某温度下,向4.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol PCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl
某温度下,向4.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol PCl5,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:
时间/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.32 | 0.38 | 0.40 | 0.40 |
下列说法正确的是( )
A.反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)=0.0064 mol/(L·s)
B.若保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol/L,则反应的ΔH<0
C.相同温度下,起始时向该容器中充入4.0 mol PCl3、4.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
D.相同温度下,起始时向该容器中充入2.0 mol PCl5、0.40 mol PCl3和0.40 mol Cl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
[解析] 本题考查化学平衡的有关计算、影响化学平衡的因素,意在考查考生的分析判断能力和计算能力。由表中数据可得反应在前50 s的平均反应速率为v(PCl3)=
=0.0016 mol/(L·s),故A项错误。升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,大于题表中PCl3的平衡浓度:
=0.1 mol/L,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,ΔH>0,故B项错误。由表中信息可知原平衡时PCl3的物质的量为0.40 mol,根据“三段式”得
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)
起始浓度(mol/L) 0.5 0 0
转化浓度(mol/L) 0.1 0.1 0.1
平衡浓度(mol/L) 0.4 0.1 0.1
平衡常数K=
=0.025,则逆反应的平衡常数K′=40;相同温度下,起始时向容器中充入4.0 mol PCl3、4.0 mol Cl2,设达到平衡时消耗PCl3的物质的量浓度为x mol/L,根据“三段式”得
PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)
起始浓度(mol/L) 1 1 0
转化浓度(mol/L) x x x
平衡浓度(mol/L) 1-x 1-x x
K′=
=40,x≈0.85 mol/L,PCl3的转化率约为85%,故C项错误;相同温度下,起始时向该容器中充入2.0 mol PCl5、0.40 mol PCl3和0.40 mol Cl2,PCl5、PCl3、Cl2的起始浓度分别为0.5 mol/L,0.1 mol/L,0.1 mol/L,浓度商Q=
=0.02<K=0.025,故达到平衡前反应正向进行,v(正)>v(逆),D项正确。
[答案] D