Question

PCl₅的熱分解反應如下：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
（1）該反應的平衡常數(shù)表達式為：K=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

．
（2）若某溫度下，在容積為1.0L的密閉容器中充入0.20mol PCl₅，達到平衡后，測得容器內PCl₃的濃度為0.15mol/L，
①平衡時，PCl₅的濃度為：

0.05mol/L

②平衡時，Cl₂的濃度為：

0.15mol/L

③該溫度下的平衡常數(shù)為：

0.45

．
（3）相同條件下，在容積為1.0L的密閉容器中充入0.20mol PCl₃和0.20mol Cl₂，達到平衡后，其平衡常數(shù)為：

2.22

．（保留兩位小數(shù)） 
（4）某溫度下，合成氨反應的熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol在該溫度下，將1mol N₂和3mol H₂放入密閉容器中，在有催化劑存在的條件下充分反應，測得反應放出的熱量總是小于92.4kJ，其原因是：

該反應是可逆反應，1molN₂和3molH₂不可能完全反應，所以放出的熱量總是小于92.4kJ

．

Answer 1

分析：（1）化學平衡常數(shù)，指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（2）平衡后PCl₃的濃度為0.15mol/L，據(jù)此根據(jù)三段式解題法計算平衡時氣體各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù)；
（3）對于同一可逆反應，在相同溫度下，正、逆兩個過程的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，據(jù)此計算；
（4）該反應是可逆反應，1 mol N₂和3 mol H₂不可能完全反應．

解答：解：（1）可逆反應PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）的平衡常數(shù)k=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

，
故答案為：

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

；
（2）平衡后PCl₃的濃度為0.15mol/L，則：
               PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
開始（mol/L）：0.2        0         0
變化（mol/L）：0.15       0.15     0.15
平衡（mol/L）：0.05       0.15     0.15
①由上述計算可知，平衡時，PCl₅的濃度為0.05mol/L，
故答案為：0.05mol/L；
②由上述計算可知，平衡時，Cl₂的濃度為0.15mol/L，
故答案為：0.15mol/L；
③故該溫度下平衡常數(shù)k=

c(PCl3)?c(Cl2)

c(PCl5)

=

0.15×0.15

0.05

=0.45，
故答案為：0.45；
（3）對于同一可逆反應，在相同溫度下，正、逆兩個過程的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，故 PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g），在相同溫度下的平衡常數(shù)k=

1

0.45

=2.22，
故答案為：2.22；
（4）熱化學方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮氣（g）與3mol氫氣（g）生成2mol氨氣（g）反應的熱量為92.4kJ，由于該反應是可逆反應，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反應，所以放出的熱量總是小于92.4kJ，
故答案為：該反應是可逆反應，1molN₂和3molH₂不可能完全反應，所以放出的熱量總是小于92.4kJ．

點評：考查化學平衡的有關計算、化學平衡常數(shù)、反應熱計算等，難度中等，注意相同溫度下對于同一可逆反應，正、逆兩個過程的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，同一反應化學計量數(shù)不同，平衡常數(shù)不同．