Question

【題目】一定溫度時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，發生反應： PCl5(g) Cl2(g)+PCl3(g)經一段時間后反應達到平衡。反應過程中測得的部分數據見下表：

反應時間/s	0	50	150	250	350
n(PCl3)/mol	0	0.16	0.19	0.20	0.20

（1）能表明該反應達到平衡狀態的是________（填序號）；

A．生成1molPCl3的同時生成1molPCl5 B．混合氣體的平均相對分子質量不變

C．PCl5、Cl2、PCl3三者的濃度比值1：1：1 D．混合氣體的密度不變

（2）上述溫度下，達到平衡時，PCl5的轉化率為____；該反應的平衡常數K= ___。

（3）反應在前50 s內的平均速率為v(PCl3)=_____。

（4）保持其他條件不變，若升高溫度，反應重新達到平衡，平衡時c(PCl3)=0.11moI·L－l，則正反應的ΔH__0（填“>”或“<”）。

（5）相同溫度下，若起始時向容器中充入1.0 molPCl5、0.20mol PCl3和0.20 mol Cl2，則反應達到平衡前v(正) __ v(逆)（填“>”或“<”）

Answer 1

【答案】A、B 20% 0.025 mol/L 1.6×10-3 mol/（L·s） > >

【解析】

(1)根據化學平衡的特征和本質反分析判斷；

(2)利用三段式，結合轉化率的概念和平衡常數K=計算；

(3)根據v==計算v(PCl3)；

(4)由表中數據可知，平衡時n(PCl3)=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，新平衡時c(PCl3)=0.11 mol/L，則n′(PCl3)=0.22mol＞0.2mol，結合溫度對平衡的影響分析判斷；

(5)首先計算濃度商Qc，再根據Qc和K的大小關系分析判斷。

(1)A．生成1molPCl3的同時生成1molPCl5，表示正逆反應速率相等，說明反應達到平衡狀態，故A正確；B．該反應為氣體的物質的量增大的反應，混合氣體的質量不變，則混合氣體的平均相對分子質量為變量，當混合氣體的平均相對分子質量不變，表明反應達到平衡狀態，故B正確；C．PCl5、Cl2、PCl3三者的濃度比值1∶1∶1，不能說明濃度是否不變，不能說明反應達到平衡狀態，故C錯誤；D．混合氣體的質量和體積不變，混合氣體的密度始終不變，不能說明反應達到平衡狀態，故D錯誤；故答案為：AB；

(2)相同溫度下，向容器中再充入1.0molPCl5，根據表格數據，平衡時n(PCl3)=0.2mol，則

PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

起始量(mol/L) 0.5 0 0

變化量(mol/L)0.1 0.1 0.1

平衡量(mol/L)0.4 0.1 0.1

平衡時PCl5轉化率=×100%=20%，平衡常數K==0.025，故答案為：20%；0.025；

(3)由表中數據可知50s內，△n(PCl3)=0.16mol，v(PCl3)==0.0016mol/(Ls)，故答案為：0.0016mol/(Ls)；

(4)由表中數據可知，平衡時n(PCl3)=0.2mol，保持其他條件不變，升高溫度，新平衡時c(PCl3)=0.11 mol/L，則n′(PCl3)=0.11 mol/L×2L=0.22mol＞0.2mol，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，即△H＞0，故答案為：＞；

(5)相同溫度下，平衡常數K相同。起始時向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，起始時PCl5的濃度為0.5mol/L、PCl3的濃度為0.1mol/L、Cl2的濃度為0.1mol/L，濃度商Qc==0.02＜K=0.025，說明反應向正反應方向進行，反應達平衡前v(正)＞v(逆)，故答案為：＞。