Question

3．一定溫度時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0mol PCl₅，發(fā)生反應(yīng)：PCl₅（g）?Cl₂（g）+PCl₃（g）經(jīng)一段時間后反應(yīng)達(dá)到平衡．反應(yīng)過程中測得的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)時間/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(yīng)在前50 s內(nèi)的平均速率為v（PCl₃）=0.0032 moI•L^-l•s^-l
• B． 保持其他條件不變，若升高溫度，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，平衡時c（PCl₃）=0.11moI•L^-l，則正反應(yīng)的△H＜0
• C． 相同溫度下，若起始時向容器中充入1.0 molPCl₅、0.20mol PCl₃和0.20 mol Cl₂，則反應(yīng)達(dá)到平衡前v（正）＜v（逆）
• D． 相同溫度下，若起始時向容器中充入1.0mol PCl₃、1.0 mol Cl₂，則反應(yīng)達(dá)到平衡時PCl₃的轉(zhuǎn)化率為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=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（PCl₃）；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，新平衡時c（PCl₃）=0.11 mol/L，則n′（PCl₃）=0.22mol＞0.2mol，說明升高溫度平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
C．根據(jù)K=$\frac{c（PC{l}_{3}）×c（C{l}_{2}）}{c（PC{l}_{5}）}$計算平衡常數(shù)，計算濃度商Qc，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)，若Qc＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，若Qc＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行；
D．等效為起始加入1.0molPCl₅，恒溫恒容下與原平衡為完全等效平衡，平衡時相同組分的物質(zhì)的量相同，即平衡時PCl₃的物質(zhì)的量為0.2mol，進(jìn)而計算其轉(zhuǎn)化率．

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錯誤；
B．由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時n（PCl₃）=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，新平衡時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，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞O，故B錯誤；
C．由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時n（PCl₃）=0.2mol，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=0.025，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)平衡前v（正）＞v（逆），故C錯誤；
D．等效為起始加入1.0molPCl₅，恒溫恒容下與原平衡為完全等效平衡，平衡時相同組分的物質(zhì)的量相同，即平衡時PCl₃的物質(zhì)的量為0.2mol，則PCl₃的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1mol-0.2mol}{1mol}$×100%=80%，故D正確，
故選：D．

點評 本題考查反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)計算與應(yīng)用、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(jù)平衡常數(shù)計算，但比較麻煩．