Question

【题目】Ⅰ、反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．

（1）该反应是_________反应（填“吸热”、“放热”）。

（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_______（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_____（填“有”、“无”），原因是____。

（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是：E1____（填“增大”、“减小”、“不变”）。

Ⅱ、五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) △H=－0.930 kJmol-1 。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：

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

（1）50~150s内的平均反应速率v(PCl3)=___________。

（2）该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为___________（可用分数表示）。

（3）反应至250s时，该反应放出的热量为______________kJ。

（4）下列关于上述反应的说法中，正确的是__________（填字母序号）。

a．无论是否达平衡状态，混合气体的密度始终不变

b．300s时，升高温度，正、逆反应速率同时增大

c．350s时，向该密闭容器中充入氮气，平衡向正反应方向移动

d．相同条件下，若起始向该密闭容器中充入1．0molPCl3和0．5molCl2，达到化学平衡状态时，n(PCl5)<0．20mol

（5）温度T1时，混合气体中PCl5的体积分数随时间t变化的示意图如下。其他条件相同，请在下图中画出温度为T2(T2>T1)时，PCl5的体积分数随时间变化的曲线__________。

Answer 1

【答案】 放热 减小 无 催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差即反应热不变 减小 0.6×10-3 mol/(Ls)或0．0006mol/(Ls) 0．83或5/6 0.372 abd

【解析】I.（1）由图象可以看出反应物总能量大于生成物的总能量，则该反应的正反应为放热反应。

（2）该反应正反应为放热反应，当反应达到平衡时，升高温度使平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小。

（3）催化剂不改变反应物总能量与生成物总能量之差，即反应热不变，所以对反应热无影响。

（4）加入催化剂能降低反应物的活化能，则E1减小。

Ⅱ.（1）由实验数据：50s时n(PCl5)=0.24mol，150s时n(PCl5)=0.36mol，所以50~150s内生成PCl50.12mol，由化学方程式可得，50~150s内反应的PCl3为0.12mol，所以50~150s内的平均反应速率v(PCl3)=0.12mol÷2.0L÷100s=0.0006mol/(Ls)[或0.6×10-3 mol/(Ls)]。

（2）250s时反应达到平衡状态，此时产物的物质的量为0.40mol，由已知列“三段式”得：

容积为2.0L，计算各物质在平衡时的物质的量浓度为：c(PCl5)=0.2mol/L、c(PCl3)=0.8mol/L、c(Cl2)=0.3mol/L，所以平衡常数K===≈0.83。

（3）反应至250s时，生成0.4molPCl5，放出的热量为0.4mol×0.930 kJmol-1=0.372kJ。

（4）反应物和生成物都是气态，气体总质量不变，容器的容积恒定，所以无论是否达平衡状态，混合气体的密度始终不变，故a正确；升高温度，化学反应速率增大，正、逆反应速率同时增大，故b正确；容器的容积恒定，350s时，向该密闭容器中充入氮气，与该反应没有关系，平衡不移动，故c错误；该反应正向是气体分子数减小的反应，所以降低压强不利于PCl5的生成，相同条件下，若起始向该密闭容器中充入1.0molPCl3和0.5molCl2，则与充入2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2达到的平衡相比不等效，相当于减压，所以达到化学平衡状态时，n(PCl5)<0.20mol，故d正确。综上，选abd。

（5）升高温度，化学反应速率加快，达到平衡用的时间减少；该反应正向为放热反应，升高温度，平衡时PCl5的体积分数降低，所以温度为T2(T2>T1)时，PCl5的体积分数随时间变化的曲线如图：。