Question

向2.0L恒容密閉容器中充人1.0mol PCl₅，在溫度為T時發(fā)生如下反應PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1．反應過程中測定的部分數據見下表：

時間t/s	0	50	150	250	350
n（PCL3）/mol	0	0.16	0.19	0.2	0.2

回答下列問題：
（1）反應在前50s的平均速率v（PCl₅）=

 

．
（2）溫度為T時，該反應的化學平衡常數=

 

．
（3）要提高上述反應的轉化率，可采取的措施有

 

．
（4）在溫度為T時，若起始時向容器中充入0.5mol PCl₅和a mol Cl₂平衡時PCl₅的轉化率仍為20%，則a=

 

．
（5）在熱水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），該反應的化學方程式是

 

．若將0.01mol PCl₅投入lL熱水中，再逐滴加入AgN0₃溶液，先產生的沉淀是

 

[已知Ksp（Ag₃P0₄）=1.4×10^-16，Ksp（AgCl）=1.8×10^-10]．
（6）一定條件下，白磷溶于硝酸溶液產生一種氮氧化合物氣體，該氣體與白磷的物質的量之比為20：3，反應的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：反應速率的定量表示方法,化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據反應速率的表達式計算出反應在前50s的平均速率v（PCl₅）；
（2）根據表中數據判斷達到平衡狀態(tài)的時間，然后根據平衡狀態(tài)下各組分的濃度及平衡常數表達式計算出溫度為T時，該反應的化學平衡常數；
（3）要提高上述反應的轉化率，必須使平衡向著正向移動，根據影響化學平衡的影響進行判斷；
（4）溫度不變，平衡常數不變，根據該溫度下的平衡常數及題中數據列式計算出a值；
（5）根據五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄）寫出反應的化學方程式；先計算出飽和磷酸銀、氯化銀沉淀需要銀離子的濃度，需要銀離子濃度越小，說明越難溶，加入銀離子時優(yōu)先生成沉淀；
（6）白磷分子為P₄，該氣體與白磷的物質的量之比為20：3，設物質的量分別為20mol、3mol，白磷倍氧化成磷酸，3mol白磷化合價升高：5×4×3mol=60mol，20mol該氮氧化物化合價降低了60mol，生成1mol氮氧化物轉移了：

60mol

20mol

mol=3mol電子，所以該氮氧化物為NO，據此寫出反應的化學方程式．

解答： 解：（1）反應在前50s中生成了0.16molPCl₃，根據反應PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）可知，消耗的PCl₅的物質的量為0.16mol，所以反應在前50s的平均速率v（PCl₅）=

0.16mol 2.0L

50s

=0.0016mol?L^-1?s^-1，
故答案為：0.0016mol?L^-1?s^-1；
（2）由表中數據可知，反應在250s、350s時三氯化磷的物質的量相等，說明250s時達到了平衡狀態(tài)，則：
             PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反應前（mol） 1.0        0         0
變化（mol）   0.2       0.2       0.2
平衡時（mol） 0.8       0.2       0.2
平衡時各組分的濃度為：c（PCl₅）=

0.8mol

2.0L

=0.4mol/L，c（PCl₃）=c（Cl₂）=

0.2mol

2.0L

=0.1mol/L，
該溫度下該反應的平衡常數為：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

0.1×0.1

0.4

=0.025，
故答案為：0.025；
（3）根據反應PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=124kJ?mol^-1可知，增大反應物轉化率，需要使平衡向著正向移動，可以升高溫度、減小壓強、移走氯氣、三氯化磷等，平衡都會向著正向移動，
故答案為：升高溫度（或降低壓強或移走PCl₃、Cl₂等合理答案）；
（4）由于溫度相同，所以平衡常數K=0.025，
利用三段式可得：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
反應前（mol）     0.5       0        a
變化（mol）       0.1      0.1      0.1
平衡時（mol）     0.4      0.1     a+0.1
平衡時各組分濃度為：c（PCl₅）=0.2mol/L，c（PCl₃）=0.05mol/L，c（Cl₂）=

a+0.1

2

mol/L，
則：K=0.025=

a+0.1 2 ×0.05

0.2

，解得a=0.1，
故答案為：0.1；
（5）在熱水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），則該反應的化學方程式為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
設飽和磷化銀溶液中銀離子濃度為x，則：Ksp（Ag₃P0₄）=x³×（

x

3

）=1.4×10^-16，x=

4	4.2×10-16

=

4	4.2

×10-4；設飽和氯化銀溶液中銀離子濃度為y，則y²⁼Ksp（AgCl）=1.8×10^-10，y=

1.8×10-10

=

1.8

×10-5＜

4	4.2

×10-4，所以0.01mol PCl₅投入lL熱水中，再逐滴加入AgN0₃溶液，先產生的沉淀是AgCl，
故答案為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；AgCl（填名稱“氯化銀”也給滿分）；
（6）白磷分子為P₄，氮氧化物與白磷的物質的量之比為20：3，設物質的量分別為20mol、3mol，白磷被氧化成磷酸，3mol白磷化合價升高了：5×4×3mol=60mol，20mol該氮氧化物化合價降低了60mol，則生成1mol氮氧化物轉移了

60mol

20mol

mol=3mol電子，所以該氮氧化物為NO，即白磷與硝酸反應生成磷酸、一氧化氮和水，反應的化學方程式為：3P₄+20HNO₃+8H₂O=12H₃PO₄+20 NO↑，
故答案為：3P₄+20HNO₃+8H₂O=12H₃PO₄+20 NO↑．

點評：本題考查了化學反應速率的計算、化學平衡常數的計算、化學平衡的影響因素，題目難度中等，注意掌握化學反應速率的表達式及計算方法，明確化學平衡常數的概念及計算方法．