Question

在一定温度和压力下，某一定量的PCl₅气体的体积为1 L，此时PCl₅气体已有50%离解为PCl₃和Cl₂，试判断在下列情况下，PCl₅的离解度是增大还是减小？

（1）减小压力使PCl₅的体积变为2 L；

（2）保持压力不变，加入氮气使体积增至2 L；

（3）保持体积不变，加入氮气使压力增加1倍；

（4）保持压力不变，加入氯气，使体积变为2 L；

（5）保持体积不变，加入氯气，使压力增加1倍。

Answer 1

分析：判断PCl₅离解度的增减，实质上是判断平衡PCl₅（g） PCl₃（g）+ Cl₂在不同条件下的移动方向，若平衡向右移动，PCl₅的离解度增大；若平衡向左移动，PCl₅的离解度减小。

判断平衡移动的方向，首先要知道现在平衡的平衡常数，并要计算不同条件下的浓度商Q_C（在此应为压力商Q_P），比较Q_P和压力常数K_P的关系进行判断。若Q_P = K_P时，平衡不移动，若Q_P ＜ K_P时，平衡右移，若Q_P ＞ K_P时，平衡左移。

解：PCl₅(g)  PCl₃(g)+ Cl₂(g)

已知50%的PCl₅分解，所以在平衡时，PCl₅、PCl₃、Cl₂的平衡分压相等，设为p。

则平衡常数  K_P =  =  = p

（1）体积增大了1倍，各物质的分压均减小1倍，所以此时

Q_P =  =  = p ＜ K_P

故平衡向右移动，PCl₅的离解度增大。

（2）加入氮气，氮气虽然不参加反应，但它使体系的体积增大1倍，因而使PCl₅、PCl₃和Cl₂的分压均减小1倍，所以结果同（1）。

（3）加入氮气，虽然使压力增加1倍，但由于体积未变，因此PCl₅、PCl₃和Cl₂的分压不变，化学平衡不移动，所以PCl₅的离解度不变。

（4）加入氯气，使体积变为2 L，总的压力不变，仍为3p，但各物质的分压为：

p = p = p

p = 3p － p－ p= 3p － p = 2p

Q_P =  =  = 2p ＞ K_P

所以平衡向左移动，使PCl₅的离解度减小。

（5）体积不变增加氯气使压力增加1倍，此时的总压力为2×3p = 6p，各物质的分压为：

p = p = p

p = 6p － p－ p = 4p

Q_P =  =  = 4p ＞ K_P

平衡向左移动，减小了PCl₅的离解度。