温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数

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温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl₅，反应PCl₅(g)

PCl₃(g)＋Cl₂(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如图：

下列说法正确的是

A．反应在前50 s 的平均速率v(PCl₃)＝0.0032 mol·L^－1·s^－1

B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl₃)＝0.11mol·L^－1，则反应的△H＜0

C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl₃和2.0mol Cl₂，达到平衡时，PCl₃的转化率小于80%

D．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl₅、0.20mol PCl₃和0.20 mol Cl₂，反应达到平衡前v(正)＞v(逆)

答案

解析

试题分析：A、反应在前50 s 的平均速率v(PCl₃)＝0.16÷2÷50="0.0016" mol·L^－1·s^－1,错误；B、平衡时c(PCl₃)＝0.20÷2=0.10mol·L^－1，升高温度其浓度增大，平衡正向移动，反应吸热，错误；C、相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl₃和1.0 mol Cl₂时与元平衡为等效平衡， PCl₃的转化率小于80% ，充入2.0 mol PCl₃和2.0 mol Cl₂，压强增大平衡向生成PCl₅方向移动，PCl₃的转化率增大，错误；
PCl₅(g)

PCl₃(g)＋Cl₂(g)
始量      1          0       0
转化量   0.2         0.2     0.2
平衡量   0.8         0.2     0.2
k=(0.2/2×0.2/2)÷0.8/2=0.025
此时浓度熵Q=(0.2/2×0.2/2)÷1.0/2=0.02＜0.025，平衡正向移动，v(正)＞v(逆)，正确。

举一反三

一定条件下存在反应：2SO₂(g)+O₂ (g)

2SO₃(g) ∆H＝−196kJ·moL⁻¹。现有密闭容器，中间隔板不能传导热量但可自由滑动，按如图所示投料，一段时间达到平衡时，下列说法正确的

A．恒温条件下，达到平衡容器两边SO₃的体积分数相同

B．恒温条件下，容器中两边的吸收或放出的热量数值之和小于为196kJ

C．若容器为绝热，达到平衡时右室反应速率等于左室反应速率

D．若容器为绝热容器，右室中SO₂的转化率与左室SO₃的转化率之和小于1

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(15分)甲醇(CH₃OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料，低温液相合成甲醇的方法如下。
反应原理：2H₂+ CO→CH₃OH；反应条件：以三乙二醇二甲醚作为溶剂，以Raney-Ni和CH₃ONa为催化剂。
（1）氢碳比[γ =

]：当γ=2时，甲醇的选择性[λ =

]达99.8%以上；当γ＞2时，可能产生副产物CH₄，写出相应反应的化学方程式。
（2）干燥除水：为防止CH₃ONa的水解，必须干燥除水，下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。

序号	干燥方法	CO转化率/%
①	不处理	40.2
②	无水乙醇洗	56.3
③	以四氢呋喃洗	62.4
④	无水乙醇洗并真空干燥	70.1
⑤		77.2

从实验设计完整性思考，请补充实验⑤中的干燥方法。
（3）反应温度：下图是

= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。

在反应CO(g)+2H₂(g)→CH₃OH(g) △H中，△H 0(填“＞”或“＜”)；0～t₂时间段内，随反应的进行体系的压力先增大后减小，原因是；能判断该反应基本结束的时刻为；若t₃时刻，测得平衡后CO的转化率为75%，若起始反应时的CO的物质的量为a mol，假设反应容器的体积为1L，则t₃时的平衡常数的值为。
（4）催化剂：在保持其它条件不变，只改变催化剂的用量，分别在1L恒容密闭容器中反应，测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时，CO转化率与时间关系图，请画出Raney-Ni为1g时，CO转化率与时间变化图。