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___________（可用分數表示）。

（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1．0molPCl3和0．5molCl2，達到化學平衡狀態時，n(PCl5)<0．20mol

（5）溫度T1時，混合氣體中PCl5的體積分數隨時間t變化的示意圖如下。其他條件相同，請在下圖中畫出溫度為T2(T2>T1)時，PCl5的體積分數隨時間變化的曲線__________。

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 0.6×10-3 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls) 0．83或5/6 0.372 abd

【解析】I.（1）由圖象可以看出反應物總能量大于生成物的總能量，則該反應的正反應為放熱反應。

（2）該反應正反應為放熱反應，當反應達到平衡時，升高溫度使平衡向逆反應方向移動，A的轉化率減小。

（3）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，所以對反應熱無影響。

（4）加入催化劑能降低反應物的活化能，則E1減小。

Ⅱ.（1）由實驗數據：50s時n(PCl5)=0.24mol，150s時n(PCl5)=0.36mol，所以50~150s內生成PCl50.12mol，由化學方程式可得，50~150s內反應的PCl3為0.12mol，所以50~150s內的平均反應速率v(PCl3)=0.12mol÷2.0L÷100s=0.0006mol/(Ls)[或0.6×10-3 mol/(Ls)]。

（2）250s時反應達到平衡狀態，此時產物的物質的量為0.40mol，由已知列“三段式”得：

容積為2.0L，計算各物質在平衡時的物質的量濃度為：c(PCl5)=0.2mol/L、c(PCl3)=0.8mol/L、c(Cl2)=0.3mol/L，所以平衡常數K===≈0.83。

（3）反應至250s時，生成0.4molPCl5，放出的熱量為0.4mol×0.930 kJmol-1=0.372kJ。

（4）反應物和生成物都是氣態，氣體總質量不變，容器的容積恒定，所以無論是否達平衡狀態，混合氣體的密度始終不變，故a正確；升高溫度，化學反應速率增大，正、逆反應速率同時增大，故b正確；容器的容積恒定，350s時，向該密閉容器中充入氮氣，與該反應沒有關系，平衡不移動，故c錯誤；該反應正向是氣體分子數減小的反應，所以降低壓強不利于PCl5的生成，相同條件下，若起始向該密閉容器中充入1.0molPCl3和0.5molCl2，則與充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2達到的平衡相比不等效，相當于減壓，所以達到化學平衡狀態時，n(PCl5)<0.20mol，故d正確。綜上，選abd。

（5）升高溫度，化學反應速率加快，達到平衡用的時間減少；該反應正向為放熱反應，升高溫度，平衡時PCl5的體積分數降低，所以溫度為T2(T2>T1)時，PCl5的體積分數隨時間變化的曲線如圖：。