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，PCl₃（g）和Cl₂（g）均為0.2mol，反應(yīng)分別在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種條件下進行，其體系總壓強隨時間的變化如圖所示．下列說法不正確的是（　　）

• A． 在實驗Ⅲ中，從反應(yīng)開始至達到平衡時，v（Cl₂）=2.5×10^-4mol/（L•min）
• B． 實驗Ⅲ跟實驗Ⅱ相比，實驗Ⅲ使用了催化劑
• C． 在實驗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)平衡三段式列式計算，設(shè)得到平衡狀態(tài)時消耗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．圖象分析可知實驗b氣體壓強160變化為120，60min達到平衡狀態(tài)，氣體壓強之比等于氣體物質(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)速率概念計算；
B．實驗Ⅲ跟實驗Ⅱ相比，達到相同平衡狀態(tài)，但時間不同，Ⅲ組改變的實驗條件及判斷依據(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Ⅲ與Ⅱ的各組分的濃度相同，先計算出各組分濃度，然后根據(jù)平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$計算；
D．Ⅰ混合氣體壓強增大，達到平衡時間縮短，所以是升溫引起的壓強增大．

解答 解：恒溫恒容條件下，氣體壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，設(shè)得到平衡狀態(tài)時消耗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．圖象分析可知實驗b氣體壓強160變化為120，60min達到平衡狀態(tài)，氣體壓強之比等于氣體物質(zhì)的量之比，0.4：（0.4-x）=160：120，解得：x=0.1mol，則實驗b從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率為：v（Cl₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.1mol}{10L}}{60min}$=1.7×10^-4mol/L•min，故A錯誤；
B．分析圖象可知達到平衡狀態(tài)的時間不同，時間越短反應(yīng)速率越快，圖中3組實驗從反應(yīng)開始至達到平衡時的反應(yīng)速率v（PCl₃）由大到小的次序Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ，實驗Ⅲ跟實驗Ⅱ相比，達到相同平衡狀態(tài)，但時間不同，Ⅲ組改變的實驗條件及判斷依據(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)，平衡時各組分的濃度相同，圖象分析可知實驗Ⅱ氣體壓強160變化為120，60min達到平衡狀態(tài)，氣體壓強之比等于氣體物質(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，所以實驗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混合氣體壓強增大，達到平衡時間縮短，所以是升溫引起的壓強增大，但平衡分壓減小，故升溫平衡向正向移動，正向為吸熱反應(yīng)，故D正確．
故選A．

點評 本題考查了化學(xué)平衡的圖象及計算，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)計算能力．