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9.PCl3和PCl5都是重要的化工原料.将PCl3(g) 和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中,在一定条件下发生下述反应,并于10min时达到平衡:PCl3(g)+Cl2(g)?PCl5(g),有关数据如下:
PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)
初始浓度(mol/L)2.01.00
平衡浓度(mol/L)c1c20.4
下列判断不正确的是(  )
A.10 min内,v(Cl2)=0.04 mol/(L•min)
B.当容器中Cl2为1.2 mol时,反应达到平衡
C.升高温度(T1<T2),反应的平衡常数减小,平衡时PCl3的$\frac{△n({T}_{1})}{△n({T}_{2})}$<1
D.平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 molCl2,在相同条件下再达平衡时,c(PCl5)<0.2 mol/L

分析 A.由表中数据可知,平衡时△c(PCl5)=0.4mol/L,根据方程式可知△c(PCl3)=0.4mol/L,根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v(PCl3);
B.平衡时△c(PCl5)=0.4mol/L,根据方程式可知△c(Cl2)=0.4mol/L,根据△n=△c×V计算△n(Cl2),进而计算平衡时Cl2的物质的量;
C.升高温度,反应的平衡常数减小,平衡向逆反应移动;
D、平衡后移走2.0mol PCl3和1.0mol Cl2到达的平衡,等效为开始PCl3为1mol/L、Cl2为0.5mol/L到达平衡,与原平衡相比,压强降低,平衡向逆反应移动,反应物转化率降低.

解答 解:A.由表中数据可知,平衡时△c(PCl5)=0.4mol/L,根据方程式可知△c(PCl3)=0.4mol/L,v(PCl3)=$\frac{0.4mol/L}{10min}$=0.04mol•L-1•min-1,故A正确;
B.平衡时△c(PCl5)=0.4mol/L,根据方程式可知△c(Cl2)=0.4mol/L,△n(Cl2)=0.4mol/L×2L=0.8mol,故平衡时Cl2的物质的量为1mol/L×2L-0.8mol=1.2mol,故B正确;
C.升高温度,反应的平衡常数减小,平衡向逆反应移动,PCl3转化率降低,△n减小,故平衡时PCl3的$\frac{△n({T}_{1})}{△n({T}_{2})}$>1,故C错误;
D、平衡后移走2.0mol PCl3和1.0mol Cl2到达的平衡,等效为开始PCl3为1mol/L、Cl2为0.5mol/L到达平衡,反应物的浓度变为原平衡的一半,与原平衡相比,压强降低,平衡向逆反应移动,反应物转化率降低,故相同条件下再达平衡时,c(PCl5)<0.2 mol•L-1,故D正确;
故选C.

点评 本题考查化学平衡常数的应用、化学平衡的有关计算等,难度中等,注意D选项中构建平衡建立的途径.

练习册系列答案
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20.硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业.从硼镁泥中提取MgSO4•7H2O的流程如图1.

已知:某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示.
氢氧化物开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Mg(OH)29.310.8
Fe(OH)27.69.6
Fe(OH)32.73.7
Al(OH)33.74.7
根据题意回答第(1)~(6)题:
(1)在酸解过程中,欲加快酸解时的化学反应速率,请提出两种可行的措施:适当升温、把硼镁泥粉碎、或搅拌、或适当增加硫酸浓度.
(2)加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,并发生水解,该反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+
(3)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有SiO2、CaSO4
(4)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃)40506070
MgSO430.933.435.636.9
CaSO40.2100.2070.2010.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤是蒸发浓缩,趁热过滤.“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,便得到了MgSO4•7H2O.
(5)实验中提供的硼镁泥共100g,得到的MgSO4•7H2O为172.2g,计算MgSO4•7H2O的产率为70%.(保留两位有效数字)
(6)金属镁可用于自然水体中铁件的电化学防腐,完成图2防腐示意图,并作相应标注.
17.低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳循环正成为科学家研究的主要课题.最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.该构想技术流程如图1:

(1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是提供高温环境使KHCO3分解.
(2)已知在常温常压下:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol.
(3)依据甲醇燃烧的反应原理.设计如图2所示的电池装置.该装置负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
(4)已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9mol2•L-2.现将CaCl2溶液与0.02mol•L-1Na2CO3溶液等体积混合,生成CaCO3沉淀时,所需CaCl2溶液的最小物质的量浓度为5.6×10-7mol/L.
(5)CO(g)和H2O(g)在一定条件下反应可得到清洁燃料H2.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),不同温度下得到三组数据:
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需要的时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①实验1前6min的反应速率v(CO2)=0.13 mol/(L.min)(保留小数点后两位,下同).
②实验2条件下平衡常数K=0.17.
③该反应的△H<0 (填“<”或“>”=).

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