Question

【題目】氮族元素單質及其化合物有著廣泛應用。

（1）在1. 0 L密閉容器中放入0. 10mol PCl5(g)，一定溫度進行如下反應:PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH1，反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p/100kPa)的數據見下表：

時間t/s 溫度	0	t1	t2	t3	t4	t5
T1	5. 00	7. 31	8. 00	8. 50	9. 00	9. 00
T2	6. 00	--	--	--	11. 00	11. 00

回答下列問題:

①PCl3的電子式為_______。

②T1溫度下，反應平衡常數K=______。

③T1___T2（填“＞”、“＜”或“＝”，下同），PCl5的平衡轉化率α1(T1) __α2(T2)。

（2）NO在一定條件下發生如下分解：3NO(g)N2O(g)+NO2(g)

在溫度和容積不變的條件下，能說明該反應已達到平衡狀態的是________(填字母序號)。

a. n(N2O)=n(NO2) b. 容器內壓強保持不變 c. v正(N2O)=v逆(NO2) d. 氣體顏色保持不變

（3）次磷酸鈷[Co(H2PO2)2]廣泛用于化學鍍鈷，以金屬鈷和次磷酸鈉為原料，采用四室電滲析槽電解法制備，原理如下圖。

①Co的電極反應式為_______。

②A、B、C為離子交換膜，其中B為____離子交換膜（填“陽”或“陰”）。

Answer 1

【答案】 0.32 mol·L－1 ＜ ＜ b、c、d Co－2e－=Co2＋ 陰

【解析】

(1) ① P原子最外層有5個電子，Cl原子最外層有7個電子，P原子與3個Cl原子形成3個共用電子對，PCl3的電子式為；因此，本題正確答案是:。

②相同條件下壓強之比等于物質的量之比,反應后氣體的總物質的量為9×0.1/5=0.18mol,

PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)

開始 0.1 0 0
轉化 x x x
平衡 0.1-x x x

0.1-x+x+x=0.18,計算得出x=0.08；K=0.08×0.08/0.02=0.32；因此，本題正確答案是：0.32 mol·L－1。
③體積、物質的量不變,則壓強與溫度成正比,由表中數據可以知道, T1<T2；分解反應為吸熱反應，焓變為正，升高溫度平衡正向移動,可以知道PCl5的平衡轉化率α1(T1) <α2(T2)。,因此，本題正確答案是: ＜， ＜。

（2）a. n(N2O)=n(NO2)，沒有指明正逆反應速率，不能說明該反應已達到平衡狀態，錯誤；

b.該反應為氣體體積減小的反應，因此當容器內壓強保持不變時，反應達到平衡狀態，正確；

c. v正(N2O)=v逆(NO2)，標明正逆反應速率，且滿足速率之比和系數成正比，可以判定反應已達到平衡狀態，正確；

d. 氣體顏色保持不變，也就是氣體的濃度不發生變化，反應達到平衡狀態，正確；

綜上所述，本題選b、c、d 。

（3）①Co做為電解池的陽極，Co失電子，發生氧化反應，則Co的電極反應式為Co－2e－=Co2＋；綜上所述，本題答案是：Co－2e－=Co2＋ 。

②產品室可得到次磷酸鈷的原因是：陽極室的Co2＋通過陽離子交換膜進入產品室，原料室的H2PO2－通過陰離子交換膜進入產品室與Co2＋結合生成Co(H2PO2)2，所以B是陰離子交換膜；綜上所述，本題答案是：陰。