Question

【題目】Ⅰ、反應A（g）+B（g）C（g）+D（g）過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題．

（1）該反應是_________反應（填“吸熱”、“放熱”）。

（2）當反應達到平衡時，升高溫度，A的轉化率_______（填“增大”、“減小”、“不變”）。

（3）反應體系中加入催化劑對反應熱是否有影響？_____（填“有”、“無”），原因是____。

（4）在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是：E1____（填“增大”、“減小”、“不變”）。

Ⅱ、五氯化磷(PCl5)是有機合成中重要的氯化劑，可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) △H=－0.930 kJmol-1 。某溫度下，在容積恒定為2.0L的密閉容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，一段時間后反應達平衡狀態，實驗數據如下表所示：

t/s	0	50	150	250	350
n(PCl5)/mol	0	0.24	0.36	0.40	0.40

（1）50~150s內的平均反應速率v(PCl3)=___________。

（2）該溫度下，此反應的化學平衡常數的數值為___________。

（3）反應至250s時，該反應放出的熱量為______________kJ。

（4）下列關于上述反應的說法中，正確的是__________（填字母序號）。

a．無論是否達平衡狀態，混合氣體的密度始終不變

b．300s時，升高溫度，正、逆反應速率同時增大

c．350s時，向該密閉容器中充入氮氣，平衡向正反應方向移動

d．相同條件下，若起始向該密閉容器中充入1．2molPCl3、0．5molCl2 和0．15mol PCl5，則反應向正反應方向進行

Answer 1

【答案】放熱 減小 無 催化劑不改變反應物總能量與生成物總能量之差即反應熱不變 減小 6×10-4 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls) 0.83或5/6 0.372 abd

【解析】

Ⅰ、（1）根據反應物與生成物能量的相對大小分析；

（2）根據溫度對平衡的影響分析；

（3）、（4）加入催化劑只能改變反應途徑，降低反應活化能，增大反應速率，不改變化學反應的始態和終態的能量，對反應熱沒有影響。

Ⅱ、（1）由表格數據可知，50~150s內△n(PCl5)=0.12mol，由此計算v(PCl3)；

（2）由表格數據可知，250s時，反應達到平衡，平衡時n(PCl5)=0.40mol，由起始量建立三段式，求出平衡時各物質的濃度，再計算化學平衡常數；

（3）250s時，反應達到平衡，平衡時生成n(PCl5)=0.40mol，結合熱化學方程式計算反應放出的熱量；

（4）依據化學平衡移動原理進行分析解答。

Ⅰ、（1）由圖可知反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量，所以該反應為放熱反應，故答案為：放熱反應；

（2）已知該反應為放熱反應，所以升高溫度平衡逆移，則轉化率減小，故答案為：減小；（3）、（4）加入催化劑只能改變反應途徑，使E1(活化能)減小，E2同時減小，增大反應速率，不改變化學反應的始態和終態的能量，而反應熱只與化學反應的始態和終態有關，與反應途徑無關，因此使用催化劑對反應熱沒有影響。故答案為：無；催化劑不改變反應物總能量與生成物總能量之差即反應熱不變；

Ⅱ、（1）由表格數據可知，50~150s內△n(PCl5)=0.12mol，依據化學方程式可知△n(PCl3)=0.12mol，△c(PCl3)=0.12mol/2.0L=0.06mol/L，50~150s內v(PCl3)== 6×10-4 mol/(Ls)，故答案為：6×10-4 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls)；

（2）由表格數據可知，250s時，反應達到平衡，平衡時n(PCl5)=0.40mol，由起始量建立如下三段式：

PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)

開始（mol/L）：1.0 0.5 0

變化（mol/L）：0.2 0.2 0.2

平衡（mol/L）：0.8 0.3 0.2

平衡常數K= c(PCl5)/ c(PCl3) c(Cl2)= 0.2 mol/L /(0.8 mol/L×0.3 mol/L)= 0.83, 故答案為：0.83或5/6;

（3）生成1mol五氯化磷放出93.0kJ熱量，250s時生成n（PCl5）=0.40mol，放出熱量=0.40mol×93.0kJ/mol=37.2kJ，故答案為：37.2；
（4）a．反應前后氣體總質量不變、容器體積不變，根據ρ=m/V知，無論反應是否達到平衡狀態密度始終不變，故a正確；

b．所有的化學反應只要升高溫度正逆反應速率都增大，所以該反應升高溫度正逆反應速率都增大，故b正確；

c.350s時，向該密閉容器中充入氮氣，參加反應的各氣體分壓不變、濃度不變，則化學平衡不移動，故c錯誤；

d．相同條件下，若起始向該密閉容器中充入1.0molPCl3和0.2molCl2，與原反應相比，相當于減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動，則生成五氯化磷物質的量小于原來一半，故d正確；故選abd。