Question

18．溫度為T時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol PCl₅，反應PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）經過一段時間后達到平衡．反應過程中測定的部分數據見表：

t/s	0	50	150	250	350
n（PCl3）/mol	0	0.16	0.19	0.20	0.20

下列說法正確的是（　�。�

• A． 反應在前50 s的平均速率v（PCl₃）=0.0032 mol•L^-1•s^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c（PCl₃）=0.11 mol•L^-1，則反應的△H＜0
• C． 相同溫度下，起始時向容器中充入1.0molPCl₅、0.20 mol PCl₃ 和0.20molCl₂，反應達到平衡前v（正）＞v（逆）
• D． 相同溫度下，起始時向容器中充入2.0molPCl₃ 和2.0molCl₂，達到平衡時，PCl₃的轉化率小于80%

Answer 1

分析 A、由表中數據可知50s內，△n（PCl₃）=0.16mol，根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（PCl₃）；
B、由表中數據可知，平衡時n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，平衡時，c（PCl₃）=0.11 mol/L，則n′（PCl₃）=0.22mol，根據平衡時n（PCl₃），判斷平衡移動方向，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動；
C、先求平衡常數K，再求濃度商（Qc），K＞Qc，說明平衡向正反應方向移動，K＜Qc，說明平衡向逆反應方向移動，K=Qc，說明平衡不移動，據此判斷平衡移動；
D、等效為起始加入2.0molPCl₅，與原平衡相比，壓強增大，平衡向逆反應方向移動，平衡時的PCl₅轉化率較原平衡低，故平衡時PCl₃的物質的量小于0.4mol，即相同溫度下，起始時向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂，達到平衡時，PCl₃的物質的量小于0.4mol，參加反應的PCl₃的物質的量大于1.6mol，據此判斷．

解答 解：A、由表中數據可知50s內，△n（PCl₃）=0.16mol，v（PCl₃）=$\frac{\frac{0.16mol}{2L}}{50s}$=0.0016mol/（L•s），故A錯誤；
B、由表中數據可知，平衡時n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，平衡時，c（PCl₃）=0.11 mol/L，則n′（PCl₃）=0.11 mol/L×2L=0.22mol，說明升高溫度平衡正向移動，正反應為吸熱反應，即△H＞O，故B錯誤；
C、對于可逆反應：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g），
開始（mol/L）：0.5 0 0
變化（mol/L）：0.1 0.1 0.1
平衡（mol/L）：0.4 0.1 0.1
所以平衡常數k=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025．
起始時向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20 molPCl₃和0.20 molCl₂，起始時PCl₅的濃度為0.5mol/L、PCl₃的濃度為0.1mol/L、Cl₂的濃度為0.1mol/L，濃度商Qc=$\frac{0.1×0.1}{0.5}$=0.02，K＞Qc，說明平衡向正反應方向移動，反應達平衡前v（正）＞v（逆），故C正確；
D、等效為起始加入2.0molPCl₅，與原平衡相比，壓強增大，平衡向逆反應方向移動，平衡時的PCl₅轉化率較原平衡低，故平衡時PCl₃的物質的量小于0.4mol，即相同溫度下，起始時向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂，達到平衡時，PCl₃的物質的量小于0.4mol，參加反應的PCl₃的物質的量大于1.6mol，故達到平衡時，PCl₃的轉化率高于$\frac{1.6mol}{2mol}$=80%，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查反應速率、平衡常數計算、平衡移動、等效平衡等，難度中等，注意D中使用等效平衡思想分析，使問題簡單化，也可以根據平衡常數計算，但比較計算比較復雜．