高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析

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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$$\\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$$\\rm 0.20\\ mol\\ PCl$$\\rm 0.20\\ mol\\ Cl$,反应达到平衡前$v{\\rm (正)}\\gt v{\\rm (逆)}$

"]
[["D"]]

$\rm A$.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$$\rm 2.0\rm \ mol$,等效于起始时加入$\rm 2.0\rm \ mol$,与充入$\rm 1.0\rm \ mol\ PCl_{5}$的原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时$\rm PCl_{5}$转化率降低,所以平衡时$\rm PCl_{3}$的物质的量小于$\rm 0.4\rm \ mol$,即相同温度下达到平衡时,消耗的$\rm PCl_{3}$的物质的量大于$\rm (2.0\rm \ mol-0.4\rm \ mol)=1.6\rm \ mol$,则$\rm PC{{l}_{3}}$的转化率大于$\rm \dfrac{1.6\rm \ mol}{2\rm \ mol}\times 100\%=80\%$$\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$$\rm 0.20\rm \ mol$$\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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