(4)如果对原平衡,此时取走1mol PCl3和0.5molCl2 后,在同条件下反应再次达平衡时,PCl5的物质的量C(选填字母)
A.0.4mol    B.0.2mol    C.小于0.2mol   D.在0.2mol与0.4mol之间
(5)常用饱和食盐水来洗除氯气中少量氯化氢,用平衡移动理论结合有关方程式来简述饱和食盐水的作用:Cl2+H2?H++Cl-+HClO,饱和食盐水中的氯离子使平衡逆向移动,使氯气的溶解度变小.

分析 (1)反应经过2秒钟后刚好反应达平衡,PCl5为0.4mol,根据反应可得2秒钟内Cl2的转化量,再由v$\frac{△c}{△t}$计算反应速率;
(2)根据化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比列式;
(3)保持恒温,对原平衡进行压缩容器的体积,相当于对原平衡增大压强,平衡正向移动,氯气的转化率增大;
(4)对原平衡,取走1mol PCl3和0.5molCl2 后,减小压强,平衡逆向移动;
(5)饱和食盐水来洗除氯气,有Cl2+H2?H++Cl-+HClO,饱和食盐水中的氯离子使平衡逆向移动,使氯气的溶解度变小.

解答 解:(1)反应经过2秒钟后刚好反应达平衡,PCl5为0.4mol,根据反应可得2秒钟内反应Cl2的物质的量为0.4mol,则此反应在2秒钟内Cl2的平均化学反应速率为$\frac{0.4mol÷2L}{2s}$=0.1 mol/(L•s);
故答案为:0.1 mol/(L•s); 
(2)反应,PCl3(g)+Cl2(g)?PCl5(g)则K=$\frac{{C({PC{l_5}})}}{{C({PC{l_3}})C({C{l_2}})}}$;
故答案为:$\frac{c(PC{l}_{5})}{c(PC{l}_{3})•c(C{l}_{2})}$;
(3)保持恒温,对原平衡进行压缩容器的体积,相当于对原平衡增大压强,该反应气体体积减小,增大压强,平衡正向移动,氯气的转化率增大;
故答案为:A;
(4)对原平衡,PCl5为0.4mol,此时取走1mol PCl3和0.5molCl2 后,若平衡不移动,PCl5为0.2mol,但取走物质后相当于减小了压强,平衡逆向移动,PCl5少于0.2mol;
故答案为:C;
(5)饱和食盐水来洗除氯气,有Cl2+H2?H++Cl-+HClO,饱和食盐水中的氯离子使平衡逆向移动,使氯气的溶解度变小;
故答案为:Cl2+H2?H++Cl-+HClO,饱和食盐水中的氯离子使平衡逆向移动,使氯气的溶解度变小.

点评 本题考查反应速率的计算,化学平衡常数,影响化学平衡的因素,题目难度不大,注意基础的掌握,速率的单位容易写漏.

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2.发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径.
(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H不变(填“增大”、“减小”或“不变”),判断的理由是加入催化剂后反应物和生成物的总能量不变.
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2(g) 和CH3OH(g) 浓度随时间变化如图1所示.

①该反应化学平衡常数K的表达式是$\frac{c({H}_{2}O)•c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{3}({H}_{2})}$.
②0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2)=0.25mol/L•min.
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是c(填字母序号)kJ.
a.0<Q<29.5    b.29.5<Q<36.75    c.36.75<Q<49     d.49<Q<98
④在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如图2所示,L和X 分别表示温度或压强.
i.X表示的物理量是温度.
ii.判断L1与L2的大小关系,并简述理由:L1>L2.温度一定时,增大压强,CO2平衡转化率增大.
(3)利用铜基催化剂光照条件下由CO2和H2O制备CH3OH的装置示意图如图3所示,该装置工作时H+移向a极(填“a”或“b”),阴极的电极反应式是CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O.

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