Question

(14分)一定温度下，向2L的密闭容器中充入2molPCl₃(g)和1molCl₂(g)，发生反应：PCl₃(g)+Cl₂(g)PCl₅(g)，5min达平衡，容器中的压强为开始时的，并且放出37.2kJ的热量，请回答下列问题：

（1）前5min内，v(Cl₂)=         mol·L^-1·min，此温度下，平衡常数K=              。

（2）下列哪个图像能正确说明上述反应在进行到t₁时刻时，达到平衡状态            。

（3）平衡后，从容器中移走0.4molPCl₃，0.2molCl₂和0.2molPCl₅，则平衡          （填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”），c(PCl₃)         (填“增大”“减小”或“不变”)。

（4）相同条件下，若起始时，向2L的密闭容器中充入1molPCl₃(g)和1molPCl₅(g)，反应达平衡后，理论上吸收           kJ的热量。

（5）PCl₅与足量的水能完全反应生成H₃PO₄和HCl，将反应后的混合液逐滴加入到过量的Na₂CO₃溶液中，请写出可能发生反应的离子方程式                  （已知：H₃PO₄的电离平衡常数：Ka₁=7.52×10^-3，Ka₂=6.23×10^-8，Ka₃=2.2×10^-13；H₂CO₃的电离平衡常数：Ka₁=4.3×10^-7，Ka₂=5.61×10^-11）

Answer

（14分,每空2分）

（1）0.04 （2分） 0.83L·mol -1（2分）

（2）AC（2分）

（3）不移动（2分） 减小（2分）

（4）55.8kJ（2分）

（5）H++CO32-=HCO3-（1分） H3PO4+2CO32-=HPO42-+2HCO3-（1分）（其他合理答案也给分）

【解析】

试题分析：根据阿伏伽德罗定律，5min达平衡，容器中的压强为开始时的，即容器中气体的物质的量为开始时的。

PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，

起始（mol） 2 1 0

反应 x x x

平衡 2—x 1—x x

有=，解得x=0.4，

放出37.2kJ的热量，因此△H=—37.2kJ/0.4mol=—93kJ/mol

（1）前5min内，v(Cl2)==0.04mol·L-1·min，此温度下，平衡常数K==0.833L/mol；

（2）容器中混合气体的质量不变，当物质的量不变时，反应达到平衡，即混合气体的平均分子量不变时，反应达到平衡状态，A正确；气体的质量和体积一直不变，混合气体的密度也一直不变，B错误；当正反应速率不变时，逆反应速率也将不变，表示达到了化学平衡状态，C正确；t1时反应物的质量分数仍在变化，表示没有达到化学排放状态，D错误；

（3）平衡后，从容器中移走0.4molPCl3，0.2molCl2和0.2molPCl5，剩余1.2molPCl3，0.4molCl2和0.2molPCl5，此时Qc==0.833L/mol=K，平衡不移动，但各种物质的浓度均减小；

（4） PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)，

起始（mol） 1 0 1

反应 x x x

平衡 1+x x 1—x

K==0.833L/mol，解得x=0.6mol，因此吸收的热量为93kJ/mol×0.6mol=55.8kJ；

（5）根据题意，H3PO4的电离平衡常数：Ka1=7.52×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=2.2×10-13；H2CO3的电离平衡常数：Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.61×10-11，可知，酸性HCl＞H3PO4＞H2CO3＞H2PO4-＞HCO3-＞HPO42-；PCl5与足量的水能完全反应生成H3PO4和HCl，将H3PO4和HCl混合液逐滴加入到过量的Na2CO3溶液中，结合强酸可以反应生成弱酸的规律书写即可。

考点：考查了化学平衡和弱酸的酸性强弱的比较等知识。