Question

2．溫度為T時(shí)，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl₅，反應(yīng)PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡．反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖．下列說法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)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(shí)c（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2.0 mol PCl₃和2.0mol 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)向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20 mol PCl₃ 和0.20 mol Cl₂，反應(yīng)達(dá)到平衡前v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 A．由圖中數(shù)據(jù)可知50s內(nèi)，△n（PCl₃）=0.16mol，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（PCl₃）；
B．由圖中數(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＞0.2mol，說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；
C．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)，參加反應(yīng)的PCl₃的物質(zhì)的量大于1.6mol；
D．先計(jì)算平衡常數(shù)K，再計(jì)算濃度商（Qc），K＞Qc，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，K＜Qc，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K=Qc，說明平衡不移動(dòng)，據(jù)此判斷平衡移動(dòng)方向，進(jìn)而判斷反應(yīng)達(dá)到平衡前v（正）、v（逆）相對大�。�

解答 解：A．由圖中數(shù)據(jù)可知50s內(nèi)，△n（PCl₃）=0.16mol，v（PCl₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.16mol}{\frac{2L}{50s}}$=0.0016mol/（L•s），故A錯(cuò)誤；
B．由圖中數(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＞0.2mol，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞O，故B錯(cuò)誤；
C．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)，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C錯(cuò)誤；
D．起始時(shí)PCl₅的濃度為0.5mol/L，由圖可知，平衡時(shí)PCl₃的濃度為$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，則：
                        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=0.025，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)達(dá)平衡前v（正）＞v（逆），故D正確；
故選D．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線、反應(yīng)速率計(jì)算、平衡常數(shù)應(yīng)用、等效平衡等，注意C中利用等效平衡思想分析，使問題簡單化，也可以根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算，相對繁瑣，注意理解根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)關(guān)系判斷反應(yīng)進(jìn)行方向，題目難度中等．