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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/s050150250350
n(PCl3)/mol00.160.190.200.20
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%

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.

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n(Cl-1.25mol1.5mol2mol
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n(l-amol0mol0mol
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(2)原溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量浓度之比为10:15:4.

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