Question

15．T℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl₅，发生下列反应：PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）．经过一段时间达到平衡，反应过程中测定的部分数据见下表：

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

下列说法正确的是（　　）

• A． T℃时，该反应的平衡常数K=0.05mol•L^-1
• B． 0-50s内反应的平均反应速率v（Cl₂）=0.0032mol•L^-1•s^-1
• C． 其他条件不变，升高温度，平衡时c（PCl₃）=0.12mol•L^-1，则该反应的△H＜0
• D． T℃时，若起始充入1.0molPCl₅、0.2molPCl₃和0.2molCl₂，则起始时v（正）＞v（逆）

Answer 1

分析 A、结合平衡三段式列式计算平衡浓度，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$；
B、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），速率之比等于化学方程式计量数之比；
C、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；
D、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．

解答 解：A、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=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=0.025，故A错误；
B、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），速率之比等于化学方程式计量数之比，0-50s内反应的平均反应速率v（Cl₂）=v（PCl₃）=0.0032mol•L^-1•s^-1 ，故B正确；
C、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）=0.112mol/L，则n′（PCl₃）=0.12 mol/L×2L=0.24mol，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，即△H＞O，故C错误；
D、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=$\frac{0.1×0.1}{0.4}$=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，Qc＜K，说明平衡向正反应方向移动，反应达平衡前v（正）＞v（逆），故D正确；
故选BD．

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，注意平衡计算的方法应用．