题目内容

18.温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5,反应PCl5(g)═PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见表:
t/s050150250350
n(PCl3)/mol00.160.190.200.20
下列说法正确的是(  )
A.反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol•L-1•s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol•L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20 mol PCl3 和0.20molCl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3 和2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%

分析 A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.16mol,根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v(PCl3);
B、由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.2mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol/L,则n′(PCl3)=0.22mol,根据平衡时n(PCl3),判断平衡移动方向,升高温度平衡向吸热反应方向移动;
C、先求平衡常数K,再求浓度商(Qc),K>Qc,说明平衡向正反应方向移动,K<Qc,说明平衡向逆反应方向移动,K=Qc,说明平衡不移动,据此判断平衡移动;
D、等效为起始加入2.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol,据此判断.

解答 解:A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.16mol,v(PCl3)=$\frac{\frac{0.16mol}{2L}}{50s}$=0.0016mol/(L•s),故A错误;
B、由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.2mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol/L,则n′(PCl3)=0.11 mol/L×2L=0.22mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,即△H>O,故B错误;
C、对于可逆反应:PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g),
开始(mol/L):0.5 0 0
变化(mol/L):0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L):0.4 0.1 0.1
所以平衡常数k=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025.
起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2,起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L,浓度商Qc=$\frac{0.1×0.1}{0.5}$=0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动,反应达平衡前v(正)>v(逆),故C正确;
D、等效为起始加入2.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于$\frac{1.6mol}{2mol}$=80%,故D错误.
故选C.

点评 本题考查反应速率、平衡常数计算、平衡移动、等效平衡等,难度中等,注意D中使用等效平衡思想分析,使问题简单化,也可以根据平衡常数计算,但比较计算比较复杂.

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