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，其平衡常數為：

2.22

．（保留兩位小數） 
（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，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次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，據此書寫；
（2）平衡后PCl₃的濃度為0.15mol/L，據此根據三段式解題法計算平衡時氣體各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算平衡常數；
（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互為倒數，據此計算；
（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互為倒數，故 PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g），在相同溫度下的平衡常數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、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互為倒數，同一反應化學計量數不同，平衡常數不同．