Question

【題目】溫度為T時，在4.0L恒容密閉容器中充入2.0mol PCl5 ， 發生反應：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），反應時間（t）與容器內氣體總壓強（p）的數據見表：

t/s	0	50	150	250	350
總壓強p/100kPa	100	116	119	120	120

（1）由總壓強p和起始壓強p0計算反應物PCl5的轉化率α（PCl5）的表達式為？平衡時PCl5的轉化率為多少？
（2）反應在前50s的平均速率v（PCl3）為多少？
（3）該溫度下的平衡常數為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：恒溫恒容條件下，反應前后氣體壓強之比等于其物質的量之比，根據表中數據知，反應到250s時達到平衡狀態，根據方程式知，反應前后增大的物質的量相當于參加反應PCl5的物質的量，所以反應前后增大的壓強相當于參加反應的PCl5的壓強，PCl5的轉化率α（PCl5）= ×100%，PCl5的轉化率= ×100%=20%，

答：由總壓強p和起始壓強p0計算反應物PCl5的轉化率α（PCl5）的表達式為 ×100%，平衡時PCl5的轉化率為20%；

（2）解：前50sPCl5的轉化率= ×100%=16%，則參加反應的n（PCl5）=2.0mol×16%=0.32mol，根據方程式知，參加反應的n（PCl5）等于生成的n（PCl3）=0.32mol，反應在前50s的平均速率v（PCl3）= = =0.0016mol/（Ls），

答：反應在前50s的平均速率v（PCl3）為0.0016mol/（Ls）；

（3）解：達到平衡狀態時，五氯化磷的轉化率= ×100%=20%，則參加反應的n（PCl5）=2.0mol×20%=0.4mol，生成的n（PCl3）=n（Cl2）=0.4mol，剩余的n（PCl5）=2.0mol﹣0.4mol=1.6mol，

則平衡時c（PCl3）=c（Cl2）= =0.1mol/L、c（PCl5）= =0.4mol/L，

化學平衡常數K= = mol/L=0.025mol/L，

答：該反應化學平衡常數K為0.025mol/L．

【解析】（1）恒溫恒容條件下，反應前后氣體壓強之比等于其物質的量之比，根據表中數據知，反應到250s時達到平衡狀態，根據方程式知，反應前后增大的物質的量相當于參加反應PCl5的物質的量，所以反應前后增大的壓強相當于參加反應的PCl5的壓強，據此確定PCl5的轉化率α（PCl5）的表達式及計算PCl5的轉化率；（2）前50sPCl5的轉化率= ×100%=16%，則參加反應的n（PCl5）=2.0mol×16%=0.32mol，根據方程式知，參加反應的n（PCl5）等于生成的n（PCl3）=0.32mol，反應在前50s的平均速率v（PCl3）= ；（3）達到平衡狀態時，五氯化磷的轉化率= ×100%=20%，則參加反應的n（PCl5）=2.0mol×20%=0.4mol，生成的n（PCl3）=n（Cl2）=0.4mol，剩余的n（PCl5）=2.0mol﹣0.4mol=1.6mol，則平衡時c（PCl3）=c（Cl2）= =0.1mol/L、c（PCl5）= =0.4mol/L，化學平衡常數K= ．