向2.0L恒容密闭容器中充人1.0molPCl5,在温度为T时发生如下反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)△H=124kJ•mol-1.反应过程中测定的部分数据见下表:
时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCL3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
(1)反应在前50s的平均速率v(PCl5)=______.
(2)温度为T时,该反应的化学平衡常数=______.
(3)要提高上述反应的转化率,可采取的措施有______.
(4)在温度为T时,若起始时向容器中充入0.5molPCl5和amolCl2平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a=______.
(5)在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸(H3PO4),该反应的化学方程式是______.若将0.01molPCl5投入lL热水中,再逐滴加入AgN03溶液,先产生的沉淀是______[已知Ksp(Ag3P04)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10].
(6)一定条件下,白磷溶于硝酸溶液产生一种氮氧化合物气体,该气体与白磷的物质的量之比为20:3,反应的化学方程式为______.
(1)反应在前50s中生成了0.16molPCl3,根据反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)可知,消耗的PCl5的物质的量为0.16mol,所以反应在前50s的平均速率v(PCl5)=
=0.0016mol•L-1•s-1,0.16mol 2.0L 50s
故答案为:0.0016mol•L-1•s-1;
(2)由表中数据可知,反应在250s、350s时三氯化磷的物质的量相等,说明250s时达到了平衡状态,则:
PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)
反应前(mol) 1.0 0 0
变化(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡时(mol) 0.8 0.20.2
平衡时各组分的浓度为:c(PCl5)=
=0.4mol/L,c(PCl3)=c(Cl2)=0.8mol 2.0L
=0.1mol/L,0.2mol 2.0L
该温度下该反应的平衡常数为:K=
=c(PCl3)•c(Cl2) c(PCl5)
=0.025,0.1×0.1 0.4
故答案为:0.025;
(3)根据反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)△H=124kJ•mol-1可知,增大反应物转化率,需要使平衡向着正向移动,可以升高温度、减小压强、移走氯气、三氯化磷等,平衡都会向着正向移动,
故答案为:升高温度(或降低压强或移走PCl3、Cl2等合理答案);
(4)由于温度相同,所以平衡常数K=0.025,
利用三段式可得:PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)
反应前(mol) 0.5 0a
变化(mol)0.1 0.10.1
平衡时(mol) 0.4 0.1a+0.1
平衡时各组分浓度为:c(PCl5)=0.2mol/L,c(PCl3)=0.05mol/L,c(Cl2)=
mol/L,a+0.1 2
则:K=0.025=
,解得a=0.1,
×0.05a+0.1 2 0.2
故答案为:0.1;
(5)在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸(H3PO4),则该反应的化学方程式为:PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl;
设饱和磷化银溶液中银离子浓度为x,则:Ksp(Ag3P04)=x3×(
)=1.4×10-16,x=x 3
=4 4.2×10-16
×10-4;设饱和氯化银溶液中银离子浓度为y,则y2=Ksp(AgCl)=1.8×10-10,y=4 4.2
=1.8×10-10
×10-5<1.8
×10-4,所以0.01molPCl5投入lL热水中,再逐滴加入AgN03溶液,先产生的沉淀是AgCl,4 4.2
故答案为:PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl;AgCl(填名称“氯化银”也给满分);
(6)白磷分子为P4,氮氧化物与白磷的物质的量之比为20:3,设物质的量分别为20mol、3mol,白磷倍氧化成磷酸,3mol白磷化合价升高了:5×4×3mol=60mol,20mol该氮氧化物化合价降低了60mol,则生成1mol氮氧化物转移了
mol=3mol电子,所以该氮氧化物为NO,即白磷与硝酸反应生成磷酸、一氧化氮和水,反应的化学方程式为:3P4+20HNO3+8H2O=12H3PO4+20 NO↑,60mol 20mol
故答案为:3P4+20HNO3+8H2O=12H3PO4+20 NO↑.