Question

20．在10L恒容密閉容器中充入PCl₃（g）和Cl₂（g），發(fā)生反應(yīng)：PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g）起始時(shí)，PCl₃（g）和Cl₂（g）均為0.2mol，反應(yīng)分別在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種條件下進(jìn)行，其體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示．下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 在實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)，v（Cl₂）=2.5×10^-4mol/（L•min）
• B． 實(shí)驗(yàn)Ⅲ跟實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅲ使用了催化劑
• C． 在實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=100
• D． 該反應(yīng)的△H＞0

Answer 1

分析 氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，設(shè)得到平衡狀態(tài)時(shí)消耗PCl₃物質(zhì)的量為x，
             PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g）
起始量（mol） 0.2      0.2      0
變化量（mol） x       x        x
平衡量（mol） 0.2-x   0.2-x    x
A．圖象分析可知實(shí)驗(yàn)b氣體壓強(qiáng)160變化為120，60min達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，0.4：（0.4-x）=160：120，則x=0.1mol，然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念計(jì)算；
B．實(shí)驗(yàn)Ⅲ跟實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比，達(dá)到相同平衡狀態(tài)，但時(shí)間不同，Ⅲ組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是加入了催化劑改變了反應(yīng)速率；
C．ⅢⅡ是相同平衡狀態(tài)，平衡時(shí)Ⅲ與Ⅱ的各組分的濃度相同，先計(jì)算出各組分濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$計(jì)算；
D．Ⅰ混合氣體壓強(qiáng)增大，達(dá)到平衡時(shí)間縮短，所以是升溫引起的壓強(qiáng)增大．

解答 解：恒溫恒容條件下，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，設(shè)得到平衡狀態(tài)時(shí)消耗PCl₃物質(zhì)的量為x，
           PCl₃（g）+Cl₂（g）?PCl₅（g）
起始量（mol） 0.2     0.2         0
變化量（mol） x        x          x
平衡量（mol） 0.2-x   0.2-x       x
A．圖象分析可知實(shí)驗(yàn)b氣體壓強(qiáng)160變化為120，60min達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，0.4：（0.4-x）=160：120，解得：x=0.1mol，則實(shí)驗(yàn)b從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率為：v（Cl₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{10L}}{60min}$=1.7×10^-4mol/L•min，故A錯(cuò)誤；
B．分析圖象可知達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間不同，時(shí)間越短反應(yīng)速率越快，圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v（PCl₃）由大到小的次序Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，實(shí)驗(yàn)Ⅲ跟實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比，達(dá)到相同平衡狀態(tài)，但時(shí)間不同，Ⅲ組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是加入了催化劑改變了反應(yīng)速率，故B正確；
C．Ⅲ與Ⅱ是相同平衡狀態(tài)，平衡時(shí)各組分的濃度相同，圖象分析可知實(shí)驗(yàn)Ⅱ氣體壓強(qiáng)160變化為120，60min達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，0.4：（0.4-x）=160：120，解得：x=0.1mol，平衡濃度分別為：c（ PCl₃）=0.01mol/L，c（Cl₂）=0.01mol/L，c（PCl₅）=0.01mol/L，所以實(shí)驗(yàn)a條件下的平衡常數(shù)K=$\frac{0.01}{0.01×0.01}$=100，故C正確；
D．Ⅰ混合氣體壓強(qiáng)增大，達(dá)到平衡時(shí)間縮短，所以是升溫引起的壓強(qiáng)增大，但平衡分壓減小，故升溫平衡向正向移動(dòng)，正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，故D正確．
故選A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的圖象及計(jì)算，題目難度中等，明確恒溫恒容條件下氣體物質(zhì)的量與壓強(qiáng)之間的關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)特征及應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．