Question

7．下列反應(yīng)在210℃時(shí)達(dá)到平衡：
①PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）+Q  Q＜0   K₁=1
②CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）+Q   Q＞O   K₂=5×10⁴
③COCl₂（g）?CO（g）+Cl₂（g）+Q      K₃=？
（1）氯原子核外有5種不同能級(jí)的電子，最外層上的電子云有4種不同的伸展方向
（2）上述反應(yīng)中有多種元素，請(qǐng)按照原子半徑由大到小進(jìn)行排序：P＞Cl＞C＞O．
（3）碳與其同主族的短周期元素相比較，二者的最高價(jià)氧化物的熔沸點(diǎn)差異較大，原因是二氧化碳晶體是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，所以后者熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于前者．
（4）下列不可用于比較氧和碳非金屬性強(qiáng)弱的是bc
a、單質(zhì)與氫氣化合的難易        b、最高價(jià)含氧酸的酸性
c、水的沸點(diǎn)高于甲烷             d、二者形成的化合物中元素的化合價(jià)
（5）210℃時(shí)，K₃=5×10⁴（填計(jì)算結(jié)果）．210℃時(shí)，向一個(gè)容積3L的恒溫恒容的密閉容器中加入6molPCl₅（g），達(dá)到平衡后，PCl₅（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為50%；若達(dá)到平衡所需的時(shí)間為a分鐘，則從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡的過(guò)程中，C1₂（g）的平均反應(yīng)速率為$\frac{1}{a}$mol/（L•min．
（6）若向一個(gè)絕熱恒容的密閉容器中加入1molC1₂（g）和1molCO（g），達(dá)到平衡后，再加入C1₂（g），則平衡②將向右移動(dòng)（填“向左”、“向右”、或者“不”），K₂將會(huì)減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）Cl原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，能層和能級(jí)決定電子的能量，電子云不同的伸展方向即為軌道數(shù)；
（2）電子層越多半徑越大，同周期元素的原子，從左到右原子半徑逐漸減小，核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越多半徑越��；
（3）根據(jù)CO₂與SiO₂形成的晶體類型進(jìn)行解答，CO₂是分子晶體，SiO₂是原子晶體，原子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體；
（4）比較兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)、與氫氣反應(yīng)的難易程度、氫化物的穩(wěn)定性以及最高正價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱；
（5）平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積除以反應(yīng)物的濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積，由于反應(yīng)③=①+②，故K₃=K₁×K₂，據(jù)此計(jì)算；
（6）根據(jù)反應(yīng)CO（g）+Cl₂（g）?COCl₂（g）+Q   Q＞O，可知增加反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)放熱，在絕熱條件，容器內(nèi)溫度升高，平衡向吸熱方向移動(dòng)，且平衡常數(shù)發(fā)生改變．

解答 解：（1）Cl原子核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，有5種不同能級(jí)的電子，最外層上的電子云有4種不同的伸展方向，
故答案為：5；4；
（2）P、Cl有三個(gè)電子層，C、O有二個(gè)電子層，故P、Cl的半徑大于C、O．Cl核電荷數(shù)越多于P，故P半徑大于Cl．O核電荷數(shù)越多于C，故C半徑大于O．即P＞Cl＞C＞O，
故答案為：P＞Cl＞C＞O；
（3）CO₂是分子晶體，CO₂的熔化與C=O鍵能沒有關(guān)系，其熔化只需要克服范德華力（分子間作用力），SiO₂是原子晶體，其熔化要破壞Si-O共價(jià)鍵，共價(jià)鍵的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于范德華力，
故答案為：二氧化碳晶體是分子晶體，二氧化硅是原子晶體，所以后者熔沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于前者；
（4）a、單質(zhì)與氫氣化合的難易可用于比較氧的非金屬性比碳的非金屬性強(qiáng)，故不選a；
b、最高價(jià)含氧酸的酸性不可用于比較氧和碳非金屬性強(qiáng)弱，因氧無(wú)含氧酸，故選b；
c、水的沸點(diǎn)高于甲烷，不可用于比較氧和碳非金屬性強(qiáng)弱，因沸點(diǎn)是物質(zhì)的物理性質(zhì)，與化學(xué)性質(zhì)--非金屬性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，故選c；
d、二者形成的化合物中元素的化合價(jià)可用于比較氧的非金屬性比碳的非金屬性強(qiáng)，因CO₂中碳顯+4價(jià)，氧顯-2價(jià)，故不選d．
故答案為：bc；
（5）平衡常數(shù)等于生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積除以反應(yīng)物的濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)冪之積，由于反應(yīng)③=①+②，故K₃=K₁×K₂=1×5×10⁴=5×10⁴，
                              PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
起始濃度（mol/L）     2                0               0
變化濃度（mol/L）    x                x               x
平衡濃度（mol/L）     2-x             x               x
則：$\frac{{x}^{2}}{2-x}$=1，解得x=1，PCl₅（g）的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{1mol/L}{2mol/L}$×100%=50%；
C1₂（g）的平均反應(yīng)速率為$\frac{1mol/L}{amin}$=$\frac{1}{a}$mol/（L•min）；
故答案為：5×10⁴；50%；$\frac{1}{a}$mol/（L•min；
（6）增大反應(yīng)物的濃度，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，即反應(yīng)向右進(jìn)行，同時(shí)放出大量的熱，在絕熱容器中，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)K₂減小，
故答案為：向右；減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較強(qiáng)，考查了原子的核外電子排布規(guī)律、原子半徑的比較、晶體結(jié)構(gòu)分析及平衡常數(shù)的計(jì)算與影響因素，難度較大，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力提高有很大作用．