Question

（每空2分，共12分）

PCl3与PCl5均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △H=a kJ·mol－1 在210℃时，将4mol PCl5气体充入

2L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：

时间（s）	0	20	40	60
n（PCl5）	4	2.8	2	2

（1）已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a 0（填﹥、﹦、﹤）；

（2）计算从20s至40s共20s的时间内，用PCl3表示的平均反应速率为 。210℃时该反应的平衡常数K值等于 。

（3）反应进行至60s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将 （填“增大”、“减少”或“不变”）。

（4）欲增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）

A．降低温度 B．向混合气体中通入Cl2

C．使用高效催化剂 D．升高温度

（5）如右图是210℃时容器中PCl5物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl5物质的量的变化曲线。

 

Answer 1

（1） ﹥

（2）0.02mol·L－1·s－1。1mol·L－1（不带单位也给分）

（3）减少

（4）D

（5）

【解析】

试题分析：（1）PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) △S>0，且该反应在高温下自发，则△G=△H-T△S在高温下小于0，所以△H>0，该反应是吸热反应；

（2）从20s至40s共20s的时间内，n（PCl5）减少2.8-2=0.8mol，所以PCl3的物质的量增加0.8mol，用PCl3表示的平均反应速率为0.8mol/2L/20s=0.02 mol·L－1·s－1；平衡时c（PCl5）=2mol/2L=1mol/L，PCl5的浓度减少4mol/2L-1mol/L=1mol/L，则平衡时c（PCl3）=c(Cl2)=1mol/L，所以平衡常数K= c（PCl3）×c(Cl2)/ c（PCl5）=1mol·L－1;

（3）该反应是吸热反应，温度降低，平衡逆向移动，所以再达平衡时氯气的浓度减少；

（4）平衡常数只与温度有关，温度高对正反应有利，平衡常数增大，所以欲增大该反应的K值，只能升高温度，答案选D；

（5）温度降低，反应速率减小，达到平衡的时间加长，同时平衡逆向移动，PCl5的物质的量增加，所以与210℃的图像相比，160℃的图像在210℃图像的上方，且后出现拐点，对应的图像见答案。

考点：考查对化学平衡常数、反应速率的计算，化学反应与能量的关系，化学平衡图像的描述