Question

温度为T时，向4L恒容密闭容器中充入2.0molPCl₅，反应PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g），经一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表．

t/s		50	150	250	350
n（PCl3）/mol		0.32	0.38	0.40	0.40

下列说法正确的是（ ）
A．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
B．反应在前50s的平均速率v（PCl₃）=0.0032 mol?L^-1?s^-1
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl₅、0.40 molPCl₃和0.40 molCl₂，反应达平衡前v（正）＞v（逆）
D．相同温度下，起始时向容器中充入4.0 mol PCl₃、和4.0 mol Cl₂，达到平衡时，PCl₃的转化率小于80%

Answer 1

【答案】分析：A、由表中数据可知，平衡时n（PCl₃）=0.4mol，保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c（PCl₃）=0.11 mol/L，则n′（PCl₃）=0.44mol，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；
B、由表中数据可知50s内，△n（PCl₃）=0.32mol，根据v=计算；
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4.0molPCl₅，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0.8mol，即相同温度下，起始时向容器中充入4.0 mol PCl₃、和4.0 mol Cl₂，达到平衡时，PCl₃的物质的量小于0.8mol，参加反应的PCl₃的物质的量大于3.2mol，据此判断．
解答：解：A、由表中数据可知，平衡时n（PCl₃）=0.4mol，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×4L=0.44mol，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，即△H＞O，故A错误；
B、由表中数据可知50s内，△n（PCl₃）=0.32mol，v（PCl₃）==0.0016mol/（L?s），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==0.025．
起始时向容器中充入2.0 mol PCl₅、0.40 molPCl₃和0.40 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==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4.0molPCl₅，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0.8mol，即相同温度下，起始时向容器中充入4.0 mol PCl₃、和4.0 mol Cl₂，达到平衡时，PCl₃的物质的量小于0.8mol，参加反应的PCl₃的物质的量大于3.2mol，故达到平衡时，PCl₃的转化率高于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，但比较麻烦．