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高中 | 化学平衡常数题目答案及解析如下,仅供参考!
选修四
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
化学平衡常数
温度为$T\ \rm {}^\circ C$时,向$\rm 2.0\ L$恒容密闭容器中充入$\rm 1.0\ mol\ PCl$反应$\rm PCl(g)\rightleftharpoons PCl(g)+Cl(g)$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,下列说法正确的是$\rm (\qquad)$
$t\rm /s$ | $\rm 0$ | $\rm 50$ | $\rm 150$ | $\rm 250$ | $\rm 350$ |
$n{\rm (PCl_{3})}\rm /mol$ | $\rm 0$ | $\rm 0.16$ | $\rm 0.19$ | $\rm 0.20$ | $\rm 0.20$ |
保持其他条件不变,升高温度,平衡时$c{\\rm (PCl)}=0.11\\rm \\ mol\\cdot L{}^{-1}$则反应的$\\Delta H\\lt 0$
","反应在前$\\rm 50\\ s$的平均速率为$v{\\rm (PCl)}=0.0032\\rm \\ mol\\cdot {{L}^{-1}}\\cdot s^{-1}$
","相同温度下,起始时向容器中充入$\\rm 2.0\\ mol\\ PCl$和$\\rm 2.0\\ mol\\ Cl$达到平衡时,$\\rm PCl$的转化率小于$\\rm 80\\%$
","相同温度下,起始时向容器中充入$\\rm 1.0\\ mol\\ PCl$、$\\rm 0.20\\ mol\\ PCl$和$\\rm 0.20\\ mol\\ Cl$,反应达到平衡前$v{\\rm (正)}\\gt v{\\rm (逆)}$
"]$\rm A$.由表中数据可知,平衡时$n{\rm (PCl_{3})}=0.20\rm \ mol$,即$c{\rm (PCl_{3})}=0.10\rm \ mol/L$,保持其他条件不变,升高温度,平衡时$c{\rm (PC{{l}_{3}})}=0.11\rm \ mol\cdot {{L}^{-1}}$,即$c{\rm (PCl_{3})}$增大,说明升高温度,平衡正向移动,则反应的$\Delta H\gt 0$,$\rm A$错误。
$\rm B$.由表中数据可知,反应在前$\rm 50\ s$时,$\Delta n{\rm (PC{{l}_{3}})}=0.16\rm \ mol$,则$\rm PC{{l}_{3}}$的平均速率为$v {\rm (PC{{l}_{3}})}=\dfrac{\Delta n}{V\cdot \Delta t}=\dfrac{0.16\rm \ mol}{\rm 2\ L\cdot 50\ s}=0.0016\rm \ mol\cdot {{L}^{-1}}\cdot {{s}^{-1}}$,$\rm B$错误。
$\rm C$.相同温度下,起始时向容器中充入$\rm 2.0\rm \ mol$和$\rm 2.0\rm \ mol$,等效于起始时加入$\rm 2.0\rm \ mol$,与充入$\rm 1.0\rm \ mol\ PCl_{5}$的原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时$\rm PCl_{5}$转化率降低,所以平衡时$\rm PCl_{3}$的物质的量小于$\rm 0.4\rm \ mol$,即相同温度下达到平衡时,消耗的$\rm PCl_{3}$的物质的量大于$\rm (2.0\rm \ mol-0.4\rm \ mol)=1.6\rm \ mol$,则$\rm PC{{l}_{3}}$的转化率大于$\rm \dfrac{1.6\rm \ mol}{2\rm \ mol}\times 100\%=80\%$,$\rm C$错误。
$\rm D$.相同温度下,起始时向$\rm 2.0\ L$恒容密闭容器中充入$\rm 1.0\rm \ mol$,由表中数据列三段式,$\rm \begin{matrix} {} & \rm PC{{l}_{5}}(g) & \rightleftharpoons & \rm PC{{l}_{3}}(g) & + & \rm C{{l}_{2}}(g) \\ 起始量\rm (mol/L) & 0.5 & {} & 0 & {} & 0 \\ 变化量\rm (mol/L) & 0.1 & {} & 0.1 & {} & 0.1 \\ 平衡量\rm (mol/L) & 0.4 & {} & 0.1 & {} & 0.1 \\ \end{matrix}$,则$K=\dfrac{c{\rm (C{{l}_{2}})}\cdot c{\rm (PC{{l}_{3}})}}{c{\rm (PC{{l}_{5}})}}=\dfrac{0.1\rm \ mol/L\times 0.1\rm \ mol/L}{0.4\rm \ mol/L}=0.025\rm \ mol/L$,相同温度下,起始时向容器中充入$\rm 1.0\rm \ mol$、$\rm 0.20\rm \ mol$和$\rm 0.20\rm \ mol$,浓度商$Q=\dfrac{c{\rm (C{{l}_{2}})}\cdot c{\rm (PC{{l}_{3}})}}{c{\rm (PC{{l}_{5}})}}={\rm \dfrac{0.1\rm \ mol/L\times 0.1\rm \ mol/L}{0.5\rm \ mol/L}=0.02\rm \ mol/L}\lt K=0.025\rm \ mol/L$,说明反应正向进行,则反应达到平衡前$v (正) \gt v (逆)$,$\rm D$正确。
故选:$\rm D$
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