Question

【题目】Ⅰ、反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．

（1）该反应是_________反应（填“吸热”、“放热”）。

（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_______（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_____（填“有”、“无”），原因是____。

（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是：E1____（填“增大”、“减小”、“不变”）。

Ⅱ、五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) △H=－0.930 kJmol-1 。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n(PCl5)/mol	0	0.24	0.36	0.40	0.40

（1）50~150s内的平均反应速率v(PCl3)=___________。

（2）该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为___________。

（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1．2molPCl3、0．5molCl2 和0．15mol PCl5，则反应向正反应方向进行

Answer 1

【答案】放热 减小 无 催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变 减小 6×10-4 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls) 0.83或5/6 0.372 abd

【解析】

Ⅰ、（1）根据反应物与生成物能量的相对大小分析；

（2）根据温度对平衡的影响分析；

（3）、（4）加入催化剂只能改变反应途径，降低反应活化能，增大反应速率，不改变化学反应的始态和终态的能量，对反应热没有影响。

Ⅱ、（1）由表格数据可知，50~150s内△n(PCl5)=0.12mol，由此计算v(PCl3)；

（2）由表格数据可知，250s时，反应达到平衡，平衡时n(PCl5)=0.40mol，由起始量建立三段式，求出平衡时各物质的浓度，再计算化学平衡常数；

（3）250s时，反应达到平衡，平衡时生成n(PCl5)=0.40mol，结合热化学方程式计算反应放出的热量；

（4）依据化学平衡移动原理进行分析解答。

Ⅰ、（1）由图可知反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，所以该反应为放热反应，故答案为：放热反应；

（2）已知该反应为放热反应，所以升高温度平衡逆移，则转化率减小，故答案为：减小；（3）、（4）加入催化剂只能改变反应途径，使E1(活化能)减小，E2同时减小，增大反应速率，不改变化学反应的始态和终态的能量，而反应热只与化学反应的始态和终态有关，与反应途径无关，因此使用催化剂对反应热没有影响。故答案为：无；催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变；

Ⅱ、（1）由表格数据可知，50~150s内△n(PCl5)=0.12mol，依据化学方程式可知△n(PCl3)=0.12mol，△c(PCl3)=0.12mol/2.0L=0.06mol/L，50~150s内v(PCl3)== 6×10-4 mol/(Ls)，故答案为：6×10-4 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls)；

（2）由表格数据可知，250s时，反应达到平衡，平衡时n(PCl5)=0.40mol，由起始量建立如下三段式：

PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)

开始（mol/L）：1.0 0.5 0

变化（mol/L）：0.2 0.2 0.2

平衡（mol/L）：0.8 0.3 0.2

平衡常数K= c(PCl5)/ c(PCl3) c(Cl2)= 0.2 mol/L /(0.8 mol/L×0.3 mol/L)= 0.83, 故答案为：0.83或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。