Question

6．某溫度下，向4.0L恒容密閉容器中充入2.0mol PCl₅，反應(yīng)PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）經(jīng)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(jiàn)下表：

時(shí)間/s	0	50	150	250	350
n（PCl3）/mol	0	0.32	0.38	0.40	0.40

下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 反應(yīng)在前50s的平均反應(yīng)速率為v（PCl₃）=0.0064 mol/（L•s）
• B． 若保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)c（PCl₃）=0.11 mol/L，則反應(yīng)的△H＜0
• C． 相同溫度下，起始時(shí)向該容器中充入4.0 mol PCl₃、4.0 mol Cl₂，達(dá)到平衡時(shí)，PCl₃的轉(zhuǎn)化率小于80%
• D． 相同溫度下，起始時(shí)向該容器中充入2.0 mol PCl₅、0.40 mol PCl₃和0.40 mol Cl₂，達(dá)到平衡前v_（正）＞v_（逆）

Answer 1

分析 A．反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算得到；
B．升高溫度，平衡時(shí)，c（PCl₃）=0.11 mol•L^-1，大于圖表中PCl₃濃度，說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
C．結(jié)合圖表數(shù)據(jù)計(jì)算平衡常數(shù)，逆反應(yīng)平衡常數(shù)等于正反應(yīng)平衡常數(shù)倒數(shù)，列式計(jì)算三氯化磷轉(zhuǎn)化率；
D．依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．

解答 解：A．反應(yīng)在前50 s的平均速率為v（PCl₃）=$\frac{\frac{0.32mol}{4L}}{50s}$=0.0016 mol•L^-1•s^-1，故A錯(cuò)誤；
B．升高溫度，平衡時(shí)，c（PCl₃）=0.11 mol•L^-1，大于圖表中PCl₃濃度=$\frac{0.4mol}{4L}$=0.1mol/L，說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H＞0，故B錯(cuò)誤；
C．平衡后PCl₃物質(zhì)的量為0.4mol；
               PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
起始量（mol/L） 0.5        0        0
變化量（mol/L）0.1        0.1      0.1
平衡量（mol/L）0.4        0.1      0.1
平衡常數(shù)K=$\frac{0．{1}^{2}}{0.4}$=0.025，逆反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{1}{0.025}$=40；
相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入4.0molPCl₃、4.0molCl₂，達(dá)到平衡時(shí)消耗PCl₃ 物質(zhì)的量濃度為x，
               PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
起始量（mol/L） 0          1         1
變化量（mol/L） x          x          x
平衡量（mol/L） x         1-x         1-x
K=$\frac{x}{（1-x）^{2}}$=40，x=0.8mol/L，PCl₃的轉(zhuǎn)化率等于80%，故C錯(cuò)誤；
D．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0molPCl₅、0.40molPCl₃和0.40molCl₂，物質(zhì)濃度分別為0.5mol/L，0.1mol/L，0.1mol/L，結(jié)合濃度商Q=$\frac{0.1×0.1}{0.5}$=0.02＜K=0.025，反應(yīng)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進(jìn)行，達(dá)到平衡前v（正）＞v（逆），故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算、影響平衡的因素以及平衡常數(shù)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意三段式法在平衡計(jì)算中的應(yīng)用，題目難度中等．