Question

2．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：下列说法正确的是（　　）

t/s	0	50	150	250	350
n（PCl3）/mol	0	0.16	0.19	0.20	0.20

• A． 反应在前50s的平均速率v（Cl₂）=0.0016 mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（PCl₃）=0.11 mol•L^-1，则该反应的△H＜0
• C． 温度为T时，起始时向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20 mol PCl₃和0.20 mol Cl₂，反应达到平衡前v（正）＜v（逆）
• D． 温度为T时，起始时向容器中充入0.5 mol PCl₃和0.5 mol Cl₂，达到平衡时，PCl₃的转化率小于80%

Answer 1

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错误；
D．温度为T时，起始时向容器中充入0.5 mol PCl₃和0.5 mol Cl₂，相当于在加入0.5molPCl₅．减小压强，平衡逆向移动，则达到平衡时，达到平衡时，PCl₃的物质的量大于0.1mol，则转化的小于0.4mol，PCl₃的转化率小于80%，故D正确．
故选D．

点评 本题考查较为综合，涉及反应速率、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．