题目
设在某一温度下,有一定量的 PCl5(g) 在 100 kPa 压力下的体积为 1 dm3,在该条件下 PCl5(g) 的解离度 α=0.5。用计算说明在下列几种情况下,PCl5(g) 的解离度是增大还是减小。使气体的总压降低,直到体积增加到 2 dm3。通入 N2(g),使体积增加到 2 dm3,而压力仍为 100 kPa。通入 N2(g),使压力增加到 200 kPa,而体积仍维持为 1 dm3。通入 Cl2(g),使压力增加到 200 kPa,而体积仍维持为 1 dm3。
设在某一温度下,有一定量的 在 压力下的体积为 ,在该条件下 的解离度 。用计算说明在下列几种情况下, 的解离度是增大还是减小。
使气体的总压降低,直到体积增加到 。
通入 ,使体积增加到 ,而压力仍为 。
通入 ,使压力增加到 ,而体积仍维持为 。
通入 ,使压力增加到 ,而体积仍维持为 。
题目解答
答案
- (1)
增加
- (2)
增加
- (3)
不改变
- (4)
减小
解析
本题考察化学平衡移动原理(勒沙特列原理)在实际问题中的应用,需判断不同条件下PCl5的解离度变化。解题核心在于分析总压变化对分压的影响,并结合惰性气体的加入方式判断平衡移动方向。关键点如下:
- 总压变化:若总压变化由反应物/产物的物质的量变化引起,则平衡移动;若由惰性气体引起,则需判断分压是否变化。
- 分压与平衡:平衡常数$K_p$与分压相关,分压变化会改变反应商$Q$,从而决定平衡移动方向。
- 惰性气体的影响:若体积固定,通入惰性气体仅改变总压,不影响分压,平衡不变;若体积可变,总压固定时,惰性气体稀释各组分分压,平衡正移。
第(1)题:总压降低,体积增加到2 dm³
- 总压变化:体积从1 dm³增加到2 dm³,总压由100 kPa降低到50 kPa。
- 分压变化:反应物与产物的分压均减半。
- 平衡移动:分压降低等效于总压降低,平衡向物质的量增加方向(正反应)移动,解离度增大。
第(2)题:通入N₂,体积增加到2 dm³,总压仍为100 kPa
- 分压变化:体积增加导致各组分分压降低(浓度稀释)。
- 平衡移动:分压降低等效于总压降低,平衡正移,解离度增大。
第(3)题:通入N₂,总压增加到200 kPa,体积维持1 dm³
- 分压不变:体积固定时,通入惰性气体仅增加总压,反应物与产物的分压不变。
- 平衡状态:分压未改变,平衡不移动,解离度不变。
第(4)题:通入Cl₂,总压增加到200 kPa,体积维持1 dm³
- 分压变化:Cl₂分压增加,导致反应商$Q > K$。
- 平衡移动:平衡逆向移动,PCl5解离减少,解离度减小。