在一定温度下,向一个容积不变(1L)的密闭容器中,加入3mol PCl3和4mol Cl2使之发生反应PCl3(g)+Cl2(

2025-04-08 19:51:16
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回答(1):

(1)容积不变,气体体积不变,反应前后质量守恒,所以密度不变;平衡时容器内压强为开始时的

6
7
,则平衡时物质的量为开始的时的
6
7
,所以平衡时气体物质的量为(3+4)mol×
6
7
=6mol,根据M=
m
n
可知气体平均相对分子质量之比等于气体物质的量之比的倒数,则气体平均相对分子质量是开始时的
7
6
倍,
故答案为:1;
7
6

(2)设参加反应的PCl3为xmol
           PCl3(g)+Cl2(g)?PCl5(g),
起始(mol):3         4         0
变化(mol):x        x         x
平衡(mol):3-x      4-x        x
则平衡时容器内压强为开始时的
6
7
,平衡时物质的量为开始的时的
6
7
,所以
3?x+4?x+x
7
=
6
7
,所以x=1mol,平衡时PCl5的体积分数为
1
6

保持同一反应温度,若将起始物改为a mol PCl3,b mol Cl2,c mol PCl5.欲使平衡时PCl5的体积分数为
1
6
,则该平衡状态与原平衡状态是等效平衡;所以只要加入的反应物的量与原来相同即可,即加入3mol PCl3和4mol Cl2,因此把a mol PCl3,b mol Cl2,c mol PCl5转化为PCl3和Cl2的量分别为:(a+c)mol,(b+c)mol,所以当加入PCl3和Cl2为:a+c=3,b+c=4时与原平衡等效;
欲使开始时反应向逆方向进行,则a和b的值小于平衡时的值即可,平衡时a=2,b=3,c=1;采用一边倒的方法,假设反应物全部转化为生成物则a=0时b=1,c=3,所以0≤a<2,1≤b<2,1<c≤3,
故答案为:a+c=3;b+c=4;0≤a<2;1≤b<2;1<c≤3;
(3)容器的体积为1L,由(2)计算可知,平衡时PCl3的浓度为2mol/L,氯气的浓度为3mol/L,PCl5的浓度为1mol/L,故该温度下平衡常数k=
1
2×3
=
1
6

令平衡时参加反应的PCl3的物质的量为ymol,则:
          PCl3(g)+Cl2(g)?PCl5(g),
起始(mol):3         3         0
变化(mol):y         y         y
平衡(mol):3-y      3-y        y
y
(3?y)×(3?y)
=
1
6
,解得y=0.8,
故平衡时PCl3的转化率为
0.8mol
3mol
×100%=26.7%,
故答案为:26.7%.