Question

【題目】在一定溫度下，向一個容積不變（1 L）的密閉容器中，加入3 mol PCl3和4 mol Cl2使之發(fā)生反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)，平衡時容器內(nèi)壓強為開始時的。

計算并回答：

（1）平衡時，容器內(nèi)氣體密度是開始時的___________倍，氣體平均相對分子質(zhì)量是開始時的_________倍。

（2）保持同一反應(yīng)溫度，若將起始物改為a mol PCl3，b mol Cl2，c mol PCl5。欲使平衡時PCl5的體積分數(shù)為，則a，b，c滿足的關(guān)系為 ， 。欲使開始時反應(yīng)向逆方向進行，則a的取值范圍為 ， b的取值范圍為 ，c的取值范圍為

Answer 1

【答案】（1）1，

（2）關(guān)系：a+c=3，b+c=4 范圍：0≤a<2,1≤b<2,1<c≤3

【解析】

試題分析：（1）容積不變，氣體體積不變，反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，所以密度不變；平衡時容器內(nèi)壓強為開始時的6/7，則平衡時物質(zhì)的量為開始的時的6/7，所以平衡時氣體物質(zhì)的量為（3+4）×6/7=6mol，氣體平均相對分子質(zhì)量之比等于氣體物質(zhì)的量之比的倒數(shù)，則氣體平均相對分子質(zhì)量是開始時的7/6倍；

（2）設(shè)參加反應(yīng)的PCl3為xmol

PCl3（g）+Cl2（g）PCl5（g），

起始的量：3mol 4mol 0

反應(yīng)的量：x x x

平衡的量：3-x 4-x x

則平衡時容器內(nèi)壓強為開始時的6/7，平衡時物質(zhì)的量為開始的時的6/7，所以(3-x+4-x+x)/7=6/7，所以x=1mol，平衡時PCl5的體積分數(shù)為1/6；

保持同一反應(yīng)溫度，若將起始物改為a mol PCl3，b mol Cl2，c mol PCl5．欲使平衡時PCl5的體積分數(shù)為1/6，則該平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)是等效平衡；所以只要加入的反應(yīng)物的量與原來相同即可，即加入3mol PCl3和4mol Cl2，因此把a mol PCl3，b mol Cl2，c mol PCl5轉(zhuǎn)化為PCl3和Cl2的量分別為：（a+c）mol，（b+c）mol，所以當加入PCl3和Cl2為：a+c=3，b+c=4時與原平衡等效；

欲使開始時反應(yīng)向逆方向進行，則a和b的值小于平衡時的值即可，平衡時a=2，b=3，c=1；采用一邊倒的方法，假設(shè)反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為生成物則a=0時b=1，c=3，所以0≤a＜2，1≤b＜2，1＜c≤3，

故答案為：a+c=3；b+c=4；0≤a＜2；1≤b＜2；1＜c≤3．