Question

【題目】（1）亞硝酰氯(ClNO)是有機(jī)合成中常用試劑，已知：2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H＜0，一定溫度下，將2 molNO與2 molCl2置于2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。

①下列可判斷反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是___________(填序號(hào)字母)。

A. 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 B. 混合氣體密度保持不變

C. NO和Cl2的物質(zhì)的量之比保持不變 D. 每消耗1 moI NO同時(shí)生成1molClNO

②為了加快化學(xué)反應(yīng)速率，同時(shí)提高NO的轉(zhuǎn)化率，其他條件不變時(shí)，可采取的措施有_________(填選項(xiàng)序號(hào)字母)。

A. 升高溫度 B. 縮小容器體積 C. 再充入Cl2氣體 D. 使用合適的催化劑

③一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中，按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡時(shí)ClNO的體積分?jǐn)?shù)隨n(NO)/n(Cl2)的變化圖像如圖(B)所示，當(dāng)n(NO)/n(Cl2)=2.5時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，ClNO的體積分?jǐn)?shù)可能是下圖中D、E、F三點(diǎn)中的________點(diǎn)。

(2) 在體積為10 L的密閉容器中充入3 mol NO和2 mol Cl2，在不同溫度下發(fā)生反應(yīng)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)，ClNO的百分含量隨時(shí)間的變化如圖所示。已知T1>T2>T3。

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅱ除溫度不同外，還改變的條件是__________________。

②實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)至25 min達(dá)到平衡，用NO物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率為__________________。達(dá)到平衡時(shí)，若實(shí)驗(yàn)Ⅲ達(dá)到平衡時(shí)的熱量變化為Q kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________。

Answer 1

【答案】AC BC F 加入催化劑 0.008 mol·(L·min)－1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH = -Q KJ/mol

【解析】

(1)①可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的其它物理量不變；

②提高NO的轉(zhuǎn)化率即改變條件反應(yīng)正向進(jìn)行，提高反應(yīng)速率可采取增大濃度、升高溫度、加入催化劑、壓縮氣體，綜合兩方面解答；

③當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)生成物的含量最大，當(dāng)=2.5時(shí)產(chǎn)物的含量減小；

(2) ①結(jié)合影響反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)的常見(jiàn)因素溫度、壓強(qiáng)和催化劑分析；

②實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)至25 min達(dá)到平衡 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)

起始濃度(mol/L) 0.3 0.2 0

變化濃度(mol/L) 2c c 2c

起始濃度(mol/L) 0.3-2c 0.2-c 2c

平衡時(shí)ClNO%的含量為50%，則100%=50%，c=0.1，根據(jù)v=計(jì)算用NO物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率；達(dá)到平衡時(shí)，Cl2的變化量為0.1mol/L×10L=1mol，反應(yīng)放出QkJ能量，由此寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

(1)①A．反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)是體積變化的反應(yīng)，反應(yīng)正向進(jìn)行則氣體總物質(zhì)的量n減小，逆向進(jìn)行則氣體總物質(zhì)的量n增大，體系中物質(zhì)總質(zhì)量m不變，結(jié)合M=可知，M不變則各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B．反應(yīng)體系是恒容，各物質(zhì)均為氣態(tài)，所以氣體的總質(zhì)量不變，根據(jù)ρ=可知，體系中混合氣體密度始終不變，即混合氣體密度不變不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡，故B錯(cuò)誤；

C．起始投入的NO與Cl2的物質(zhì)的量之比是1:1，而變化的NO與Cl2的物質(zhì)的量之比是2:1，所以在未達(dá)平衡前，NO與Cl2的物質(zhì)的量之比是變化的，當(dāng)NO與Cl2的物質(zhì)的量之比保持不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D．v(ClNO)正=v(NO)正時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，不能確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；

故答案為AC；

②A．升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡會(huì)移動(dòng)，但不知道反應(yīng)的熱效應(yīng)，無(wú)法確定平衡移動(dòng)的方向，故A錯(cuò)誤；

B．縮小容器體積，相當(dāng)加壓，反應(yīng)正向進(jìn)行、反應(yīng)速率加快，故B正確；

C．充入Cl2氣體，反應(yīng)速率加快、反應(yīng)正向進(jìn)行，NO的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；

D．使用合適的催化劑，能加快反應(yīng)速率，但不影響反應(yīng)移動(dòng)方向，即NO的轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤；

故答案為BC；

③當(dāng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)生成物的含量最大，當(dāng)=2.5時(shí)ClNO的體積分?jǐn)?shù)減小，所以應(yīng)該是F點(diǎn)；

(2) 根據(jù)ClNO的百分含量隨時(shí)間的變化的圖示，T1>T2>T3，則升高溫度，ClNO%不斷減小，平衡逆向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)放熱，即ΔH＜0；

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相比，實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)溫度T2＜T1，如果其它條件相同，實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡所需要的時(shí)間應(yīng)該比實(shí)驗(yàn)Ⅰ長(zhǎng)，而圖示實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡所需要的時(shí)間應(yīng)該比實(shí)驗(yàn)Ⅰ短，實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)速率快，則可能使用了催化劑；

②實(shí)驗(yàn)Ⅲ反應(yīng)至25 min達(dá)到平衡

平衡時(shí)ClNO%的含量為50%，則100%=50%，c=0.1，則用NO物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(NO)===0.008 mol·(L·min)－1；達(dá)到平衡時(shí)，Cl2的變化量為0.1mol/L×10L=1mol，反應(yīng)放出QkJ能量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) ΔH = -Q KJ/mol。