温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,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 0 50 150 250 350 n(PCl3)/mol 0 0.

问题描述:

温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,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 0 50 150 250 350
n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
以下对反应过程的分析和判断正确的是(  )
A. 反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol•L-1•s-1
B. 保持其他条件不变,若升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol•L-1,则反应为放热反应
C. 相同温度下,若起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,则达平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,若起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,则达平衡时,PCl3的转化率大于80%

A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.16mol,v(PCl3)=

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=
0.1×0.1
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=
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C正确;
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,故达到平衡时,PCl3的转化率高于
1.6mol
2mol
=80%,故D正确;
故选CD.