Question

16．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n（PCl₃）随时间的变化如图，下列说法正确的是（　　）

• A． 反应在前50 s 的平均速率v（PCl₅）=0.0032 mol•L^-1•s^-1
• B． 该反应的平衡常数K=0.025
• C． 相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20molPCl₃ 和0.20 mol Cl₂，反应达到平衡前v（正）＞v（逆）
• D． 保持其他条件不变，升高温度，平衡时：c（PCl₃）=0.11mol•L^-1，则反应的△H＜0

Answer 1

分析 根据图知，250s、350s时n（PCl₃）相等说明250s时该反应达到平衡状态，
A．v（PCl₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.16mol-0}{2.0L}}{50s}$=0.0016mol•L^-1•s^-1；
B．反应达到平衡时，n（PCl₃）=0.20mol，根据方程式知，n（PCl₅）=（1.0-0.20）mol=0.80mol，n（PCl₃）=n（Cl₂）=0.20mol，则c（PCl₃）=c（Cl₂）=$\frac{0.20mol}{2.0L}$=0.1mol/L，c（PCl₅）=$\frac{0.80mol}{2.0L}$=0.4mol/L，化学平衡常数K=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025；
C．相同温度下，起始时c（PCl₅）=$\frac{1.0}{2.0}$mol/L=0.5mol/L，c（PCl₃）=c（Cl₂）=$\frac{0.20mol}{2.0L}$=0.1mol/L，浓度商=$\frac{0.1×0.1}{0.5}$=0.02，浓度商小于K，则平衡正向移动；
D．升高温度，平衡向吸热反应方向移动．

解答 解：根据图知，250s、350s时n（PCl₃）相等说明250s时该反应达到平衡状态，
A．v（PCl₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.16mol-0}{2.0L}}{50s}$=0.0016mol•L^-1•s^-1，故A错误；
B．反应达到平衡时，n（PCl₃）=0.20mol，根据方程式知，n（PCl₅）=（1.0-0.20）mol=0.80mol，n（PCl₃）=n（Cl₂）=0.20mol，则c（PCl₃）=c（Cl₂）=$\frac{0.20mol}{2.0L}$=0.1mol/L，c（PCl₅）=$\frac{0.80mol}{2.0L}$=0.4mol/L，化学平衡常数K=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025，故B正确；
C．相同温度下，起始时c（PCl₅）=$\frac{1.0}{2.0}$mol/L=0.5mol/L，c（PCl₃）=c（Cl₂）=$\frac{0.20mol}{2.0L}$=0.1mol/L，浓度商=$\frac{0.1×0.1}{0.5}$=0.02，浓度商小于K，则平衡正向移动，反应达到平衡前v（正）＞v（逆），故C正确；
D．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，平衡时c（PCl₃）=0.11mol•L^-1＞0.1mol/L，说明升高温度平衡正向移动，则正反应是吸热反应，△H＞0，故D错误；
故选BC．

点评 本题考查化学平衡有关计算，侧重考查学生分析计算能力，利用浓度商和化学平衡常数关系确定反应方向，掌握基础是解题关键，题目难度中等．