问题 填空题

PCl5的热分解反应如下:PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)

(1)该反应的平衡常数表达式为:K=______.

(2)若某温度下,在容积为1.0L的密闭容器中充入0.20mol PCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.15mol/L,

①平衡时,PCl5的浓度为:______

②平衡时,Cl2的浓度为:______

③该温度下的平衡常数为:______.

(3)相同条件下,在容积为1.0L的密闭容器中充入0.20mol PCl3和0.20mol Cl2,达到平衡后,其平衡常数为:______.(保留两位小数) 

(4)某温度下,合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol在该温度下,将1mol N2和3mol H2放入密闭容器中,在有催化剂存在的条件下充分反应,测得反应放出的热量总是小于92.4kJ,其原因是:______.

答案

(1)可逆反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)的平衡常数k=

c(PCl3)•c(Cl2)
c(PCl5)

故答案为:

c(PCl3)•c(Cl2)
c(PCl5)

(2)平衡后PCl3的浓度为0.15mol/L,则:

               PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)

开始(mol/L):0.2        0         0

变化(mol/L):0.15       0.15     0.15

平衡(mol/L):0.05       0.15     0.15

①由上述计算可知,平衡时,PCl5的浓度为0.05mol/L,

故答案为:0.05mol/L;

②由上述计算可知,平衡时,Cl2的浓度为0.15mol/L,

故答案为:0.15mol/L;

③故该温度下平衡常数k=

c(PCl3)•c(Cl2)
c(PCl5)
=
0.15×0.15
0.05
=0.45,

故答案为:0.45;

(3)对于同一可逆反应,在相同温度下,正、逆两个过程的平衡常数互为倒数,故 PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g),在相同温度下的平衡常数k=

1
0.45
=2.22,

故答案为:2.22;

(4)热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮气(g)与3mol氢气(g)生成2mol氨气(g)反应的热量为92.4kJ,由于该反应是可逆反应,加入1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ,

故答案为:该反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ.

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