Question

向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl₅，在温度为T时发生反应PCl₅(g)  PCl₃(g)＋Cl₂(g)　ΔH＝＋124 kJ·mol^－1。反应过程中测定的部分数据见下表：

时间t/s	0	50	150	250	350
n(PCl3)/mol	0	0.16	0.19	0.2	0.2

回答下列问题：

(1)反应在前50 s的平均速率v(PCl₅)＝____________。

(2)温度为T时，该反应的化学平衡常数＝________。

(3)要提高上述反应的转化率，可采取的措施有______________。

(4)在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5 mol PCl₅和a mol Cl₂平衡时PCl₅的转化率仍为20%，则a＝________。

(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________________________________________________________________________。

若将0.01 mol PCl₅投入1 L热水中，再逐滴加入AgNO₃溶液，先产生的沉淀是________[已知K_sp(Ag₃PO₄)＝1.4×10^－16，K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10]。

(6)一定条件下，白磷溶于硝酸溶液产生一种氮氧化合物气体，生成该气体与消耗的白磷的物质的量之比为20∶3，反应的化学方程式为______________________________________。

Answer 1

(1)0.001 6 mol·L^－1·s^－1　(2)0.025

(3)升高温度(或降低压强或移走PCl₃、Cl₂等合理答案)

(4)0.1

(5)PCl₅＋4H₂O===H₃PO₄＋5HCl　AgCl(填名称“氯化银”也可)

(6)3P₄＋20HNO₃＋8H₂O===12H₃PO₄＋20NO↑

[解析] (1)v(PCl₅)＝v(PCl₃)＝＝1.6×10^－3mol·L^－1·s^－1。

(2)　　　　　　　　PCl₅(g) PCl₃(g)＋Cl₂(g)　

起始浓度(mol·L^－1)：0.5　　　　　0　　　0

转化浓度(mol·L^－1)：0.1　　　　　0.1　　0.1

平衡浓度(mol·L^－1)：0.4　　　　　0.1　　0.1

K＝＝＝0.025。

(3)该反应是气体体积增大的吸热反应，可通过升高温度和降低压强的方式使平衡向正反应方向移动，也可以通过减少产物的方式使平衡正向移动。

(4)温度不变，平衡常数不变。因该反应是气体体积增大的反应，应符合“等量”原则才能达到等效平衡。

　　　　　　　　PCl₅(g) PCl₃(g)＋Cl₂(g)　

起始浓度(mol·L^－1)：0.25　　　　　0　　　

转化浓度(mol·L^－1)：0.05　　 　 　0.05　　0.05

平衡浓度(mol·L^－1)：0.20　 　 　　0.05　　0.05＋

K＝＝＝0.025，解得a＝0.1。

(5)H₃PO₄是弱酸，难以电离出PO，HCl是强酸，故先产生的沉淀是AgCl。

(6)硝酸具有强氧化性，将白磷氧化为磷酸，根据得失电子守恒(设氮氧化物中氮的化合价为x)，则有20×(5－x)＝12×5，x＝2，即生成NO，反应方程式为3P₄＋20HNO₃＋8H₂O＝12H₃PO₄＋20NO↑。