Question

19．溫度為T時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol PCl₅，反應(yīng)PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后達(dá)到平衡．反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表：

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

下列說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)在前50s 的平均速率 （PCl₃）=0.0032mol•L^-1•s^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí) （PCl₃）=0.11mol•L^-1，則反應(yīng)的△H＜0
• C． 相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.0mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.20mol Cl₂，反應(yīng)達(dá)到平衡前 （正）＞（逆）
• D． 相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0mol PCl₃和2.0mol Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)，PCl₃的轉(zhuǎn)化率小于80%

Answer 1

分析 A、由表中數(shù)據(jù)可知50s內(nèi)，△n（PCl₃）=0.16mol，根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算v（PCl₃）；
B、由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)，c（PCl₃）=0.11 mol/L，則n′（PCl₃）=0.22mol，根據(jù)平衡時(shí)n（PCl₃），判斷平衡移動(dòng)方向，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
C、先求平衡常數(shù)K，再求濃度商（Qc），K＞Qc，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K＜Qc，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K=Qc，說(shuō)明平衡不移動(dòng)，據(jù)此判斷平衡移動(dòng)；
D、等效為起始加入2.0molPCl₅，與原平衡相比，壓強(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)的PCl₅轉(zhuǎn)化率較原平衡低，故平衡時(shí)PCl₃的物質(zhì)的量小于0.4mol，即相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)，PCl₃的物質(zhì)的量小于0.4mol，參加反應(yīng)的PCl₃的物質(zhì)的量大于1.6mol，據(jù)此判斷．

解答 解：A、由表中數(shù)據(jù)可知50s內(nèi)，△n（PCl₃）=0.16mol，v（PCl₃）=$\frac{\frac{0.16mol}{2L}}{50s}$=0.0016mol/（L•s），故A錯(cuò)誤；
B、由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時(shí)n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)，c（PCl₃）=0.11 mol/L，則n′（PCl₃）=0.11 mol/L×2L=0.22mol，說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞O，故B錯(cuò)誤；
C、對(duì)于可逆反應(yīng)：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(shù)k=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025．
起始時(shí)向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20 molPCl₃和0.20 molCl₂，起始時(shí)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(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)達(dá)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(qiáng)增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡時(shí)的PCl₅轉(zhuǎn)化率較原平衡低，故平衡時(shí)PCl₃的物質(zhì)的量小于0.4mol，即相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)，PCl₃的物質(zhì)的量小于0.4mol，參加反應(yīng)的PCl₃的物質(zhì)的量大于1.6mol，故達(dá)到平衡時(shí)，PCl₃的轉(zhuǎn)化率高于$\frac{1.6mol}{2mol}$=80%，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率、平衡常數(shù)計(jì)算、平衡移動(dòng)、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(wèn)題簡(jiǎn)單化，也可以根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算，但比較計(jì)算比較復(fù)雜．